關于國內BIM技術的研究熱點及應用情況的分析

孟丹 沈靜 曾文杰

摘? 要：本文檢索了2010—2020年近11年知網上發表的BIM技術相關論文以及佰騰網上申請的BIM技術相關專利，基于文獻計量的研究方法以及通過VOSviewer數據可視化軟件對數據進行分析研究，得出中國BIM技術研究與應用正處在十分迅速發展的階段，近11年BIM技術研究熱點，主要集中在建筑設計、可視化、工程造價、裝配式建筑、三維模型、施工管理、項目管理等領域，并在許多新興領域也有極大的研究前景。同時也發現BIM技術目前在一些領域研究的不足之處，BIM技術在建筑施工全生命周期的應用也存在發展不全面的問題，應在設計及管理階段加強對BIM技術的應用。

關鍵詞：BIM技術? 研究熱點? 應用情況? VOSviewer

中圖分類號：TU71 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）04（c）-0130-05

Analysis on the Research Hotspot and Application of BIM Technology in China

MENG Dan? SHEN Jing? ZENG Wenjie

（Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang， Jiangsu Province， 212000 China）

Abstract： Based on Bibliometric research methods and data analysis by VOSviewer data visualization software， this paper searches the BIM Technology related papers published on CNKI from 2010 to 2020 and the BIM Technology related patents applied by Baiteng. It concludes that China's BIM Technology Research and application is in a very rapid development stage， and BIM Technology research hotspots in recent 11 years， It mainly focuses on architectural design， visualization， engineering cost， prefabricated building， three-dimensional model， construction management， project management and other fields， and has great research prospects in many emerging fields. At the same time， it also finds the deficiencies of BIM Technology in some areas， and the application of BIM Technology in the whole life cycle of construction also has the problem of incomplete development. We should strengthen the application of BIM Technology in the design and management stage.

Key Words： BIM Technology; Research hotspot; Application; VOSviewer

BIM全稱為Building Information Modeling，早期由建筑行業提出，后逐漸拓展到工程建設全領域。BIM技術作為近年來工程建設行業極為熱門的研究發展領域，越來越多的從業者開始關注BIM技術的相關發展情況。本文想通過對BIM技術2010—2020年相關論文發表情況以及相關專利申請情況的整理分析，從而了解近年來BIM技術相關研究熱點及發展趨勢，為該領域今后的理論研究及實際應用提供一點的參考。

1? 相關論文發表情況研究

1.1 總體發展趨勢概述

以“BIM技術”作為關鍵詞在知網（https：//www.cnki.net/）上對2010—2020年發表的論文進行檢索，搜集論文數據并整理，結果如圖1所示。并以關鍵詞為重點，使用VOSviewer數據可視化軟件對論文數據進行處理，結果如圖2所示。

從圖1可以看出，BIM技術相關研究的發展十分迅速，近10年有關研究論文數量每年都增長，增幅越來越大且仍成上升趨勢。BIM主要是通過計算機軟件進行建筑三維建模模擬的土木工程工具，它的發展自然和計算機以及有關軟件的開發密不可分。信息技術的進步，為BIM的研究提供了更加方便、高效的外部環境，從而在近10年有關論文的發表數量上有了大幅提升。研究的主題主要集中在BIM和BIM技術，但隨著時間的推移，有關BIM的研究也不斷深入，建筑信息模型、全生命周期、工程管理、造價管理、施工管理、綠色建筑、裝配式等詞的出現頻率也在不斷增高。可以看出，研究從最初的關注BIM技術自身的研究向實踐應用深入，BIM在諸多的工程實例中已經發揮了作用。但還都主要集中在建筑行業內部的簡單應用。而約從2017年開始，關于BIM的研究又有了進一步的深入和拓展。三維激光掃描、虛擬碰撞檢測、GIS、VR、AR、模擬仿真、智慧化、信息化等詞開始與BIM關聯，有關論文也有發表。在信息化不斷發展，技術革命不斷加快的背景下，多種技術的相互交織，聯合應用也愈發成為常態。這也在很大程度上增強了BIM技術的適用性，不僅在傳統的建筑體系下有著重要作用，在促進建筑方式創新和改變設計理念方面也成為了重要工具。未來有關BIM的研究論文肯定還處于上升趨勢，而與其他外部技術和信息化的聯結也會更緊密。

