建筑業轉型 勢在“BIM”行

文｜方卓

嘉魚長江公路大橋

黨的十九大提出發展數字經濟、建設數字中國的新要求。數字中國是新時代國家信息化的新戰略，涵蓋了經濟、政治、文化、社會、生態等各領域信息化建設。隨著數字產業化，產業經濟和群眾生活的在線化、智能化和網絡化，人與物、物與物之間更豐富的網聯化，各行各業以及人們生活的方方面面都在產生深刻變革。

數字中國戰略的提出，也為建筑行業帶來了新一輪發展機遇。加快數字化轉型是企業的當務之急，這其中BIM技術將起到核心作用。BIM技術是轉型節點上的重要方法和核心技術，它已成為建筑行業的第二次科技革命，正在引領和改變著行業信息化的發展方向，必將成為企業降本增效、轉型升級的有力支撐。

伴隨建筑工業化的不斷發展，以及人工智能、物聯網、增強現實等前沿技術與BIM融合應用趨勢的凸顯，建筑類設計項目的BIM正向設計趨勢正日漸顯現，模塊化、參數化設計、方案優化、自動出圖、圖紙與模型相互關聯愈發成熟應用，反映了設計單位對BIM技術落地生產的深刻思考與勇于實踐。施工企業應用BIM的項目數量也在快速增長，跨界融合正呈現擴散趨勢，包括工程技術與制造技術的數據融合，物聯網等新興技術正被越來越廣泛的運用，精細施工、深化設計等應用在各大企業遍地開花。

BIM正向設計提升效率

2018年，由BIM所引領的綠色建造、智能建造也與新興技術日益融合，為建筑行業帶來全新的發展機遇。與此同時，隨著BIM的不斷普及與深化，行業整體及政府部門對BIM的認識關注度也更上一層樓，為BIM在更多政府類工程以及公共工程的應用上創造了肥沃的發展土壤。

在設計階段，使用基于BIM的軟件系統可以隨時直觀地看到結構的三維模型，這個三維模型不同于CAD中的三維模型，它包含結構構件名稱、生成方法、與構件的邏輯關系等信息。通過在嘉魚長江公路大橋項目的BIM技術實踐以及對比驗證，湖北省交通規劃設計院找到了一條高效的橋梁BIM設計方案，并構建了一套設計體系，不僅大幅提高了設計項目的設計精準和設計效果，還為施工建設過程提供了可靠的指導和優化方案。

針對嘉魚長江公路大橋項目，湖北省交通規劃設計院股份有限公司制定了完整的BIM設計流程，利用相關BIM軟件及企業自有平臺，涉及規劃、設計、施工一條龍流程；制定了完善的BIM設計標準，包括項目實施指引、成果交付標準等等。同時，應用BIM技術對項目進行設計、建造和運營，將各種建筑信息集合成一個整體，并使項目相關方能夠協同合作，不僅能為整個項目帶來巨大效益，同時也可以使設計、施工、運營項目全生命周期以及工程質量和管理效率得到顯著提升。

BIM協同設計解決復雜項目

根據聯合國發布的相關評估報告顯示，到2050年，全球人口將有2/3會生活在城市中。隨著城市人口的不斷增加，相關需求也在不斷提升。為了滿足這些城市化人口需求，未來我們需要新建更多的建筑，同時還需要對現有老舊的基礎設施進行翻新改造；在建造全新世界的同時，對現有世界進行不斷改造。這意味著建筑行業擁有巨大的機會和無數的商機，但也面臨更多的限制和挑戰。

城市建設的迅猛發展以及日益豐富的建筑功能、造型需求等，促使了越來越多大體量、新造型的超高層建筑出現。利用高效的BIM協同設計方案，可以整合多方的設計條件，完成超高層項目從方案到調整深化、初步設計、施工圖設計全部的設計過程，充分體現了BIM技術對于解決復雜問題的優勢以及對于設計深度的巨大提升。

在超高層、大體量的復雜項目設計中，傳統的二維圖紙已經不能表達設計意圖，只有借助BIM技術才能高精度、高完成度的完成整個項目。遠洋集團及匯豐銀行總部就是一個超高層項目，其最富有挑戰性的難題就是該項目的復雜表皮。對此，項目團隊通過主動創新，對于建筑表皮進行了全參數化的控制，并編寫了數萬行的計算機腳本，全部的幕墻模型都由計算機生成。小到每一個板塊的裝飾扣板，大到無線定位，都處于同一套控制體系當中，整個幕墻都是精確可計算的模型數據圖。同時，項目設計團隊將匯總的相關數據傳遞給幕墻施工方，施工深化模型也能夠精確有效地在設計模型的基礎上進行細化。從方案到施工圖的設計完成都是在不斷優化每一個細節，整個團隊也都是在BIM模型中去調整每一處細節。

