BIM 是關于整個星球的

凱斯·斯努克 曹春莉

(BRE 集團，Bucknalls 巷，沃特福德WD259XX，赫特福德郡，英國)

【編者按】

這篇首發于“Designing Buildings”(www.designingbuildings.co.uk)的文章被英國建筑行業譽為:如果你只讀一篇關于建筑信息模型(BIM)的文章——那就是這篇文章;這篇引人入勝的文章講述關于BIM 的起源、未來和潛力。第二作者曾和第一作者凱斯緊密合作，共同參與并完成英國政府的RegBIM 研究項目。這個為期3 年的項目是將建筑行業的法律法規BIM 化、數字化，與其它BIM 技術接軌的研究。第二作者看到這篇文章后，認為它可以幫助中國BIM 行業樹立正確概念。她和同濟大學的許鵬教授及周艷女士組織翻譯，并對原文作了適當修改，以期適合中國讀者閱讀。

BIM 把數字化技術應用在建筑行業，世界上幾乎每個國家都認為它是“游戲規則改變者”。為了有效地使用這個技術，協同不同的工作方法，需要解鎖有效和高效的設計，以創建和維護優良的資產。BIM 允許在一個虛擬環境下，包括一個三維模型，從概念設計到運營、用于整個建筑物的生命周期的信息管理，此時它成為AIM(資產信息模型，嵌入或訪問關鍵產品、資產等數據)，然后結束生命——通過拆除或改建而有了新生命。有幾個國家已經開始認識到BIM 所帶來的機會，并投資、開發它的其它功用。英國被看作是領導這一發展的國家。BIM 不僅適用于新建筑和基礎設施，還適用于“改造”，并與其它技術互補，如激光掃描和快速能源分析來挖掘“翻新”項目的潛力。BIM(及AIM)技術提供數據平臺，為有關設施在整個生命周期里提供并整合特定數據以促進有益的綜合應用。

1 簡介

1.1 理論基礎

大多數有關BIM——建筑信息模型的文章傾向于從當代建筑行業焦點直接進入主題，并且專注于技術角度。然而，我們可能因此失去更廣闊的背景，包括遺忘如建筑行業的存在主要是為其它活動提供建筑環境設施。在英國，過去100 年間，建筑行業成為了很多主要報告的主題，我們也可以忘記這些報告中的大部分或者是對特定方面或者是對整體上表現欠佳的不滿意的反應。為了將BIM 涉及到的技術應用到大環境中，本文回顧了建筑行業運送產品的多種途徑，選擇了許多其他綜述中的主題，并且將這些與環境議程的發展和大數據時代的出現相關聯［1］。

1.2 環境

環境議程的大眾意識并沒有確切的開始日期，對于一些人來說它可能是1960 年代早期開創性的出版物，例如Rachel Carson 1962 年出版的“寂靜的春天”及其論證這一趨勢的早期研究發現。對于另一些人來說，它可能是早期“行動基金”的創立，例如1967 年成立的環境保護基金，當時鶚(魚鷹)數量的銳減引起了恐慌。對大眾攝影日報和電視為導向的領域來說，一張由阿波羅8 號上執行空間任務的宇航員Bill Anders 拍攝于1968 年12 月24 日的照片或許才是開端，見圖1。

照片的前景是貧瘠的月球地形，它象征著藍色星球——地球的脆弱，同時也刺激人們討論、行動并意識到應當在政治上使政府橫跨之前參與其中的科學家和少數壓力群體所表達的憂慮成為不可能。實現我們目前境況的途徑尚未直接提出并達成一致，尤其是在行動上，我們的影響所產生了迫在眉睫的、可預見且不可逆轉的效應，似乎更難達成有關于此的科學共識。當然，即使沒有航天任務和這張照片，通過持續的思考我們也會到達同樣的地方，但這為“開端”提供了一個有用且感人的標志，對于記得它首次發行的人來說更是這樣。

那么，環境運動和BIM 有什么關系呢?隨著“環境”這一詞匯擴大到足以覆蓋我們周圍的一切，最初局限于環境保護的概念早已被對可持續發展［2］更加全面的理解所取代。通常，“可持續”這一詞匯單獨作為對某一理想或目標的描述。有關于此或其他定義的方面必須能夠衡量才可以做到不僅僅是主觀的理想，而做到這一點需要數據。舉個例子，當前流行的術語——“零碳排放”。如何測量需要的科學手段先不說，實現這一點復雜、難懂且不精確，但是至少這是個涉及到實現準數值變量的概念。

在英國，政府對BIM 的假設正是關于這一點。BIM 明確地與碳性能有關、包含經濟價值且描述簡單。

“通過使用開放共享資產信息，政府作為客戶能夠獲得顯著成本、價值和碳性能的改善。”［3］

隨著資產信息可以從數據中獲取，BIM 被視為能夠促進這一目標實現的方式。這些數據中一部分將越來越多的來自于BIM，更多的來自于相關的數據集，如AIM(資產信息管理)，其他的暫時無法歸類，未來會成為“大數據”［4］的一部分。

2 數據是什么?

正如我們將看到的BIM 環境以及當前英國政府引領其余市場的建筑政策的實施，特定的數據可以得到相當具體描述和識別，事實上這正是大多數活動和努力正在做的，但是更廣泛地說，它是什么，BIM 數據如何才能適應更廣泛的“開放數據”舉措?