通過對2010—2020年知網上BIM技術相關論文高頻關鍵詞的分析，發現BIM技術近10年來在建筑設計、可視化、工程造價、裝配式建筑、三維模型、施工管理、項目管理等領域中不僅相關研究較多，而且一直呈現出較快的發展趨勢，這些領域無疑是近年來BIM研究的熱點方向。本文接下來著重對可視化、工程造價、裝配式建筑進行分析。

1.2 可視化

如圖3所示，可視化是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。目前正在飛速發展的虛擬現實技術也是以圖形圖像的可視化技術為依托，建筑工程項目可視化將各種信息有機整合成一個整體，并通過多維度、可視化的立體模型展示。大型工程項目多存在管理混亂、信息繁雜、標準不統一等問題，近幾年通過引入BIM技術，實現了信息整合，建立了施工項目的五維模型（三維、進度、造價等），實現了整體項目的全生命周期可視化。參建各方共享與該模型，從而實現信息互通、標準統一、精細、高效管理。近幾年其發展趨勢一直處于良好的狀態，不僅在建筑工程中的應用率較高，相關研究論文發表數量也在逐年增加，核心研究主要集中在水利、風電、鐵路及隧道等大型工程項目中[1]。

1.3 工程造價

如圖4所示，BIM技術關于信息分析和數據整合處理等方面的優勢，使其在工程造價方面的應用越來越廣泛并保持著持續快速發展，相關研究也在不斷深入。工程項目建設存在著諸多不確定性，在造價方面尤為嚴重，傳統的造價管理體制落后，方法不完善，技術不先進，導致成本控制比較困難[2]。BIM技術通過自身先進技術，為工程建設項目建立起了貫穿全生命周期的龐大信息庫，提前進行項目成本的分析控制，并實施監控項目的動態成本，解決造價管理中的“三超”問題，幫助實現工程造價“精細化管理”[3-4]。

1.4 裝配式建筑

如圖5所示，裝配式建筑成為如今建筑行業研究及應用熱點。裝配式建筑的應用最依賴于整個工程建設項目高度集成一體化。建設項目全生命周期管理 （building lifecycle management， BLM）便是實現工程建設項目全過程集成一體化的有效管理方式，而BIM 技術作為BLM理念的核心技術，被應用到裝配式建筑全生命周期中，在設計、生產、施工建造及后期運營維護等環節中提供了極大的技術支持，在裝配式建筑研究及應用中占據了及其重要的地位，并且對未來裝配式建筑的發展也有著不可忽視的影響[5-6]。

1.5 新興領域發展趨勢展望

如圖6所示，BIM作為一門新興的信息化建筑技術，已經由最初的概念階段向實施和推廣階段轉變，并依靠其優勢，引領著未來建筑行業發展的新趨勢。近年來，BIM技術中也出現了許多新興領域的研究，主要包括綠色建筑、預制構件、大數據、物聯網、集成應用、智慧工地和人工智能等。其中，綠色建筑和預制構件近兩年的熱度不斷升高，未來發展趨勢較好，也將會是未來研究發展的重點方向[7]。

1.6 BIM技術目前存在的不足之處

1.6.1 核心技術缺乏

BIM技術主要以ArchiCAD、Revit建筑、Bentley建筑等建模軟件為核心，主要核心技術基本掌握在國外相關工程建設部門和企業中，國內相關核心技術缺乏，要進行更深入研究存在一定的局限性。

