建筑工程施工企業應用BIM技術的問題與措施

朱麗佳

【摘要】BIM 技術的出現是近十幾年國內建筑行業最大變革，使傳統的建造模式得到了改變，被譽為CAD之后的第二次建筑行業革命，使建筑業由粗放的發展模式向精細化轉變。但近幾年 BIM 技術的應用并未在全國范圍內得到推廣，或者雖然得到了一定推廣，但應用僅限于表面，未得到深度應用。本文目的是找出施工單位應用 BIM 技術的主要問題，并提出建議與對策。

【關鍵詞】BIM 建筑施工;全過程;建模

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.074

1、BIM對建筑企業的應用價值

1.1可視化加強協商能力

人們對三維模型的理解能力遠遠強于二維圖紙，BIM 技術基于三維可視化模型，因此對于任何參與人員，哪怕是非專業人士都可以直觀地、無死角地查看建筑的任何細部構造，從而更加容易理解設計意圖。基于對項目內容的充分理解，各參與方可以把本專業模型及各項數據信息及時共享到該統一平臺上，實現項目各參與方的信息共享，減少因技術和溝通問題帶來的協調困難。

1.2深化設計，模擬施工進度

由二維圖紙生成的三維模型可以對施工進行模擬，由于平面圖紙的局限性，二維CAD 圖紙往往會造成施工時管線與構件之間、管線之間的碰撞，且難以在設計階段解決。基于 BIM 技術能將建筑、結構及 MEP等專業模型整合在一起，根據各專業要求將整合后的模型導入相關軟件進行碰撞檢查，根據檢查結果對管線進行優化，這也是BIM應用較為廣泛的方面。施工階段由于外部因素復雜多變，BIM統籌考慮時間要素的4D特性可以對施工進度進行模擬，把建筑構件與進度計劃進行無縫連接，提前發現問題，實現項目的施工進度模擬，提高效率。

1.3優化全過程工程管理

BIM 管理模式可以有效綜合進度、成本與建筑3D模型，以4D模式優化全過程工程管理，對傳統工程管理的作戰表、橫道圖等模式形成降維打擊。精細控制人材機需用量，實現精細化成本管理和材料采購實時更新，大幅度降低材料浪費，顯著降低工程成本。另一方面，BIM 技術可以與大數據、城市大腦、云計算、物聯網技術及城市移動APP深度綁定。以H市普遍應用的“工地云”APP為例，工程形象進度、揚塵、噪音等環保指數、人員防疫信息等各項要素均可以可視化展示，并實時更新，一體化滿足施工各項要求。項目運行維護階段，BIM技術也極大的提高了管理效率，對傳統運維模式實現了巨大提升， BIM 技術與RFID 技術深度結合，可對工程隱蔽部位的材料設備進行實時跟蹤、監控，實現了構件全生命周期的實時檢測與靈活替換。

2、建筑施工階段BIM技術應用存在的主要問題

BIM技術進入國內雖然時間不長，但已得到較廣泛的應用，與此同時也面臨一系列問題，主要是各階段應用鏈條不銜接;軟件應用困難，國家標準建立較晚，推進廣度和深度不足;短期成本高，經濟效益不明顯等。

2.1各階段應用鏈條不銜接

2.1.1設計與施工脫節

我國工程開展一般以項目為依托，設計單位和施工單位一般由業主各自招標，分別委托。施工階段由施工單位成立獨立的、具有臨時性質的項目部，項目結束后即解散，由施工單位派出BIM小組負責BIM技術應用，或在市場上選擇BIM設計公司。盡管BIM技術的廣泛應用主要局限在設計階段，但設計方和施工方無隸屬關系，且往往溝通不暢，加之BIM應用缺少知識產權界定與保障，設計方一般只給施工方二維圖紙，施工單位的項目部并不能從設計單位直接得到 BIM 模型，而是需要拿到傳統工程圖紙等資料后自己組織BIM團隊重新建模，工程量巨大，耗時耗力且成本高昂。如果工程變更，根據現行法規與工程慣例，設計單位需要在二維圖紙上修改、簽字，再由施工單位進行 BIM 軟件上的三維聯動修改，否則將面臨巨大的違約、甚至違法風險。BIM技術應用并未真正提高協作效率，卻加重了所有人的負擔，成為信息孤島，導致工程建模與施工脫節。