Data 是Datum 的復數，意味著事實。它通常由數字和符號來表征，理論上如果保持如此簡潔性，它將是普遍可解釋的。該術語也用來表征受限形式的數值，因此提高限制水平會降低解釋的通用性。在最通常的應用中，該術語進入了純粹形式和信息之間的灰色區域，這一灰色區域成為了與數據一同運行的系統其兼容性的重要議題。信息是有意義并能從數據中產生重要結果的知識。

2.1 普適數據

英國政府的聲明并沒有直接稱“BIM”，普適數據的概念也正因此陷入爭論。如今數據無處不在，我們(尚且)不知道如何最大程度創造性地利用大多數數據。普適數據包括社會、移動端、大數據、分析、云、軟件服務、進程以及最近的互聯網。我們花費40 年從紙質的模擬社會和固定電話進入了迅速將世界表征為數字的境況。實際上，地球升起的照片或者至少它是如何拍攝的也可以作為這一方面的象征。相當于航天任務執行時期滿屋子計算能力的設備如今可以安裝在一臺設備上，與此同時還有同等于該任務中設計"土星"號運載火箭所使用的紙質繪圖和規范的數字存儲能力。更現代一點它可以在“云端”運行，通過智能手機快速訪問。

圖2 數字基礎設施——2010 年Facebook 活動圖釋

數字基礎設施必須支持我們的想法和互動而且價格昂貴，因此通過它們我們可以感覺一切物理事物，如地理位置、方向、加速度、呈現、接觸、壓力、距離、紋理、溫度、手勢、氣味、聲音以及什么都沒有(檢測不到任何當前可測量的事物)。傳感器、應用、日志以及人類交互共同產生這一進程，反過來它也是自動控制和人類決策成為可能。分析周期時間減少并且更加精確，因此更好的決策幫助我們消除浪費并使得強化量測化物理世界中的交互成為可能。在那些我們認為已理所當然的流行應用中，這一切已經與我們同在，比如(通常免費)我們智能手機中的路線規劃和記錄的應用程序，它們將個人數據(年齡、體重、心率等)與GPS 數據相關聯，并產生諸如功率輸出、燃燒的卡路里及其他更多信息。圖2 由臉書的創始人和首席執行官馬克·扎克伯格發表的臉書活動圖釋，顯示了數字基礎設施對人類現代生活的廣泛影響。同樣的事物可能不會明顯的發生在建筑行業，但刺激這一技術產生的是數據，而BIM 就是數據。有關建筑環境的數據，其目前用途主要是為建筑設計和建筑過程服務，幾乎不可能削弱以上的愿望和比較。當這些數據應用到全壽命周期中時，將變得更有意義并成為“大數據”七巧板的一部分。

2.2 開放數據

“開放”一詞，與強調所有權和利益的現有標準相比，意味著鼓勵犧牲小我實現開放的重要一步。顯然，商業利益和知識產權仍然很重要且受到尊重，但這一行動是關于釋放所有事實上不需要這些保護的事物。在英國，內閣辦公室于2012 年6 月發布了開放數據戰略，緊隨其后Tim Berners -Lee 爵士和Nigel Shadbolt 教授憑借技術戰略委員會提供的啟動資金(2012 -2017)成立了開放數據研究所(ODI)。研究說是獨立、非盈利、無黨派公司，并需保證以促進開放數據進程以創在經濟、環境和社會價值為目標。它將有助于解鎖供應、刺激需求，通過合作、孵化、培育、指導新思想創造并傳播知識以造福當地和全球的各項議題，以及刺激創新。

國際上，G8 國家開放數據策略和章程［5］(2013)制定了一些準則，這些準則將成為接觸、發布及再利用G8 政府提供的數據的基礎。它們是:

·默認情況下的開放數據

·質量和數量

·所有數據的可用性

·改善管理數據的發布

·創新數據的發布

2.3 建筑中的信息技術

通常來說，建筑行業對IT 技術的應用是落后于其他行業的，表面來看似乎這是真的，盡管這些表述通常來源于并不十分舒服的比較和對這些議題缺少了解。建筑環境建造的復雜性及涉及其中關系的瞬變性通常被視為落后的原因。建筑行業與其商業結構是脫節的，與將部分與整體相關聯的法律框架是相對抗的［6］。這一背景下，整體進程的多個分離部分不愿投資［7］于IT 解決方案也就不奇怪了，因為它們本身在大多數情況下以提供特定商業離散或者過程離散應用為目的。

例如，BIM 寓意合作，術語“孤獨的BIM”，雖然通常用來形容獨立于技術的一個科目，但是一般不是人們認為的貶義詞，而是用來表明主人公在這種情況下依然表現得很好。不管這其中邏輯性有多強，任何一個從分散部分的統一中獲利的人都不會明顯得到酬勞。凡是有涉及到的地方，業務模式通常覆蓋規避風險的成本，所使用的方法是通過懲罰性的合同關系而不是創造性的管理流程而得來。同樣的，面對這樣的市場，IT 產業鮮有激勵措施提供解決方案，建筑行業任何個體也極少會提供整體調試解決方案。任何行動或努力(并出現了一些)基本上都是由愛好者作出的，有時候他們從理解和同情他們的雇主和一些學者身上“借”時間。基本無償工作背后的激情和學術界的寶貴有時與商業壓力一樣會造成不和，而他們卻開始質疑這種商業壓力。

有關該產業的許多官方報道認為該產業的結構性弱點一貫以來造成了根深蒂固的、可預測的欠佳表現。證據出現可追溯至21 世紀初，建筑產業主要性能指數首次被采納使用時設定一定的績效指標，特別是涉及到設計問題的指標，會造成壓力。為了突出某種情況，績效得分可能會超過10/10。例如，良好的設計能真正創造出顯著超乎需求和期望的東西。這種方法的數學邏輯并未遭到不合理的質疑，但勉強才能達成一致。這種數據收集的一些額外問題的確做到了“表現超乎預期”。從另一個方面來說，被人忽視的這一點發人深省。隨后發生的便是此批復框反復被選中，伴隨著的往往是非常“中等”數值成績，表明人們對該行業的預期不高。

盡管仍然有來自根深蒂固的文化和習俗的威脅，綜合來講轉折點為:

·BIM 形式的信息技術(以及所存在的體系);

·數字媒體的快速增長和使用離不開信息技術，尤其是在交流流程很正式且可以促進高速變化的社交媒體中;

