BIM技術實現數字孿生“三元世界”共生發展

文｜廣聯達新建造研究院

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

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

物理世界是客觀的物質世界，是人們能直接感知的物理實體或物理狀態的世界。在“二元世界”中，人們要想將意識所想變為現實，只能直接作用于物理世界的實體上，生產出的產品實物如果不符合要求，需要變更、調整甚至重新生產，造成很大浪費，試錯和驗證的成本太高。

隨著數字技術的進步和發展，通過計算機和互聯網，人類的意識世界與物理世界都將數字化和網絡化，正如畢達哥拉斯從純數學角度看待的世界是“萬物皆數字”，數字世界(也稱信息空間或賽博空間)將帶給人們認識世界和改造世界的新能力。在“三元世界”中，人腦是“意識世界”的核心，電腦是“數字世界”的核心。通過BIM技術進行數字建模，實現建筑產品的“數字孿生”，將意識所想先作用于建筑數字虛體，可以不受時間和空間的限制進行設計、模擬和優化，可以不眠不休的進行超高速的運算、分析和推演，直到達成最優方案后再進行實施，這讓人們能更高效、更低成本、更充分的實現意識世界的構想。

BIM作為連接建筑實體與數字虛體之間的技術紐帶和基礎，形成了建筑“三元世界”的相互促進、共同進化、共生發展，從而使得建筑業的數字化轉型成為了可能。

BIM為實現數字施工提供技術和環境基礎

數字化轉型升級成功的必要條件是技術與環境的契合，每一次變革的背后都涉及技術帶動產能提升的重要因素，通過生產力的提升實現降本增效，順勢完成行業的變革。但在當前的行業環境下，通過壓縮成本來擴大利潤已然變得愈加困難，企業的盈利來源更多指向效率，效率落后的企業將會被時代所淘汰。

隨著云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等新興技術的日趨成熟，通過BIM技術為載體融合項目實時數據，可以給建筑業帶來數字化程度的大幅提升。區別于傳統信息化手工填報的方式，智能硬件為代表的IOT技術的加入讓數字信息更加準確、及時、有效。更深層次的實時數據與業務管理的結合，通過應用技術采集數據，利用業務技術分析數據得出結論并改善決策，帶來效率向效益的轉變，最終實現數字施工。

建筑業的信息化在企業層已經做了很多的內容，例如企業的項目管理系統、EPR系統、OA系統、企業門戶等均已實現，但基于項目的生產作業數字化還很薄弱，其主要原因是在項目層面缺乏有效的數據載體以及數據本身的實時收集。另一方面，工程項目作為建筑業企業的核心單元，是各參建方聚焦的核心，也是企業利潤的重要來源，項目管理的好壞直接影響整個企業經營情況。所以，無論從技術需求還是經營環境，BIM技術都將成為實現數字施工的基礎。

建筑業企業BIM技術的應用模式

對于建筑業企業而言，項目作為企業的核心產品，也是營業收入和利潤的源泉。建筑業企業對工程項目的管理主要集中在兩個層面，即對單個項目的管理和對多個項目的管理，而企業對于項目的傳統管理方式主要是以流程管理為主，項目信息主要以項目相關業務部門填報的方式呈現，這就導致信息的及時性和真實性無法得以保障。此外，企業對項目管理的傳統做法主要是對結果進行管理，通過階段巡查、驗收等形式保證項目的正常有序推進，這樣的管理方式不僅需要大量的人力投入，而且無法保障企業對項目建造過程很好的管理，工程項目的建造全過程存在持續的管理隱患。

對此，企業可以通過有效的數字化手段，以BIM為核心技術形成數據載體，結合物聯網、移動互聯網、云計算、大數據、人工智能等數字化技術，做好工程項目的數字化實時過程管理，并通過多項目各業務線數據的互聯互通，形成企業的集中管控，真正實現企業對單個項目以及多項目間基于實時數據的精細化管理。