2.1.2技術與管理脫節

目前大多數施工企業對于BIM的理解僅存在于“建模”和“模擬”的技術層面，目前的主要應用也在于模擬施工、碰撞分析等層面，認為二維圖紙變為三維模型可以加深對工程的直觀理解，但對于BIM技術對工程進度的形象管理、全過程造價控制方面的強大生產力理解不足，加之各部門之間往往缺少溝通，各層面信息傳遞效率底下，導致BIM技術未能有效服務工程管理，未能更大限度的提高建筑企業的管理水平，BIM經濟效益不明顯。

2.2軟件應用困難，標準統一晚，推動深度不足

2.2.1 國產BIM軟件發展滯后

BIM技術引入我國是從21世紀初葉開始，僅有十余年時間，整體上處于摸索階段，本土軟件的開發尚處于開始階段，僅有幾種 BIM 機電分析軟件、PKPM 結構分析軟件、廣聯達造價軟件，但是核心建模軟件、方案設計軟件、與 BIM 接口的幾何造型軟件、可視化軟件、模型檢查軟件及運營管理軟件的開發尚且處于空白狀態。由于國內外工程標準、建筑理念的不同，國外先進 BIM 軟件并不能直接嫁接使用。且國內軟件之間各種庫、接口、模型嚴重不匹配，對各種構件適配性較差，也制約了BIM的應用與推廣。即便有全周期使用的想法，也受限于軟件因素無法落地。

以H市A項目為例，在管道模型搭建過程中， 經常出現由于預先配置的庫不全面，導致管件、管材和閥門等不存在而無法繪制。沒有定排排氣管 Φ325×8（DN300） 彎頭， 而自動連接的彎頭與實際情況不符， 無法實現兩段彎管。

2.2.2政策推動深度不足

BIM技術并非我國本土產生的技術變革，而是學習發達國家先進生產方式的舶來品，與我國傳統的設計、施工模式存在較大水土不服，住建部與各省市出臺多項措施，進行強力推廣。與國外相比，我國的BIM應用推廣更依賴政府主導，由政策推動市場發展和技術變革。

2011年住建部發布《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》，第一次將BIM納入信息化標準建設內容，之后的十年里，住建部與各省市不斷出臺各項政策，累計有幾十項，推動BIM技術應用推廣。但這些政策依然主要局限在設計階段，未能改變傳統的設計、施工模式，使得BIM技術仍然是傳統設計方式的依附，大量的BIM使用僅僅是為了滿足業主招標要求，應用停留于表面，在設計階段建模之后便束之高閣，仍然按照傳統施工模式進行工程建設，未能充分發揮真正作用。

2.3短期成本高昂，經濟效益不明顯

2.3.1軟件、硬件成本高

一是硬件成本，BIM 對電腦配置有較高的要求，遠非現行CAD平臺可以相比，如材質渲染以及動畫制作等工作中還要用到更高配置的工作站。在施工現場還需配備移動終端，這些對于企業來說都是不可缺少的支出。二是軟件費用，BIM軟件主要包含專業性軟件（如 Revit、廣聯達等）和平臺性軟件（如 Project Wise等），目前正版軟件價格昂貴。