1.6.2 優秀人才儲備不足

BIM技術在國內起步較晚，相關人才教育培訓體系還不成熟，因此BIM技術方面的高端人才匱乏。

2? 相關專利申請情況研究

以“BIM技術”為關鍵詞在佰騰網（https：//www.baiten.cn/）上檢索2010—2020年申請的相關專利，收集專利數據，如圖7、圖8所示。

由圖7可以看出，近年來BIM技術相關專利申請數量逐年增加，對BIM技術應用的正處在蓬勃發展的階段。中國依舊處在急速發展的時期，建筑工程項目市場依舊在不斷擴張，建設工程的主體的體量以及難度在不斷增加，在建設方面產生的問題也在逐漸增多，BIM技術已經成為完善我國建筑工程建設體系，優化建筑行業產業結構，是促進建筑工業化進程必不可少的存在。BIM技術在中國的應用依舊處在發展時期，并且有著及其巨大的發展前景，尤其2017年以來，隨著政府相關扶持文件的出臺，BIM技術將在政府部門的主導下為中國建筑行業貢獻巨大的作用。

BIM技術在中國持續發展的同時，也暴露出了一些問題，從圖8可以看出，在申請的BIM技術相關專利中，施工階段的專利數在總專利數占比將近一半，說明我國對于BIM技術的應用重點依舊在施工階段，在設計及管理階段的應用相對較少。而BIM技術作為應用面極廣的綜合性技術，在工程建設全生命周期都能發揮極大的作用。在設計階段，BIM技術可以進行施工模擬及分析、碰撞檢查以及工程預算，可以在設計階段解決大部分施工問題，提高施工效率，節約成本;BIM技術還可以在管理階段提供高效的空間管理、設施管理、應急管理、節能減排管理等，確保相關信息在溝通過程中的完整性及準確性，減少管理問題的出現。中國未來的BIM技術在繼續深化施工階段應用的同時，應加大力度拓展BIM技術在設計及管理階段的應用。

3? 結語

本文通過對知網上2010—2020年BIM技術相關論文發表情況的整理分析，總結出BIM技術相關研究的發展十分迅速，近11年有關研究論文數量在逐年增長，增幅越來越大且上升趨勢明顯。通過VOSviewer數據可視化軟件對論文數據進行處理，發現近11年BIM技術研究熱點主要集中在建筑設計、可視化、工程造價、裝配式建筑、三維模型、施工管理、項目管理等領域，并隨著互聯網技術的發展，在綠色建筑、預制構件、大數據、物聯網、集成應用、智慧工地和人工智能等新興領域也逐漸展露熱點趨勢，并有著極大的發展前景。同時也發現現有階段BIM技術依舊存在一些核心技術不成熟、研究不深入、人才不足等問題。

綜上所述，本文通過對佰騰網上2010—2020年BIM技術相關專利申請情況的整理分析，近年來BIM技術相關專利申請數量逐年增加，BIM技術應用正處在蓬勃發展的階段，同時發現BIM技術在建筑工程全生命周期應用發展存在不全面的問題，應在設計及管理階段加深對BIM技術的應用。

參考文獻

[1] 魏銳，張廣輝.淺析BIM技術在水利工程施工中的應用[J].人民黃河，2020，42（S2）：173-174.

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[4] 方芳，劉月君，李艷芳，等.基于BIM的工程造價精細化管理研究[J].建筑經濟，2014，35（6）：59-62.

[5] 姜琳，喬如淵，潘輝.裝配式建筑全壽命周期BIM技術應用問題及應對措施研究[J].建筑結構，2019，49（S2）：558-561.

[6] 徐鵬飛，李晉，孫繼東.基于BIM技術的裝配式建筑施工全過程研究和應用[J].建筑結構，2020， 50（S1）：654-657.

[7] 潘妍蓓，陳佳佳，沈艷玲，等.BIM技術在綠色建筑中的應用研究[J].四川水泥，2021（1）：83-84.