“BIM”究竟是什么?

何关培

(广州优比建筑咨询有限公司)

上篇

时至今日,大部分干这行的地球人好像都知道BIM是什么了,不就是 Building Information Modeling或者建筑信息模型吗?您说的没错。

BIM的定义网上都有,查 BIM,Building Information Modeling或建筑信息模型都能找到,维基百科、百度百科应有尽有,说法五花八门,但都有一个共同的特点,一个字,玄。三个字,相当玄。越看越不知道这个东西能帮您干嘛,可能唯一容易理解的是要用新的软件,诸如 Autodesk Revit,Bentley Architecture,Graphisoft ArchiCAD和 Digital Project等 。

然后就有人去用了,然后大家又都不用了,道理很简单,好像还不如 AutoCAD来得快。

但 BIM却没有因此退出历史舞台,反而越来越热闹,在发源地美国热闹得不亦乐乎,连美国的国家 BIM标准都弄出来了。而且百尺竿头,同所有山姆大叔好的和不好的东西一样,非得冲出美国,走向世界。

香港一直是亚洲的潮流风向标,BIM也不例外,这几年,用 BIM的项目大大小小早就超过 100个了,看样子可以用一句话形容:一发不可收拾。

香港是一国两制的地区,最大的特点是那里的业主们一定是无利不起早的,这么看来,BIM一定是为香港的业主带来了利益了。

BIM可能真是个好东西!

这么说来,国内干这行的地球人好像还没完全弄明白这回事,但有一点是尝试过了,BIM不是简单地换一个软件。

那 BIM是什么呢?要回答这个问题,咱们得先一起来瞧瞧房子是怎么造出来的。

1 房子是怎么造出来的?

人类一发问,上帝就发笑。当然人类是在下,干这行的地球人都是上帝。

◦ 业主 /投资商 -出钱

◦ 设计师 -画图

◦ 发展商 -照图卖房

◦ 工料测量师 -照图算钱

◦ 发展商 -照图招投标

◦ 施工企业 -照图砌砖

◦ 物业管理 -照图管理

太简单了!连不干这行的地球人也知道!于是人类也发笑了。

除此之外,大凡跟房子有过亲密接触的干这行和不干这行的地球人还知道另外一些事情:

◦ 装修的时候总是要钻断电线、打穿水管

◦ 豪华酒店、写字楼总有些地方挂着 “请勿碰头”、“注意脚下”的牌子

◦ 总是有些房间冻死、有些房间热死

◦ 总是看到有些刚造好的地方砸了又重来

◦ 水管爆裂总是要大半天以后才能找到阀门把它关上

◦ “胡子工程、豆腐渣工程、钓鱼工程”的说法又生动又形象

◦ “错漏碰缺”听起来很专业,改起来很花钱

◦ “设计变更”变一次花一次钱

◦ 该留洞口的的地方没留,或者留的不够大。怎么办?雇人砸。

◦ 不可预见费。注意这可不是不可抗力如地震海啸引起的,是在什么都正常的情况下发生的费用。

◦ ……

我想大家都看明白了,不是看图的人看错了,就是图纸本身出错了。恭喜您,答对了!

2 您拿到的图纸是错的

其次叫做纸上谈兵。

这个更好理解,设计和施工学校里学的是两个专业,出来干的是两个活,一个是脑力劳动,一个是体力劳动;设计师认为施工人员理论水平欠缺,施工人员认为设计师是纸上谈兵,第一个说法本人没找到有力证据,第二个说法很不幸,是事实。具体表现为,设计师的图纸有些内容在施工的时候是做不出来的,或者即使能做出来也得花吃奶的力气。

这时候就得请设计师改图纸,施工人员告诉设计师应该怎么改,改好了施工人员再按新的图纸施工。

您猜对了,每个项目的图纸都碰到这个问题。

第三称之为变更频繁。

大家都知道大款娶人造美女生出小丑女索赔的事情。所谓变更就是在原始的图纸上整容,整好了必须记住那里是修正过的,哪里是原装的,否则后果很严重,业主只能很生气。

干这行的地球人都知道,竣工图是怎样练成的。

而物业管理公司是按照竣工图去运行和维护物业的。

剩下的问题大家都会回答了,例如:水管是怎样打穿的?

图纸和实物没对上呗,地球人都知道……

说这句话,设计师肯定不会跟我玩儿命,因为我说的是事实。

也绝对不是设计师不专业、不认真、不敬业,这对绝大部分设计师来说也是事实。

难道是设计师故意的,这句不是我说的,是您说的。

图纸出错的原因很多,大致有几个方面:

首先是各行其是。

设计至少有建筑、结构、水道、暖通、电气、概预算等专业,还有数据、通讯、安全、节能等等,这些专业之间分工是清晰的,合作是模糊的,每个专业的图纸都是对的,合在一起是一定有问题的。没有一个专门的职位负责多专业协调,有的只是专业协调会,开会的时候大家还是盯着自己的图纸,特专业、特认真、特敬业。其结果就是每套项目图纸都有问题,不是不同专业的内容互相打架,就是造好以后等您进来了撞您脑袋。

请记住是每套,不是几乎每套。

3 我们被电脑效果忽悠了

干电脑效果图这行的专业叫法不少,可视化(Visualization)、CG(Computer Graphics)、虚拟现实(Virtual Reality)等,明白是干什么的了吗?