2.3.2人員費用高

目前BIM專業人員嚴重缺乏，一方面在工程全過程中，業主方處于絕對優勢地位，設計單位處于非強勢地位，BIM團隊更是只作為設計中的一個環節存在。由于傳統建筑施工流程對BIM適配性差，各個部門普遍認為BIM加重了自身工作負擔且無明顯收益，配合意愿差，導致BIM團隊獲得的資源和重視程度不高，從事意愿低。另一方面團隊公司需要對工作人員進行培訓，但培訓費用較高，新興技術的推廣需要較多的前期投入，風險與收益并存，企業需要對比進行權衡，在收益不明顯時除非業主方明確要求，否則建筑企業不會主動應用 BIM。三是大多數高校尚未開設BIM課程，學生在高校得不到相關鍛煉，也加重了企業的人力成本，BIM技術的掌握基本全靠讀書期間和工作后的自學和培訓，高校課程設置和工程實際應用存在較大脫節。

3、改進措施與建議

3.1整治行業生態，加強國際交流，優化部門銜接

3.1.1 整治行業生態，消除行業亂象

當前，我國仍處于基建尚未完善、“大干快上”的粗放型建設模式，普遍存在輕設計、趕工期，亂修改等現象，甚至不乏先施工，后補設計的行業亂象。經過近十余年的整治，我國建筑行業得到了很大程度的規范，但也僅僅是基本解決了偷工減料、施工安全、不按圖施工等建設領域的基礎性問題，使建筑行業從無序變為有序，但離有序到精細仍有很長路要走。一方面“中國速度”震驚世界，中國的土木工程建設體量之大、速度之快冠絕全球;另一方面全行業嚴重飽和，競爭慘烈，業主方（甲方）以外的建設部門普遍待遇低、工作強度大，導致近些年從業人員逆向淘汰嚴重，低價競標嚴重擾亂市場秩序，設計和施工的技術水平進步緩慢。這是BIM先進技術在我國推廣困難的大環境因素。針對這種現象，一是要優化行業秩序，整治不正當競爭的亂象。做優、做強一批技術專精、業務專業的行業骨干企業，做好示范，同時加強對低價投標等擾亂市場秩序行為的整治力度，倒逼全行業技術進步升級。二是要優化業務模式，培育行業“匠人精神”，逐步提升設計、施工技術人員的待遇水平和行業忠誠度，整治撈快錢的風氣。

3.1.2加強國際交流，強化部門銜接

以美國廣泛存在的建設模式為例，項目開始之初，設計、施工、造價、運維團隊會首先協商，統一確定BIM模型制作標準并由設計團隊進行建模，項目全生命周期采用同一種建模標準體系，不輕易修改，保證項目全過程標準統一。由于西方發達國家人力成本數倍于我國，且受制于法規、工會等多種限制，工程周期普遍遠長于我國同類型項目，因此給建筑精細化、科學化提供了廣闊的生存土壤。盡管我國與西方發達國家在建設行業存在國情的不同，但可以適當學習其先進經驗，做到有利經驗為我所用。

針對問題最大的各行業、各階段應用不銜接問題，可以由行業主管部門主導下，推廣BIM全生命周期的應用指南，消除各部門之間的溝通不暢，加強全周期應用。一是設立聯席會議機制，在中標之后開始設計之前，由設計、施工、造價、運維等各個部門成立BIM聯席會議機制，結合我國實際情況，建議以設計單位為主導，落實全生命周期的BIM標準統一與技術支持，標準確立以后，各部門不得輕易更改，減少各部門之間的BIM團隊互不兼容、各自為戰、互相掣肘的現象，從而大幅度減輕建設成本，增加應用BIM的積極性。二是從大型項目開始試點全生命周期BIM應用機制，由于大型項目的設計、施工單位技術力量更強，溝通更多，提供的經濟效益更為可觀，可以有效的為全行業試點，培育我國的BIM全生命周期應用機制。

