自BIM产生以来,与其相关的研究及应用不断加强,BIM的出现正在改变项目参与各方的协作方式。深度分析BIM应用现状及发展动态,寻找其应用障碍,对推广BIM在我国建筑业更广泛更深入的应用具有重要研究意义。
1 .BIM在国内外应用及发展综述
BIM应用始于美国,美国总务管理局(General Services Administration,GSA)于2003年推出了国家3D-4D-BIM计划,并陆续发布了系列BIM指南。美国联邦机构美国陆军工程兵团(United States Army Corps of Engineers,USACE)在2006年制定并发布了一份15年(2006~2020年)的BIM路线图。美国建筑科学研究院于2007年发布NBIMS,旗下的 Building SMART联盟(Building SMART Alliance,BSA)负责BIM应用研究工作。.
2008年底,BSA已拥有IFC ( lndustry Foundation Classes)标准、NBIMS、美国国家CAD标准(United States National CAD Standard)以及BIM杂志( Jouanal ofBuilding Information Modeling,JBIM)等一系列应用标准。2009年,美国威斯康辛州成为第一个要求州内新建大型公共建筑项目使用BIM的州政府,德克萨斯州设施委员会也宣布对州政府投资的设计和施工项目提出应用BIM技术的要求。2010年,俄亥俄州政府颁布BIM协议,日本的国土交通省宣布推行BIM技术。目前日本BIM应用已扩展到全国范围,并上升到政府推进的层面。欧洲、韩国也已有多家政府机关致力于BIM应用标准的制定。
在建筑这项集体“运动”的事业中,BIM正引发一次史无前例的彻底变革。我国工程建设行业从2003年开始引进BIM技术,目前的应用以设计公司为主,各类BIM咨询公司、培训机构,政府及行业协会也开始越来越重视BIM的应用价值和意义。先后举办了“全国勘察设计行业信息化发展技术交流论坛”、“与可持续设计专家面对面”的BIM主题研讨会、“BIM建筑设计大赛”、“勘察设计行业BIM技术高级培训班(第一期)”等;Autodesk也正式推出基于BlM的 Autodesk Revit Architecture 2010、Revit Structure2010、Revit MEP 2010、AutoCAD Civil 3D 2010以及Autodesk Navisworks 2010等软件;中建国际设计顾问有限公司(CCDI)、上海现代建筑设计集团、Kling Stubbins国际建筑设计中国分部以及美国Aedis 建筑与规划设计中国公司等都在不同项目的不同程度上使用了BIM技术。国家“十一五”科技支撑计划和“十二五”建筑信息化发展纲要中也将BlM技术纳入研究内容。现阶段BIM的使用者以设计单位为主,就应用广度和深度而言,BIM在中国的应用还只是刚刚开始,但会逐步推广和深入到建筑行业各个领域。从全球化的视角来看,BIM的应用已成主流。
2 BIM在国内典型项目中的应用分析
BIM作为一种全新的理念和技术,不同类型的建筑项目都可以在BIM平台找到自己亟待解决问题的办法。在欧美国家,应用BIM的项目数量已超过传统项目。国内BIM应用起步相对较晚,目前在一些工程实施过程中也开始得到应用。
BIM在我国建筑业应用初见成效,尤其适用于复杂项目,但同时也存在诸多问题。研究表明,BIM作为支撑建设行业的新技术,涉及不同应用方、不同专业、不同项目阶段的应用,绝非一个或一类软件可以解决的,BIM的发展离不开软件的支持。美国BuildingSMART联盟主席 Dana K.Smitnz指出“依靠一个软件解决所有问题的时代已经一去不复返了”。因此有必要分析BIM应用软件,从而更深层次了解BIM的应用。