單一的BIM工具無法實現如此復雜項目的設計目標，項目團隊在策劃階段就確定了多平臺的協同工作，以適用性為導向的BIM技術框架。平面系統使用了傳統的CAD平臺，保證了設計的時效性；對衛生間、機房等獨立專門組件利用建筑信息模型的優勢，確保這些復雜組件的三維準確性。通過層層的設計平臺將這三個大的體系整合在同一個平臺中，實時更新、協同工作。

基于BIM工作平臺，項目各專業的信息可以分辨提取，通過數據在不同的軟件平臺中流動，適應不同參與方的模型數據溝通。同時，利用BIM系統進行多專業的混合智能模塊化設計，可以輔助多專業并同時出圖。多專業的模型混合在一個模型環境中進行設計溝通，保證設計的一致性，進一步降低溝通成本，提高設計精度。

BIM技術實現了各專業間的順暢溝通，尤其是在設計中前期的協調階段，對建筑師后期修改幾何形體，調整結構設計參數可以迅速響應，節省了大量手動修改模型的時間。

BIM集成應用實現項目精細化管理

如今，無論是設計方、建造方還是投資運營方，都在以不同的方式、不同的程度，積極地推動著BIM技術在工程建設中的應用，初步形成了一個BIM的應用生態圈。BIM應用已經不僅局限于設計這一單一環節，而是越來越多的應用到項目的全生命周期。施工企業也逐步嘗試將BIM技術的諸多應用功能點進行融合，從而解決一線項目施工的管理問題。

在過去幾年的發展過程中，BIM技術的應用方式還是以單點應用為主，但隨著BIM技術的不斷成熟，BIM技術逐漸成為解決包括成本管理、進度管理、質量管理在內的項目管理問題的最有效手段之一，其應用重心也從單點技術應用向項目管理應用方向逐步過渡。

北京城鄉建設集團有限責任公司在北京地鐵七號線項目中，嘗試應用BIM5D進行進度管理，利用BIM5D手機端便于記錄和反饋的特點，在施工現場按照任務項目進行工程進度的反饋。生產經理可以不去項目現場，也不需要每天召集所有人員開會，就能實時了解現場的真實施工進度情況，并為下一步的計劃安排提供有效依據。同時所有反饋數據都在網頁端存留共享，可以快速進行計劃進度和實際進度間的偏差對比，方便統計進度的延期情況和延期原因，讓問題迅速暴露、簡單明晰，快速解決問題，提升效率。

此外，通過BIM5D三端一云進行數據共享和集中分析，實現現場施工的質量安全問題跟蹤管理、構件跟蹤管理和進度跟蹤管理，使工作留痕、責任到人。基于BIM模型的結構化特性，可以和工程項目的進度信息、成本信息、質量信息、安全信息等進行掛接。將過去散落在各個項目部、各個崗位上的信息基于BIM模型有機整合在一起，支撐項目部基于BIM模型和數據進行精細化管理。簡單總結就是，BIM模型可以提供含有部位和時間信息的結構化數據，支撐項目管理的精細化程度提升。

2018年是BIM技術發展的關鍵年，政策的利好讓BIM技術站上了行業風口；物聯網、移動應用等新技術的迅速發展與普及，云計算、大數據等技術的協同應用，滿足了工程現場數據和信息的實時采集、高效分析、及時發布和隨時獲取，進而形成了“云+端”的應用模式。

北京新機場東航基地項目就將BIM技術與云平臺結合，實現在線協作、圖紙審批和資料管理，建立由東航投資公司、項目部、設計院、施工總承包單位、監理公司組成的虛擬辦公云平臺，在網頁端和手機端共享圖紙、三維模型、工程資料等文件，實現圖紙在線瀏覽、分發和批注。在施工過程中，將BIM技術與移動端融合應用，使用手機、ipad等移動端，實現跨區域、跨部門的交流、溝通、協同和管理工作，方便管理層及時掌握現場情況。這種基于網絡的多方協同應用方式與BIM技術集成應用，形成優勢互補，為實現工地現場不同參與者之間的實時協同與共享，以及對現場管理過程的實時監控都起到了顯著的作用。

實際上，上述諸多BIM應用代表著無論是設計企業還是施工企業對BIM技術的實際應用需求和范圍正在不斷擴大，并呈現出明顯的上升趨勢。經過近年來的政府推動、項目試點、標準完善等基礎性工作，BIM技術正在逐步提升建設項目的精細化管理水平，并被越來越多的行業企業認可接受，成為企業的核心管理手段之一。當然，目前BIM技術應用還有許多問題需要解決，包括技術、標準、人才等多個方面，只有將這些問題都得以解決，才能最終推動BIM在項目全生命周期的價值落地，BIM技術的發展也才會處于良性的循環狀態。