·建設過程中會對現狀構成挑戰的新型資助。

這些現在占據相同的空間和有時間期限的技術方法(見圖4)也有助于提供一個平臺，通過提供權威的指導來解決該行業的文化和習俗問題。

3 英國建筑產業運作

協調項目信息的代碼發布于1987 年，包括一個宣傳視頻，開篇的場景是士兵戰斗在在克里米亞前線的畫面。他們通過幾個人將一條非常重要的消息發送到HQ 部隊:“派遣援軍——我們要前進。”經過好幾個階段的扭曲和誤聽，信息傳到了HQ，卻變成了“送三、四便士過來，我們要跳舞”。

這一簡單、幽默、常常被引用而無疑是虛構的場景抓住了一個建筑界至今未能令人信服地解決的重要問題。作為一個產業，建筑行業迎接了各種各樣的挑戰，創造出最壯觀的工程業績和令人驚嘆的設計，但它未能使其通訊設備有效地工作。為找出其中的困難并結合完全合理的、合乎邏輯的、有時務實的指導解決這些問題，人們付出了很多努力。

圖3 早期的項目協調信息(較大的標志)和協調文件(較小的標志)

圖4 BEW-理查茲BIM 成熟度曲線圖

3.1 產業回顧——從勒琴斯到伊根——一個選擇

·嚴格來說這不是綜述，而是一個很好的劃分界限的出發點。一個有聲望并且受人尊敬的建筑師埃德溫·勒琴斯(1869 -1944)當時在建筑圖紙上回應當時那種藝術性豐富、但信息不暢的趨勢時，沮喪地寫道:

“施工圖是給建筑工作者的一封信準確地告知他要造什么，而不是一幅有魅力的圖畫……。”

·“博瑟姆報告”——題為:觸及天空(1934)認為信息碎片化、效率低下和對抗主義是關鍵的問題。

·“西蒙報告”——題為:建筑和土木工程合同的配售和管理(1944)，在制定戰后策略時顯然等同于較低的標準的最低投標方式，并確定了不充裕的每份合同的準備工作和未敲定和不公平子合同的問題。

·“班偉爾l 報告”——(又)正式標題為:建筑和土木工程合同的配售和管理(1964)，推薦用較緩和的敵對關系完成越來越多的協作流程。

·“塔維斯托克報告”——題為:相互依存和不確定性:建筑行業的研究(1966)，指出了不成體系的嚴重的影響(實際上相當用富有想象力的標題總結了這一切)。

·“PIG 報告”——項目信息——內容與安排前進道路報告和建議(1978)，由環境NCC 常委會計算和數據協調中心的項目信息集團(PIG)編寫。這也帶動了一些研究的發表，如發表在在BRE 時報18/73“使用的施工圖紙”和時報60/76“協調施工圖，同時也推薦(和出資)創立上述提到的CPIc［8］文件，建立跨學科機構，使他們直至今天也能出版刊物，享受服務。(圖3)

·1994［9］年萊瑟姆和1998［10］年伊根在觀察過程中再次認識到這個問題，兩位作者有效地向業內人士表示:“你為什么沒有采納這些(CPI)協議?”。該行業未在任何正式場合下針對這個問題作出合理的回應。

這些都是一些比較知名的報告，針對于發生過的事實，具有某些“有影響力”的資格。

3.2 “阿凡提”和“建立圍墻”

在由當時的貿易和工業部(DTI2002 年)資助的一下項目上，CPI 協議在一系列項目中都有授權的功用。否則，他們都是“普通”建設項目，只是用了我們現在稱為0 級或1 級，個別2 級的技術，如BEW-理查茲BIM 成熟度曲線圖所示(圖4)。

這些項目都相當傳統，并用正常的專業預約、合同安排、保險、罰款等。該計劃被稱為阿凡提-ICT 協同工作。與當時其他項目唯一的區別是，它們每個都得到了導師的幫助，包括一些知道相關協議來龍去脈的人，這些協議包括當時的一些草案，例如演變成了BS1192 -2007 的文檔。

阿凡提2007 年的報告顯示的平均儲蓄與BIM預計的20% -25%不相上下。單個活動的個人儲蓄記錄更為驚人:

·早期承諾80% 用于中等規模的項目實施成本;

·50 -85%花費在%接收信息和重建格式上;·60 -80%用于查找信息和文件;

·75 -80%實現設計協調;

·50%用來評估投標和授予分包合同上;

·50%用于分包商設計的審批。

一個令人憧憬的“構建壁壘”的倡議分析了過去活動失敗的原因，也在早期一篇文章中諷刺性地預測了自己的失敗。文章說道:

“1929 年和1994 年之間的許多報告都未能對建筑業的性能產生任何影響的原因是該行業持續對失敗和缺陷視而不見。不愿意來評價自己的表現，尤其是碎片化和反抗態度造成的影響。”

作為一個進行大幅投資建設的非常有經驗的客戶，“構建壁壘”也有來自英國軍隊的良好惠顧。但即使有來自示范項目的后盾，“構建壁壘”［11］被該行業其他人士認為是一項實驗研究-精彩、充實，對未來可能失敗的人的一瞥。但這些失敗者中大部分隨后將轉移到新的項目中去。置身于這些項目中略微使那些被方法說服和致力于改善的人有點膨脹，但這種人仍然非常是少數，大多數人鮮有影響。然而，隨著目前政府刺激“BIM 議程”，出現了很多參與或者了解阿凡提和建立壁壘和其他研究的人。數年后，他們將身居要職。

3.3 價值與品質

價值和質量是合理的，自萊瑟姆后，該設計質量指標(DQIs)是由建造業議會制定后不久，政府對“價值，價格機制”很感興趣，直至今天仍在使用。在當前“BIM 議程”并不突出，它們是隱晦的，值得進一步，因為正確理解它們的人少之又少。之前大多數行業報告提到他們集中的或可以直接用財務術語衡量或稍加操作便可用財務術語解決。目前BIM 經常使用的是“價值”而不是“成本”，這點很重要，只是人們似乎往往沒有意識到，二者之間的區別也涉及到“質量”等主觀概念。價值和質量可能難以測量，尤其是在可比較的術語中。理查德·撒克遜在2005 年的報告將價值定義為簡單的關系:價值等于你所得到的除以你所給予的。