3.2完善行業法規及標準，加大推廣力度

3.2.1出臺更符合中國實際的行業標準

與發達國家市場推動技術相比，我國新技術、新理念應用更強調政府主導，特別是建筑業從業人員龐大，對國家經濟發展有著舉足輕重的作用，且建筑企業水平良莠不齊，更需要政府加強規范與引導。統一的 BIM 標準和實施指南是建筑行業推廣 BIM 應用的基礎，對于加快建筑業信息化改革具有很強的推進作用。雖然我國已基本建立了BIM行業標準體系，但出臺時間較晚，且與市場有一定脫節。應當出臺符合中國實際，有指導性的政策。

3.2.2盡快完善BIM應用中的知識產權問題

知識產權問題一直是影響BIM應用的重要癥結，直接導致信息孤島。一是要明確BIM知識產權界定，目前因為界定不清，導致設計、施工、造價、管理中的BIM團隊各自為戰，互不兼容，增加了各單位經濟成本與溝通成本，需要盡快明確各階段的BIM成果的歸屬問題，方便各單位在工程各階段中溝通，并妥善處理糾紛。二是要明確BIM知識產權收益，當今BIM收益過低是導致應用有限的重要原因，對于BIM團隊的收益分成一直缺少明確規定，導致工作積極性缺乏，人員動力不足，長期處于吃力不討好的狀態，建議根據項目難易程度，BIM發揮作用，制定收益分成的行業標準，促進良性發展。

3.3優化軟件與接口標準

3.3.1加強軟件研發

與國外發達國家上千種常用軟件相比，而我國自主研發的僅有PKPM、廣聯達等少量幾款軟件，后發劣勢明顯。國產軟件的缺失，造成BIM 技術在國內的應用發展受到一定的限制。國內軟件目前僅局限在建筑建模和造價方面，在關鍵性的材料、成本和運維管理等方面目前缺乏簡單高效的操作軟件，這直接導致BIM應用受到巨大限制，而軟件的研發往往需要3至5 年甚至更長時間，這方面我國后發劣勢明顯。而受限于行業標準與建設模式的不同，外國軟件無法直接嫁接使用，需要進一步鼓勵技術力量強的企業、高校參與軟件研發，打開局面。對于研發單位，應當提供嚴格的知識產權保護，以法律為準繩，打擊國產BIM軟件的盜版打擊力度，確保研發單位獲得足夠的收益。

3.3.2優化庫族與構件

目前不僅BIM軟件不夠豐富，并且軟件中的庫族與構件不豐富，建模困難，錯誤百出，模型與實際應用不匹配，需要從業人員反復校對，也在一定程度上影響了行業的健康發展。應當進一步優化軟件應用，目前軟件族庫及構件不健全，不同軟件標準不統一，影響了軟件應用效率，需要建筑管理部門規范各個軟件之間的統一標準，進一步豐富軟件庫族與構件。

結語：

本文通過對建筑行業BIM應用現狀進行分析，查閱相關資料，并與建筑行業管理部門交流，得出了BIM技術具有可視化、模擬性、優化性的特征，認為BIM對建筑施工企業，具有加強協商能力、深化設計、模擬施工進度、優化全過程工程管理等特點。同時也存在一系列問題，主要是各個階段應用鏈條不銜接;軟件應用困難，標準統一晚，推動深度不足;短期成本高昂，經濟效益不明顯。針對這些問題，應當從行業生態、法律法規、軟件適配等三個方面進行改善。

參考文獻：

[1]魏少雷.BIM技術在建筑企業的應用現狀[J].中國建設信息化，2021（12）：48-51.

[2]馬浩.建筑施工企業BIM應用研究[D].合肥工業大學，2019.

[3]吳智明.建筑施工企業推廣BIM技術的對策研究[J].宜春學院學報，2016，38（12）：52-56.

[4]王閏林，劉玉平，雍士瑋.BIM技術應用與問題分析——以南通某垃圾焚燒電廠為例[J].智能制造，2021（04）：87-90.

[5]車青森，趙昕.BIM技術在建筑施工企業中應用障礙分析[J].市政技術，2020，38（02）：293-296.

[6]何濟源. BIM在施工階段應用障礙因素分析[D].昆明理工大學，2019.