BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生“三元世界”共生發(fā)展

文｜廣聯(lián)達(dá)新建造研究院

伴隨數(shù)字化的變革與智能化時(shí)代的到來，技術(shù)在發(fā)生革命性的進(jìn)步，特別是以BIM技術(shù)作為數(shù)字化載體，建筑業(yè)也逐漸從原來的二元世界，即人類的意識(shí)世界( Human)和物理世界( Physical)，進(jìn)入到“三元世界”。數(shù)字世界(Cyber )逐步成為新一極。“意識(shí)世界-數(shù)字世界-物理世界”相互交匯、相互作用、融合發(fā)展并產(chǎn)生新的演化。

人類的意識(shí)世界是主觀精神的世界，是人們思維活動(dòng)和思想客觀內(nèi)容的世界。它是人類精神財(cái)富所構(gòu)成的領(lǐng)域，是人類創(chuàng)造性的集中顯示和提高的世界。意識(shí)世界是豐富多彩的，正如波普爾提出的“三個(gè)世界”( 物理世界、精神世界、客觀知識(shí)世界)，意識(shí)世界既包括了主觀精神、思維活動(dòng)，也包括了思想內(nèi)容的知識(shí)世界。可以說它也是人類創(chuàng)新、創(chuàng)造的源泉。

物理世界是客觀的物質(zhì)世界，是人們能直接感知的物理實(shí)體或物理狀態(tài)的世界。在“二元世界”中，人們要想將意識(shí)所想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，只能直接作用于物理世界的實(shí)體上，生產(chǎn)出的產(chǎn)品實(shí)物如果不符合要求，需要變更、調(diào)整甚至重新生產(chǎn)，造成很大浪費(fèi)，試錯(cuò)和驗(yàn)證的成本太高。

隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，人類的意識(shí)世界與物理世界都將數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，正如畢達(dá)哥拉斯從純數(shù)學(xué)角度看待的世界是“萬物皆數(shù)字”，數(shù)字世界(也稱信息空間或賽博空間)將帶給人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的新能力。在“三元世界”中，人腦是“意識(shí)世界”的核心，電腦是“數(shù)字世界”的核心。通過BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)字建模，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品的“數(shù)字孿生”，將意識(shí)所想先作用于建筑數(shù)字虛體，可以不受時(shí)間和空間的限制進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬和優(yōu)化，可以不眠不休的進(jìn)行超高速的運(yùn)算、分析和推演，直到達(dá)成最優(yōu)方案后再進(jìn)行實(shí)施，這讓人們能更高效、更低成本、更充分的實(shí)現(xiàn)意識(shí)世界的構(gòu)想。

BIM作為連接建筑實(shí)體與數(shù)字虛體之間的技術(shù)紐帶和基礎(chǔ)，形成了建筑“三元世界”的相互促進(jìn)、共同進(jìn)化、共生發(fā)展，從而使得建筑業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為了可能。

BIM為實(shí)現(xiàn)數(shù)字施工提供技術(shù)和環(huán)境基礎(chǔ)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)成功的必要條件是技術(shù)與環(huán)境的契合，每一次變革的背后都涉及技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)能提升的重要因素，通過生產(chǎn)力的提升實(shí)現(xiàn)降本增效，順勢完成行業(yè)的變革。但在當(dāng)前的行業(yè)環(huán)境下，通過壓縮成本來擴(kuò)大利潤已然變得愈加困難，企業(yè)的盈利來源更多指向效率，效率落后的企業(yè)將會(huì)被時(shí)代所淘汰。

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)的日趨成熟，通過BIM技術(shù)為載體融合項(xiàng)目實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以給建筑業(yè)帶來數(shù)字化程度的大幅提升。區(qū)別于傳統(tǒng)信息化手工填報(bào)的方式，智能硬件為代表的IOT技術(shù)的加入讓數(shù)字信息更加準(zhǔn)確、及時(shí)、有效。更深層次的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)管理的結(jié)合，通過應(yīng)用技術(shù)采集數(shù)據(jù)，利用業(yè)務(wù)技術(shù)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論并改善決策，帶來效率向效益的轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字施工。

建筑業(yè)的信息化在企業(yè)層已經(jīng)做了很多的內(nèi)容，例如企業(yè)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)、EPR系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、企業(yè)門戶等均已實(shí)現(xiàn)，但基于項(xiàng)目的生產(chǎn)作業(yè)數(shù)字化還很薄弱，其主要原因是在項(xiàng)目層面缺乏有效的數(shù)據(jù)載體以及數(shù)據(jù)本身的實(shí)時(shí)收集。另一方面，工程項(xiàng)目作為建筑業(yè)企業(yè)的核心單元，是各參建方聚焦的核心，也是企業(yè)利潤的重要來源，項(xiàng)目管理的好壞直接影響整個(gè)企業(yè)經(jīng)營情況。所以，無論從技術(shù)需求還是經(jīng)營環(huán)境，BIM技術(shù)都將成為實(shí)現(xiàn)數(shù)字施工的基礎(chǔ)。

建筑業(yè)企業(yè)BIM技術(shù)的應(yīng)用模式

對(duì)于建筑業(yè)企業(yè)而言，項(xiàng)目作為企業(yè)的核心產(chǎn)品，也是營業(yè)收入和利潤的源泉。建筑業(yè)企業(yè)對(duì)工程項(xiàng)目的管理主要集中在兩個(gè)層面，即對(duì)單個(gè)項(xiàng)目的管理和對(duì)多個(gè)項(xiàng)目的管理，而企業(yè)對(duì)于項(xiàng)目的傳統(tǒng)管理方式主要是以流程管理為主，項(xiàng)目信息主要以項(xiàng)目相關(guān)業(yè)務(wù)部門填報(bào)的方式呈現(xiàn)，這就導(dǎo)致信息的及時(shí)性和真實(shí)性無法得以保障。此外，企業(yè)對(duì)項(xiàng)目管理的傳統(tǒng)做法主要是對(duì)結(jié)果進(jìn)行管理，通過階段巡查、驗(yàn)收等形式保證項(xiàng)目的正常有序推進(jìn)，這樣的管理方式不僅需要大量的人力投入，而且無法保障企業(yè)對(duì)項(xiàng)目建造過程很好的管理，工程項(xiàng)目的建造全過程存在持續(xù)的管理隱患。

對(duì)此，企業(yè)可以通過有效的數(shù)字化手段，以BIM為核心技術(shù)形成數(shù)據(jù)載體，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)，做好工程項(xiàng)目的數(shù)字化實(shí)時(shí)過程管理，并通過多項(xiàng)目各業(yè)務(wù)線數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，形成企業(yè)的集中管控，真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)單個(gè)項(xiàng)目以及多項(xiàng)目間基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的精細(xì)化管理。