但是，必須使用主觀個人的標準衡量你所得到的和你說給予的。顯然，結果是大于整體是正(好)，結果小于整體是負(壞)。

價值，正如麥克米倫博士在《價值手冊》［12］中提到的一樣可以分為好幾類。交換價值很容易量化，例如(它通常被稱為“賬面價值”，并會出現在資產登記中)，BREEAM 等系統會對環境價值進行量化。圖像價值一般可以對其非常重要的那些人來衡量。使用值可能符合一個相當精確的算法，例如工廠效率，而且社會價值和文化價值可能難以歸結到到簡單的貨幣形式。

質量在技術上比較容易界定(有英國標準/ ISO定義)和衡量，但困難更多地來自誤用，因為這個詞經常用得很松散，例如質量常用來描述無端的富裕，而不是效力或適用性，目的或美麗。政府資助BRE 當代研究，工作重點是實現對英國建筑工地質量進行長期客觀目標的觀測研究，其產生的有趣結果并不支持共同的看法。強調研究要客觀很重要。基于典型調查和結構化面試技巧的研究有可能會由于相同的原因產生不同的結果，正如《構建壁壘》指出的那樣，這是因為人們未能作出更好的工作實踐。

建筑行業里并沒有接受自我沉思或衡量的嘗試，并未注意任何第三方，包括BRE 盡管它是一個政府資助的研究實驗室。因此，行業的自我認知，這是糾問式而非觀測式技術所顯露的，很可能會有失偏頗。BRE［13］研究與普遍提及的產業說辭相矛盾，往往在對交易人的責任與失敗或其他工作持默認的、幾乎封建的態度。這項研究并未受到業界意見或偏見的影響，表明管理和信息的失敗導致了產品質量的下降，其影響比網站的直接運行和操作更為嚴重。例如在技能方面，研究發現有在那些經過適當培訓的人有豐富的工作技能，盡管有時有根本沒有夠熟練共負載巨大工作量。迄今為止，質量故障的單一最大元兇是缺少或根本沒有的項目信息［14］，這又引導我們考慮BIM 特別是英國政府領導的倡議，還倡議源自政府建設戰略。

4 技術

我們現在所知道的BIM 可能不是早期路特恩斯所說的BIM，但肯定可以追溯到20 世紀60 年代-“Banwell”和“塔維斯托克”時代。簡單地說，計算的發展在某種程度上是解決全球性問題并尋找問題解決的故事。技術在制造業的應用人們熟悉，來自計算和建筑業的開明人士已經意識到環境建設也將是一個極有可能的能使用技術地方。事實上，不只是“建設環境”，地圖上更為普遍的環境(地理信息系統-地理信息系統)與施工環境是一樣的。

計算機在第一次大的影響是在對企業，當時電腦被用來執行自動化繁瑣任務，這使得電腦成為了內置組織，增加了它們熟悉度。這也是綜合業務系統設想的開始，有前瞻性的思想家設想了一種情況，該情況下數據將在需要人工干預時出現供人使用，如果沒有人類的干預，數據不會為操作轉換而重新出現。這是一個理想，我們仍然在追求，它的原始構想已經受到了競爭性專有系統的影響，在很大程度上完成了部分宗旨和職能和復雜的過程的一部分，而不是整個的過程。這也將成為CAD 和BIM 系統一個問題。

對于建筑產業，制定詳細的技術圖紙(與設計圖紙不同)是“乏味的任務”之一，將計算應用于此就成為了CAD，計算機輔助制圖。計算機輔助設計也有同樣的縮寫，很多人會混淆。早在1962 年，道格拉斯C.恩格巴特在剛剛起草的論文《增廣人的智力》［15］一文中就提出了從起草僅僅是為設計轉移出來的建議。也許是因為自己一名工程師而不是建筑師的緣故，他引用了“建筑設計”的例子，專注于技術而不是美學設計方面。

“建筑師接下來開始進入一系列的規范和數據——六英寸樓板，十二英寸厚度的混凝土等等。當建筑師完成后，修訂后的場景出現在屏幕上，這個結構就成型了。他校檢，調整，這個標準的列表變成了更加詳細的、內部相互關聯的結構，代表實際設計背后的成熟想法”

但它確實提出了我們現在所知道的基于設計的參數，該設計設及相關數據庫;或縮寫(現在)BIM。

在建筑業和20 世紀70 年代和80 年代的由研究向商業系統的轉變過程中，很多開發活動旨在進一步降低起草的乏味和成本，更多有前瞻思維的人想創造參數準確的對象與其他數據相連接起來。然而，幾乎所有的開發活動都想產出可靠的圖紙以適應建筑業的正常合同法律和業務流程，無論是在英國，美國或歐洲都是如此(或其他地方——比如芬蘭一直處于這個問題的前列)。

大部分基于研究，那時考慮開放或可互操作的系統并不是非做不可的，計算方面仍在提高，軟件不斷發展(在迅速提高硬件的范圍之內)，但最終還是在行業業務規范內和可視化和圖形渲染發展方面活動。雖然早期關于這些規范的報告和消息僅限于在英國，其他大部分地區有大體相似的有關學科間關系的問題，但很少有提及利用信息技術來解決這些問題。或許，應該要有更多因為1978 年英國“PIG”報告的贊助團體是“項目信息集團環境NCC人大常委會關于計算和數據協調部(PIG)”，但報告的重點是發現的問題，經常提及BRE 研究，奇怪的是銘記記住了隱含在其標題中的范圍，卻并沒有提到計算機應用。

