BIM技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

孫 斌

BIM技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

孫 斌

(河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河北石家莊050021)

建筑信息模型（BIM）技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前中國(guó)工程界的熱門話題。在介紹BIM技術(shù)的基本概念和基本內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，闡述了BIM的基本特性，針對(duì)BIM的應(yīng)用點(diǎn)、BIM軟件和BIM標(biāo)準(zhǔn)等基本要素綜述了BIM的現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)了BIM與新技術(shù)集成和擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，為國(guó)內(nèi)水利行業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)提供參考。

BIM技術(shù)；BIM應(yīng)用點(diǎn)；BIM軟件；BIM標(biāo)準(zhǔn)；新技術(shù)集成

中國(guó)的建筑業(yè)開(kāi)始接觸BIM技術(shù)已經(jīng)有10余年的時(shí)間。近幾年，國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)從業(yè)者對(duì)BIM的熱情空前高漲，國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了快車道。但是，BIM對(duì)很多人還是新概念。BIM是什么，BIM能起什么作用？恐怕不少專業(yè)人員也無(wú)法全面回答。有人認(rèn)為BIM是一款三維建模、碰撞檢查的軟件產(chǎn)品，或認(rèn)為BIM僅僅是用來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)成果展示、施工過(guò)程模擬等。這些都對(duì)BIM技術(shù)的本質(zhì)缺乏基本的理解。

本文從BIM技術(shù)的起源出發(fā)，理清BIM技術(shù)的發(fā)展過(guò)程、特性和要素，討論BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景，深化對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)，從而提高BIM的應(yīng)用水平。

1 BIM的概念

美國(guó)學(xué)者Chuck Eastman博士于1975年最早提出BIM(建筑信息模型)的理念：“建筑信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個(gè)建筑項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)的所有信息整合到一個(gè)單獨(dú)的建模模型中，而且還包括施工進(jìn)度、建造過(guò)程、維護(hù)管理等的過(guò)程信息”［1］。

BIM最初代表Bui1ding Information Mode1，即BIM是一種對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的簡(jiǎn)化表達(dá)。這種簡(jiǎn)化表達(dá)包含了外形尺寸數(shù)據(jù)、設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)等信息。后來(lái)BIM逐漸豐富為Bui1ding Information Mode1ing和Bui1ding Information Management，即建筑信息模型的建立過(guò)程和對(duì)建筑信息的管理、使用。目前的BIM既是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建設(shè)工程項(xiàng)目各相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化技術(shù)。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(huì)(Faci1ities Information Counci1)對(duì)BIM的定義是：BIM是在開(kāi)發(fā)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)設(shè)施的物理和功能特性及相關(guān)的項(xiàng)目全壽命周期信息的可計(jì)算、可運(yùn)算的形式體現(xiàn)，從而為決策提供支持，以更好的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的價(jià)值［2］。

2002年，Autodesk公司推出Revit軟件并在全世界范圍推廣BIM理念，BIM技術(shù)逐漸被人們所接受，并在實(shí)際工程中得到推廣應(yīng)用［2］。

2 BIM的特性

BIM技術(shù)具有可視化、可分析、可管理和可共享的特性［2-3］。

(1)可視化。利用計(jì)算機(jī)可以將BIM直觀地顯示出來(lái)，達(dá)到“所見(jiàn)即所得的效果”。不需要再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的頭腦想象。

(2)可分析。基于同一個(gè)模型，利用計(jì)算機(jī)可以任意提取BIM的某一層或某一類信息進(jìn)行分析計(jì)算。例如基于模型體量的工程量統(tǒng)計(jì)匯總，基于構(gòu)件的施工進(jìn)度分析，基于工程量和價(jià)格信息的投資分析，基于模型的力學(xué)、日照分析等。

(3)可管理。對(duì)模型和信息的管理維護(hù)極為方便。BIM建立了幾何模型與建筑全過(guò)程信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。對(duì)任何模型或信息的查找和瀏覽都變得簡(jiǎn)單和高效。同時(shí)，對(duì)模型或信息的任何更改，都會(huì)引起相關(guān)聯(lián)信息的改變。

(4)可共享。BIM的應(yīng)用是基于開(kāi)放的架構(gòu)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的，既可以讓不同的專業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，也能有效的支持建筑行業(yè)內(nèi)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和建筑全過(guò)程的數(shù)據(jù)管理。

3 BIM技術(shù)研究和應(yīng)用的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步依賴3個(gè)要素：BIM應(yīng)用點(diǎn)、BIM軟件和BIM標(biāo)準(zhǔn)［4］。這3個(gè)要素之間存在著深刻的互相影響。

(1)BIM應(yīng)用點(diǎn)。BIM應(yīng)用點(diǎn)即將該技術(shù)用于建筑全生命周期的什么階段、什么環(huán)節(jié)、解決什么問(wèn)題、取得哪些成效等。這是BIM技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力所在。

BIM技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)被應(yīng)用于全生命周期，帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。具有代表性的應(yīng)用案例有倫敦奧運(yùn)主體育場(chǎng)、紐約自由塔等。