3国内外BIM应用软件分析
基于目前具有国际和行业影响力并应用于中国市场的32款BIM软件的分析,清晰反映出BIM软件间的信息交互性,可见在项目运营阶段BIM技术并未得到充分应用,使得运营阶段在建设项目的全寿命周期内处于“孤立”状态。然而,在建设项目全寿命周期管理中理应以运营为导向实现建设项目价值最大化。如何使得BIM技术最大限度符合全寿命周期管理理念,提升我国建设行业生产力水平,值得深入研究。进一步分析,就某一个阶段BIM技术而言,应用价值也未达到充分的实现,比如设计阶段中“绿色设计”、“规范检查”、“造价管理”三个环节仍出现了“孤岛现象”。如何统筹管理,实现BlM在各阶段、各专业间的协同应用,是未来研究的关键。此外,BIM技术并未实现建筑业信息化的横向打通。对目前在设计阶段与设施运营阶段应用全球最具影响力的两款软件 Revit、Archibus进行交互性分析。两款软件之间具有一定的交互性,但是在实际BIM的运用中两者并未产生沟通。Randy Deutsch 指出,BIM是10%的技术问题加上90%的社会文化问题。而目前已有研究中90%是技术问题,这一现象说明BIM技术的实现问题并非技术问题,而更多的是统筹管理问题。
4 BIM在建筑业应用障碍分析
结合项目实例和BIM软件交互性分析,BIM在建筑业的应用主要存在以下障碍:
(1)BIM将成下一代主流技术,但推广应用大环境尚不成熟。与国外相比,我国现有的建筑行业体制不统一,缺乏较完善的BIM应用标准,加之业界对于BIM的法律责任界限不明,导致建筑行业推广BIM应用大环境不够成熟。UIA职业实践委员会联席主席庄惟敏指出“平台的完善度和市场认知是BIM发展面临的主要问题”。很多国内外专家认为,现有建筑行业体制、国内标准、规范的差异是推广BIM应用亟需突破的障碍。
(2)项目运作缺少统筹管理,BIM应用遭遇“协同”困境。BIM应用过程中缺少协同设计,尤其在国内项目运作中,项目不同阶段、不同专业及参与方信息缺少统筹管理。BIM相关软件涉及不同专业,BIM的理念和技术,为协同设计提供了新的平台,而项目协同设计与否,对能否充分实现BIM的价值至关重要。
(3)BIM理念贯穿项目全寿命期,但各阶段缺乏有效管理集成。BIM给设计师带来可视化技术,但这只是BIM的一个层面。BlM的精髓在于将信息贯穿项目的整个寿命期,对项目的建造以及后期运营管理综合集成意义重大。相关学者研究表明,在建设工程项目信息系统中,BIM具有集成管理和全寿命周期管理的优势。目前BIM在中国的应用基本依赖于个别复杂项目或某些业主的特殊需求,充分发挥BIM信息全寿命周期集成优势,实现BIM深层次的应用,还需要做很多工作。
(4)大规模运用到建筑业,亟需推行BIM综合应用模式。当前BIM应用集中为设计方驱动模式,国内更是如此。李恒,郭红领等从效用角度研究表明,建设单位驱动模式更有利于发挥BlM的主要功能。许俊青,陆惠民等对基于BIM的建筑供应链信息流模型进行了研究,指出建筑供应链的参与方缺乏主动应用BIM理念,阻碍了BIM大规模应用到建筑业。结合应用现状,BIM在施工阶段和运营管理阶段的功能没有得到充分的发挥。要实现BIM在建筑业产业链的大规模应用,亟需推行BIM项目全寿命期综合应用模式。
结语
BIM的发展经历由BIM标准、BIM 工具到BIM应用的过程。当前BIM应用不仅是一种技术实现问题,更是一种上升到行业发展战略层面的管理问题。因此,结合工程管理学和计算机科学,从管理范畴对BIM进行深度分析,系统研究BIM国内外应用现状及软件交互性,探讨其发展动态及存在的障碍,对提高综合集成管理质量和水平具有重要理论和现实意义;同时也将进一步促进BIM的深入推广并使其价值最大化,为BIM在我国的广泛应用起到重要基础研究作用和价值。