另一方面，特別是在早年間商業發展方面，是人/機接口。有一段時間，軟件和處理能力/電位的運營好于人機接口，因為在實驗室中，問題通常不是這么刻不容緩。在接口系統的商業應用的帶動下，1980 年鼠標和1985 年之間出現了一個我們現在很熟悉的分水嶺。

中期到80 年代末，開發工作出現了一個明顯的分裂。首先是在施工過程中，第一次提及時間四維。另一個是設計方面和仿真的持續發展。

4.1 虛擬化

1982 年在匈牙利首都布達佩斯，第一個BIM 軟件開始開發。此軟件的最新版本至今都在使用，受到Mac 用戶的青睞，主要用于中小型建設項目，因為它們特別適合。為了作出能應付更復雜的項目的軟件，同一小組開發了一款軟件，在2000 年被購買一個更大的軟件公司收購，現在是最普遍的建筑BIM 創作工具，也有其他學科的版本。

在此改變了公司商業前景的收購之前，通過增加一個功能強大的專用工具，該公司已聯手國際協同工作聯盟(IAI -后來成為Building Smart［16］)，生產了一部利他電影“巴別塔的終結”［17］。

該影片促進開放式系統，特別是AIA 剛剛開始開發的工業基礎類(IFC［18］)。它采用通天塔的故事與缺乏系統的互操作性相類比，雖然這是美國的故事，影片卻是由英國家喻戶曉的技術大腕詹姆斯·伯克呈現。以下摘自伯克:

“巴別塔，最大的建設項目之一，旨在到達天堂。但是工程師不能完成這項工作。在建設過程中，大家都無法理解什么其他人說的話。他們都還在討論……但他們沒有溝通。人們認為這一事件發生在公元前5000 年左右，至此以后，我們一直試圖去理解對方。”

電影這一設想仍是目前英國BIM 倡議的目標，也可能因為其他地方的目標。它著重于技術和IFCs 的追求，暗含的故事是關于總的協調與合作以實現這一目標。設計協作另一種方法是旨在協調不同文件格式的軟件，該軟件也包括其他功能，如數據采集，施工模擬和沖突檢測。

很多針對環境問題的模擬程序已經開發出來了，與進口車型一起工作，最近BIM 的創作工具也提供了內置模擬能力。現在，人們承認了手持設備在增加，使用這些設備的快速概念化的壁龕正由軟件供應商，(包括來自外部的設立建筑業軟件提供商和包括全球數據搜索背后的動力室)解決。

最后起顯著作用的是在技術支持協作軟件。該消息最終被前沿人士接受，因此一眾設計師、咨詢師、項目經理、建筑承包商和分包商聚集在一個臨時組織上，因為一個項目需要能夠以受控和可靠的方式進行溝通，而很多溝通是在數據層面。只有這樣，他們才能開始有效地作為一個團隊運作。協同軟件的領先供應商也承認項目的基本階段，如設計和合同的準備，建設和合同完成以及運營和維護;他們也正在通過軟件制作合適的工具。事實上在英國，政府正在資助一個“數字工作計劃”以便各界可以采用相同的結構。人們認識到設施建設和運行的信息之間的鴻溝已經有一段時間了，并正就這一問題集中精力。

4.2 創新危機

與引進技術有關，有創意的設計師的教育中往往存在緊張情況，如建筑師。該觀點認為，創造力可能在權宜之計面前遭遇挫折，這可以用一個簡單的例子來說明。例如，BIM 平臺通常表示墻壁，因為有夾層的物體和這些夾層以深度和高度來定義，并且沿著線的長度擠出。然后，程序有能力計算出尺寸參數，例如墻壁組件內包含的材料的容積，也有能力輕松地創建壁部分和細節。然而，按照定義，這種類型的工作流程是基于現有的建筑物，常見的工業標準和常規技術和解決方案。因此，一個用BIM 制作軟件完成的項目強調這些方法很可能加強現有的范例，而不會有助于開發新的范例以這推動藝術和科學。這一點，因為BIM 圖書館的增加而加劇。不像以前幾代素描式地標準細節，人們用懷疑的眼光審視這些圖書館。參數靈活性和幾何造型的這些可感知限制導致了支持非均勻有理基本樣條(NURBS)系統的開發。這些平臺為復雜和令人深思的建筑形式所提供電源供它們迭代和變換，并受到那些希望探索涉及有機形狀和項目的人的青睞。項目與基礎設施有關，自然地貌形狀會成為設計的一部分，見圖5。NURBS 現在越來越納入到更易接觸到的軟件中。

圖5 通過控制點在二維參數字段中定義的NURBS 曲面Creative commons:Wikimedia.org

4.3 BIM 與英國政府建筑規劃［19］

私營部門客戶機構、設計顧問、建筑承包商和其他人看到了BIM 的各種優勢和并將其在項目上實施方。政府建設戰略(2011 年)才是政府主導的倡議的權威，該倡議現在是英國運用BIM 的首要重點。戰略的重點是:

“2.32 到了2016 年，政府至少需要全面協同的3D BIM(和所有項目和資產電子信息，文件和數據)”，這和周圍的細節是完全詳盡的“BIM 戰略”［20］，受到了很多的關注。它的一個重要特點是包含了一個前提，就是政府作為一個客戶，需要改進，成為真正的示范。這是一個不愿意作重大資本投資的產業的一個重要心愿，是對經濟周期最敏感的產業之一，對被歷屆政府用作財政調節的歷史潮流慎之又慎。更一般的情況是，在私營部門更有可能被復制的是在個別項目中創造一定的數據預期。(圖6)

圖6 通用工作階段的信息交換與客戶交付點

明確的個別項目的數據為評估該工作的質量、時間和成本提供了一種更為準確的標準。據推測，目前也只能希望，這個看到整個計劃的精妙之處客戶在轉化為私人采購時不會丟失，盡管此時資本和運營預算甚至短期和長期利益之間的區別通常存在由筒倉思維帶來的明顯商業沖突。政府還確定了一些項目，用來測試正在開發的新興程序，以適應新雙方工作實踐和應用方法，這其中包括BIM 軟件項目。圖7 示出了一個圖表例子，展示了早期項目工作階段(沿頂行)高級別數據的要求。該對數據或響應數據要求的數據集隨后將生成明確的客戶行動和決定，確保項目在不缺乏建筑采購典型的確定性的情況下在取得進步。