國(guó)內(nèi)的BIM應(yīng)用仍然處于起步階段。據(jù)《中國(guó)建設(shè)行業(yè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2001》調(diào)查：87%的受訪者聽(tīng)說(shuō)過(guò)BIM，39%的受訪者使用過(guò)BIM。發(fā)達(dá)地區(qū)的很多項(xiàng)目應(yīng)用了BIM技術(shù)，如上海世博會(huì)中國(guó)館、天津港國(guó)際郵輪碼頭、上海中心大廈、南京火車南站、蕪湖長(zhǎng)江大橋、FAST500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡等。但國(guó)內(nèi)的應(yīng)用點(diǎn)主要集中在設(shè)計(jì)、施工階段，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜建筑的造型設(shè)計(jì)、多專業(yè)的碰撞檢查、施工進(jìn)度計(jì)劃等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)在全生命周期的應(yīng)用。

(2)BIM軟件。BIM軟件是建立、使用和管理BIM的工具，是保證BIM發(fā)揮作用的前提。

文獻(xiàn)［5］總結(jié)了現(xiàn)有的BIM軟件，并將其分類，對(duì)國(guó)外、國(guó)內(nèi)情況進(jìn)行了對(duì)比，見(jiàn)表1。

目前的BIM軟件以國(guó)外開(kāi)發(fā)的居多。國(guó)內(nèi)的BIM軟件缺少基礎(chǔ)性的平臺(tái)軟件。國(guó)內(nèi)應(yīng)用以引進(jìn)的軟件居多。但是國(guó)外的BIM軟件往往不符合我國(guó)的國(guó)情和規(guī)范要求，只能應(yīng)用于建筑全生命周期的某一階段。國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)軟件、深化軟件等還有待進(jìn)一步發(fā)展。

(3)BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為從業(yè)者使用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、管理提供具體的指導(dǎo)和依據(jù)，規(guī)范各參與方的行為。BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3級(jí)。BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)國(guó)家BIM技術(shù)發(fā)展水平和應(yīng)用水平的重要標(biāo)志。目前世界各國(guó)已經(jīng)頒布的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表1 現(xiàn)有主要BIM軟件統(tǒng)計(jì)［2-5］

表2 世界各國(guó)已頒布的BIM指導(dǎo)與實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)［2-6］

2010年清華大學(xué)軟件學(xué)院BIM課題組提出了《中國(guó)建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架(CBIMS第一版)》，從認(rèn)識(shí)論和方法論的高度給出CBIMS標(biāo)準(zhǔn)的核心定義和基本架構(gòu)。但該標(biāo)準(zhǔn)框架對(duì)基于領(lǐng)域和專業(yè)的應(yīng)用層級(jí)的實(shí)施性沒(méi)有做具體的規(guī)定，尚有待進(jìn)一步研究［7］。

中國(guó)部分沿海發(fā)達(dá)省份已經(jīng)根據(jù)本省應(yīng)用BIM技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和需求，提出了BIM應(yīng)用的地方標(biāo)準(zhǔn)。上海市于2015年5月頒布《上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指南(2015版)》，針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的23項(xiàng)BIM技術(shù)基本應(yīng)用，描述了相應(yīng)的目的和意義、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、操作流程、成果要求等內(nèi)容［8］。

4 BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

BIM技術(shù)目前的發(fā)展趨勢(shì)是逐步打通建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的應(yīng)用流程，在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期發(fā)揮作用。

BIM技術(shù)不斷與其他先進(jìn)技術(shù)集成，應(yīng)用方法也更加靈活。遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、傾斜攝影技術(shù)、3D打印技術(shù)、點(diǎn)云技術(shù)、3D激光掃描技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、VR技術(shù)等與BIM技術(shù)的結(jié)合，必將極大改變BIM技術(shù)的現(xiàn)狀，豐富BIM技術(shù)的內(nèi)涵［9］。

BIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展。BIM技術(shù)不僅能服務(wù)于建筑的設(shè)計(jì)與建造，更是一種先進(jìn)的管理理念，對(duì)制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、社會(huì)管理等都產(chǎn)生了深刻的影響。

目前中國(guó)水利行業(yè)也在逐步面對(duì)這一技術(shù)變革，不斷探索適合本行業(yè)的BIM技術(shù)發(fā)展道路。華東水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、中南水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、成都水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院等實(shí)力較強(qiáng)的部級(jí)院已經(jīng)取得了可喜的成果。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)不僅代表一個(gè)模型，更代表對(duì)于集成于模型的各種信息的各種形式的使用和模型信息最大價(jià)值的發(fā)揮。

BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了10余年，但目前與BIM技術(shù)相關(guān)的軟件、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用點(diǎn)尚有待進(jìn)一步發(fā)展。這為我國(guó)建設(shè)領(lǐng)域信息技術(shù)應(yīng)用行業(yè)提供了創(chuàng)新空間和發(fā)展空間。

BIM技術(shù)正在吸收其他先進(jìn)的科技成果，并在不斷擴(kuò)展自身的應(yīng)用領(lǐng)域。這些都必將促進(jìn)BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，對(duì)水利工程的建設(shè)、管理、運(yùn)行、維護(hù)等產(chǎn)生積極影響。

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1672-2469(2017)03-0013-02

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.007

2016-06-29

孫 斌(1983年—)，男，工程師。