圖7 項目信息戰略和數據要求

圖8 英國成熟圖——英國BIM 路線圖局部(政府路線圖，BIM 工作組網站是一個實時的文件，隨時更新，以反映進展情況和必要的修改)

圖9 PAS1192 -2 中心的信息配送周期(Copyright obtained from Mervyn Richards)

圖9 的說明

信息交貨周期有兩個入口。對于新的建設項目，入口在“need”框(右上角的圖)，對于一個更大的投資組合或房地產的一部分項目，或對于現有建筑物和構筑物的工作，入口是在右側箭頭“評估“處，借用了資產信息模型中的信息(AIM)。這里的PAS1192 -2 涉及資本支出，PAS1192 -3 涉及運營開支。這些入口點還引用了通用數據環境 -CDE(在圖中央區)。信息配送周期(圖中箭頭)顯示標識項目需要、采購和授予合同、調動供應商和輸出生產信息和相關所需資源的一般過程。該周期追蹤了一個項目的每一個方面，包括通過七個項目階段的信息設計(圖中序號所示)。工作仍在進行中，將這些定義為一個作為能接受的工業標準，但公知系統，如RIBA 工作計劃仍可以使用。倒數第二排淺色圓圈表示，通過生命周期的管理、傳播、交流和檢索過程收集信息的CDE。倒數第一排深色圓圈表示項目團隊和雇主在回答雇主的信息要求(EIR)中定義的普通語言問題時的信息交流。項目團隊成員之間的信息交流是由小圓圈表示。

從PAS1192 -2 資產信息模型選擇的定義維護用于管理、維護和運營資產的信息模型

·普通數據環境(CDE)

任一給定項目單一來源，用于多學科團隊收集、管理和傳播所有相關批準文件

·(EIR)雇主信息要求

預招標文件，其中列明了需傳遞的信息，以及供應商要采用的標準和流程，作為項目交付過程的一部分

·信息交換

一個項目多個預定義階段的信息搜集，格式一定，信息準確

·主要信息傳遞計劃

主要計劃，包括:何時準備項目信息，由誰準備，采用何種協議和程序?計劃合并所有相關任務信息傳遞計劃

·項目執行計劃(PIP)

與供應商的IT 和人力資源能力有關的EIR 聲明

·項目信息模式(PIM)

在項目設計和施工階段開發的信息模型

在英國描述BIM 的現狀總是從“BEW/理查茲成熟圖開始。BIM 已被用于引導和繪制重要的產業生產文檔，成為了其他文件發展“路線圖”的一部分，以支持BIM 的實施。在2014 年，第2 等級的明確指導確定，每個文件都參考了其它文件。

他們是:

·PAS［21］，1192 -2 使用建筑信息模型的建筑項目資本/交付階段信息管理參數

·PAS，1192 -3 使用建筑信息模型的建筑項目資本/交付階段信息管理參數

·BS1192 -4 英國施工標準

·CIC BIM 協議

·政府經濟滑坡

·分類，等級 } 將于2015 年完成

·數字計劃 } 將于2015 年完成

此列表澄清后，就可能更好地定義什么是“2級”BIM 和創建針對性的教育和培訓以建立和測試核心競爭力。無論是在啟蒙教育還是通過CPD 的再教育和其他培訓，課程目前正在成形中。所列文件中最重要的是PAS1192–2。在很大程度上，它主要集中于圖9 的信息傳輸周期。信息配送周期在以下有詳細說明，并從標準中選擇了定義以幫助人們的理解。信息配送周期顯示了一個過程計劃中的周期分布。當工作完成時(2015 年中期)，該計劃最終會以數字化的形式列出。

很重要的一點，大概是英國的BIM 成熟級別發展最重要的一點是，雖然2 級和3 級水平之間區別可以用技術術語描述出來，就信息處理流程和協議而言，這種區別主要是由合同、法律和其他安排的執行能力決定的。這意味著該建筑合同沒有批發重寫的必要，盡管它鼓勵方式的變化，這一點也是CIC BIM 協議能做得到的。協議還引入了信息管理這一新任務，該任務也包含在一個名為信息管理作用的服務范圍的文檔中。該協議是一項合同文件，出臺時優先于現有的協定(所以是一個相當重要的對標準形式的修訂)，并規定締約方有義務在項目預定階段提供不同的服務。該協議的應用涵蓋在CIC 也準備了的指導中。本指導也涵蓋了專業彌償保險的各方面——經常被當做是協作方式的絆腳石。

4.4 密切關注

目前，任何發表的有關BIM 發展的論文，尤其是在BIM 工作組的領導下的英國政府戰略發展的論文將不可避免地很快成為明日黃花，最新消息會公布在http://www.bimtaskgroup.org/ 這個網站上(圖10)，其中的豐富有用的信息和資源都來源于名為《經驗教訓》案例研究報告，這些都是定期更新的。

圖10 英國政府BIM 工作組網站

5 綜述

以建筑環境的名義提升信息技術和計算效率當然不會就此止步，發展將會繼續大步向前，但也的確存在一種觀點，即就BIM 及圍繞其問題而言，一個分水嶺已經出現。二者官方指令的完整性、可用性、可達性和穩健性，多是以標準的形式，以及市場上可買到的不僅限于BIM 權威軟件的工具，對于在產業中消除異議以便采用更可靠的工作方式是足夠的，特別是當一個強硬的客戶有效地授權這種形式。英國政府于2011 年宣布的將于2016 年生效的法案是有效的，當然并不只有英國有這樣的雄心，而它的努力是最為顯著的，在這方面所做的工作和獲得的支持是最多的。普遍的觀點是，由于這種法案，英國在BIM 領域已經取得了世界領先水平，源自英國的標準構成了ISO(國際標準化組織)發布的國際標準的基礎。這也是大多數有關BIM論文的出發點。

他們也經常尋求BIM 的準確定義，這是這篇論文所避開的，寧愿去標記通向我們現在位置的巖石路徑，而讓讀者沉思定義的必要性。感謝這樣一種普遍接受的觀點，即標題內置BIM 的軟件的銷售并不是一個正當的指引，兩者都不是很好的三維圖示測量、渲染或動畫;正如它們所擁有的東西。英國和許多其它地區幾乎所有該領域的領先者基本上都放棄了簡要定義BIM 的嘗試，一個更為廣義的理解是，該術語的速記所描述的遠遠不止軟件和三維成像本身。他們意識到其首要目的是以各種可接受的形式處理信息，而這多是以數據交換的形式，只需從不同系統中(不可避免使用最新的信息技術)需要人為干涉的操作位置上出現既可。一系列單一段落的定義的確是存在的，由CPIc 在2010 年提出的附錄1 也包含在內，因其源自于其他定義收集的一個簡短研究，并且沒有與上述理解產生矛盾。然而正如我們所看到的，在英國已經有了不同的標準，而所謂進化的“成熟”(圖8)以及官方定義的2016 年的“二級”目標是由多種標準和先前的協議來設置的。愛因斯坦說過，“一切事物都應該盡可能得簡單，沒有更簡單。”就BIM 的定義而言，這似乎是一個聰明的陳述。

5.1 主要方面

我們所具備的是:

·意識到并接受我們利用這個星球的方式是不可持續的，建筑物和基礎設施在保護有價值且會枯竭的資源方面必須扮演重要作用;

·潛在地意識到相對新發現的力量，諸如海量數據收集、交換和分析等可以幫助決定行動和措施的最有位置，以求最有效和持續性地解決問題;

·一個產業，這里指包括供應商、制造商以及那些對管理設施負責的人員的廣義的產業，歷史上主要因其分裂和信息管理等問題而表現不佳。信息是由數據構成的;

·一個已經接受不良產業作為常態的市場，通過采購和融資進程來提升產業的表現;

·源自產業的產品有時候在其貢獻方面是極好的，在設計和功能上是典范性的，但是在整個范圍內，對于那些操作和維護它們的人員來說，又習慣性地成為一種不透明的秘密;

·一份源自權威實體(許多是在產業之外)的提案的目錄，主題上足夠相似，對于許多問題的處理不會自相矛盾，但是因其質疑習俗、標準和歷史性的既得利益而大部分為產業和市場所忽視;

·一套技術——概括性地貼上‘BIM’的標簽——既需要應用先前所忽視的提案來最優化運轉，并使其更容易發生;

·由社會應用、科學應用或是商業應用的驅動，正向著一個普遍數據的世界而快速轉變。這種轉變的速度和強度是如此之大，以至于社會、科學和商業之間的界線已經變得模糊不清了;

·特別是在英國，當然其他地區也類似;一個足夠大的客戶需求采購參數中的相變，并能根據已發布的時刻表，在正規引導、系統和協議下進行投資;

·值得鼓勵的是，由早期這種相變所引領的，英國已經在有意義的BIM 實現中取得了領先地位［22］。

5.2 未來——“3 級?”

回到涉及完備圖解(圖8)的層次，3 級如何?

英國首創性成功的一部分是集中精力在當前可做的事情上，更重要的意義是為了在可管理的階躍變化上取得進步。正因此，想要就3 級獲得任何確定的信息并預知其模樣就變得困難了。然而，“數字構建英國”于2015 年2 月26 日建立，Rt Hon Dr Vince Cable 宣布了英國3 級建筑信息模型計劃。新聞稿寫道:“這項工作將會為建筑產業構建一套數字經濟，以支持為市民提供的著力改善的遞送、運作和服務。該計劃將建成由BIM 2 級倡議所帶來的標準和儲蓄，在2013/14 年度，它是8.4 億英鎊中央公共支出的核心。”一個新的網站http://digital -built -britain.com/已經建立。

產業中的許多人已經用他們自己的想象填充了3 級的空白部分，有些人甚至聲稱已經“完成了”。然而，在政府特別小組以及接近其的專家中，有這樣一種感覺，即任何聲稱在做“3 級”的人都被誤導了。兩點主要的支持理由如下。對于3 級的要求還沒有正式定義，但我們現在知道這樣做的原理。其次，也是更講究實效的，(標準的)法律上的關系和進程上的協議不存在，這一點對于新的組織和議程很重要。迄今為止，離3 級可能的完備圖解(圖8)的略圖最接近的案例可能是，源自土地儲備及設計和建造的發展的全過程，包括單一公司內資產管理的閑置或是一種家庭公司的良性獨裁。這種促進對于所有制而言是非常規范性的方式，技術的應用使得協調在技術上的問題可能得以解決，但是根據定義，這不是一個開放系統。然而更重要的是，潛在多變的商業關系并不代表“3 級”最終必須服務。有希望的是，沒有掉入在官方措辭“數字構建英國”之前發明新定義的陷阱;“3 級”將為任意商業關系的形式服務，并且允許他們互相訂立合同，合同的形式將會為獨立團體創造和保護法律擔保，同時允許(甚至鼓勵)全盤合作。

圖11 留意“3 級”(及其以后)的標志(源自政府BIM 特別小組網址)

一些針對3 級的早期工作看向了遠方4 級(圖11 是以后的標志)，旨在為大數據的承諾設置情境。BIM 議程已經系統考慮了從資本支出(CAP EX)到運作支出(OPEX)的發展過渡的循環(圖9)。連接驅動該進程向直接環境發展的數據，提出了總支出(TOT EX)的概念，把許多社區層面上諸如社會、經濟和可持續性的其他問題包含在內，正如包含在BREEAM 一樣，特別是BREEAM 社區［23］體系，旨在尋求可持續性的方式以應對21 世紀的諸如城市化和氣候變化的挑戰。它覆蓋了經濟、社會和環境的可持續性，評估諸如住房供應、交通網絡、社區設施、經濟影響等問題。它確保了可持續性在設計的初期就得到了考慮，遍及各處的解決方案可以有大的效果。BREEAM 社區以及BREEAM住宅體系在通過反饋、吸收和應用循環追求不斷改進的過程中可潛在地發展為數據的供應者和使用者。

圖12 BREEAM 社區有潛力為‘總支出’提供基礎概念

6 結語

本文以20 世紀60 年代的一個圖標照片為開頭，從而以一首詩結尾也是合適的，雖然之前也使用過，且不是那么形象，但仍以新的‘環保人士’的形象而廣受歡迎。

源自Robinson Jeffers 1887 -1962 的“鷹嘴”:

“那對于人類是有益的，

嘗試各種改變、進步和墮落、力量、平靜和痛苦，而不要重蹈恐龍的覆轍，

直到他所有的能力被開發出來:

這對他是有益的，

讓他知曉自己的需求和本質實際上并無改變，

在一萬年之后而不是鷹嘴。”

附錄

CPIc 對于BIM 的定義:

“建筑信息模型是一個設施物理和功能特性的數字表示，為其信息生成了共享知識資源，在生命周期里為決斷形成了一個可靠的基礎，從最初的概念到最終破壞。”

源自論文《Drawing is Dead-long live modelling》

http://www.cpic.org.uk/publications/drawingis-dead/

致謝

·BRE Trust:為我準備這篇論文的時間提供資金

·美國的Bill Manion of O’Neil 和Manion Architects:我樂于指導他在劍橋大學建筑環境(IDBE)課程跨學科設計的論文工作，從那期間的交流得到了很多鼓勵。

［1］“From the dawn of civilization to 2003，five exabytes(1018)of data were created.The same amount was created in the last two days.”Google CEO Eric Schmidt speaking in the keynote presentation at the Guardian＇s Activate summit 2010，which addressed“society，humanity，technology and the Web”.

［2］Brundtland is probably the most widely accepted formal definition.The first part of this is:“Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.”

［3］Main hypothesis of A Report for the Government Construction Client Group-BIM working strategy Client Group 2011.

［4］Big Data is generally reckoned to be collections of data beyond current data handling capability and as such is constantly advancing.Gartner(US IT research and advisory organisation)defines it as:“Big data is high volume，high velocity，and/or high variety information assets that require new forms of processing to enable enhanced decision making，insight discovery and process optimization”

［5］https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment _ data/file/207772/Open _ Data _Charter.pdf.

［6］This term is the widely used to mean‘confrontational and antagonistic’implying something negative;and is used in this manner in this paper.However，technically the UK legal system is classified as‘adversarial’(in contrast to the inquisitorial system such as Napoleonic Law in much of Europe)so in the pure contextual definition of the word it does not confer anything negative.

［7］A survey of 60，000 UK IT budget holders undertaken by the Journal‘Computer Weekly’stated:“Large construction firms spend an average of ￡10，285 per desktop each year on IT-more than 20% above the UK-wide business average of ￡8，455.This differential is even more marked in small and medium sized construction firms，where the average spend is ￡5，307 per desktop against an SME industry average of ￡3，132.”

［8］CPIc is the Construction Project Information Committee，responsible for providing best practice guidance on the content，form and preparation of construction production information (CPI)，and making sure this best practice is disseminated throughout the UK construction industry.It comprises representation from:RIBA，RICS，CC，ICE，CIAT，CIBSE，CIOB.

［9］Latham，M.(1994)，Constructing the Team，London:HMSO.ISBN 978-0-11-752994-6.

［10］Egan，J.(1998)Rethinking Construction:Report of the Construction Task Force，London:HMSO.

［11］Building Down Barriers:a guide to Construction Best Practice (2003)Clive Cain;Routledge ISBN 0415289635.

［12］Types of value are taken from The Value handbook(2006)published by CABE and written by Dr Sebastian Macmillan of Eclipse Research Consultants ISBN 1 84633 0122 2.

［13］Achieving Quality on Building Sites NEDO (1987)ISBN 0729208397.Also BRE current paper 7/81 Quality control on building Sites.

［14］Project information is defined as the information from designers necessary to tell the constructors what to build.

［15］Augmenting Human Intellect:A conceptual framework(1962).Stanford Research Institute for the (then)US Director of Information Sciences，Air Force Office of Scientific Research.

［16］BuildingSMART，formerly the International Alliance for Interoperability (IAI)，is an international organisation which aims to improve the exchange of information between software applications used in the construction industry

［17］Link to view video (current April 2015):-http://constructioncode.blogspot.co.uk/2012/07/end-of-babel-ifcpromotional-video.html

［18］Building SMART has developed Industry Foundation Classes (IFCs)as a neutral and open specification for Building Information Models

［19］Government construction Strategy:(2011)Cabinet Office(link current April 2015 https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment _ data/file/61152/Government-Construction-Strategy_0.pdf)

［20］Industrial strategy:government and industry in partnership.(2011)HM Government.Building Information Modelling

［21］A PAS is a Publicly Available Specification-a type of document issued by BSI to serve a number of purposes;here to get an advance version of a‘standard’into the marketplace for use and development ahead of its permissible publication as a BS.In this case the document contains non-normative information so has to be in circulation as a PAS for around 18 months prior to being reissued as a BS.There are a number of documents under the“1192”nomenclature and it is likely that that once all of these are available for full BS publication they may be slightly reordered into a homogeneous set.

［22］http://www.saxoncbe.com/a-darwinian-moment.html.

［23］http://www.breeam.org/filelibrary/BREEAM%20Communities/Introduction_to_BREEAM_Communities.pdf