没错,演戏的。戏说房子。

人类有史以来的绝大部分时间里,绝大多数人是文盲,戏是容易看懂的,所以可以起到教化民众、传承文明的作用。

造房子的过程中,一套项目图纸有十几个甚至几十个专业的成百上千以致上万张图纸,而项目的参与人员也成百上千乃至上万,是不是图盲都力不从心,电脑效果图、动画或虚拟现实可以达到沟通信息、辅助理解的作用。

不同的是,戏中人物与原型有差距也许还可以起到更好的教化作用,但是如果电脑效果中的房子和实际的房子不一样的话,就不是有问题了,而是有很严重的问题。

事实如何呢?

房子是根据图纸造出来的,图纸是不断地在变更的。

问:效果图也在不断变更吗?

答:不是 。

结论已经有了。

没错,问题确实很严重!

4 业主是个冤大头

前提一:业主花钱请设计师做设计,设计师把图纸交给业主;

前提二:施工过程中,发现机电和土建打架了。接下来就是:施工暂停,等设计师修改图纸,工料测量师重新计价,业主追加投资,施工重新开始;

设计师损失了什么?图纸、墨水。

承包商损失了什么?没找到。也许可以多挣钱。

业主损失了什么?金钱、工期。

推理:业主是个冤大头。

前提一:业主花了九牛二虎之力,照图招投标,按照质高价低者得的原则确定了项目承包方;

前提二:施工开始,发现有几处地方图纸上忘记画了。接下来:业主请设计师补充图纸,重新计价,追加投资,继续施工。

这个时候,不能再招标了吧?您答对了!设计师损失了什么?图纸、墨水。承包商损失了什么?您说呢?

业主损失了什么?金钱、工期、质量……

推理:业主是个冤大头。

……

5 那个叫 BIM的东西究竟是什么?

作为业主,

您想造出来的房子得到市场认可不断升值吗?

您想大大减少追加预算吗?

您想保证项目按时建成吗?

您想把设计图纸的错误在招标以前都找出来修改好吗?

您想把承包商提供的施工方案照实际情况(不是戏说)都模拟出来吗?

您想把不可行或不合理的施工方案都预先侦查出来并且在施工开始前调整修改好吗?

您想快速甚至实时得到任何一个变更对成本的影响吗?

您想动态记录所有变更,得到一个和实际建筑物一致的建筑信息模型用于今后数十年的运营维护吗?

您想对采购、运输、安装过程和和每天的施工计划进行动态集成管理和跟踪吗?

您想在不同阶段随时对投资方和客户进行项目的可视化介绍和分析吗?

您想您看到的效果图、动画、虚拟现实不再是忽悠而是真实情况的真实反映吗?

……

写到这里,是不是地球人可能都知道我要说什么了。

是的是的,对于业主而言,BIM就是能帮助您实现上述目标的那个东西。

那么,

BIM是软件吗?

其实您已经知道答案了,软件只是 BIM的一种工具,例如螺丝刀。当然只有螺丝刀是造不出汽车的。

BIM是建筑物的那个信息模型吗?

当然也不是,信息模型只是 BIM的结果。而且大多数人做出的这个结果还是错的。

估计地球人已经要骂我了,扯那么多干啥,你说 BIM是什么?

我的答案是:BIM是 BIM咨询师。

证明如下:

因为,

BIM=让业主看见项目未来的水晶球 =省钱 +省时间 +高质量。

要实现上述目标,没有 BIM工具(软件)很难做到,没有 BIM专业人士肯定做不到。

所以,

BIM=BIM专业人士 +BIM工具。

又因为,

BIM专业人士肯定会使用 BIM专业工具。

因此,

BIM=BIM专业人士。

假设,

我们把 BIM专业人士称之为 BIM咨询师。

则,

BIM=BIM咨询师。

证明完毕。

6 请设计师做 BIM咨询师行吗?

既然 BIM=BIM咨询师,那什么人可以做 BIM咨询师呢?

答案很简单:BIM咨询师 =懂专业的 +懂BIM的。

不懂 BIM的人当然做不了 BIM咨询师,而不懂专业的人会把 BIM做成可视化,变成戏说建筑。

BIM可以做 CAD做的事情,但是 BIM不是 CAD。BIM可以做可视化做的事情,但是 BIM不是可视化。

估计您看明白一点了:设计师学会 BIM就可以做 BIM咨询师了!

非常正确!如果纯粹从技术层面来说的话。但是,设计师不能做 BIM咨询师。

道理很简单:

因为,BIM咨询师的其中一个重要工作是找出设计图纸的错误,所以,如果设计师是 BIM咨询师,后果您自己知道。

就好像会计和审计是一家的情况下会出现的后果一样。

BIM咨询应该是业主在聘请策划、设计、施工、工料测量、节能、建筑智能、销售、物业管理等服务以外的另外一个独立的咨询服务供应商。

BIM咨询的任务就是帮业主从施工垃圾堆里把浪费的钱捡回来,从而保证工期、保证质量、保证性能、保证造出来的房子是客户要的房子。

下篇

作者写过题目为《那个叫“BIM”的东西究竟是什么?》一文差不多是在一年前,BIM本身仍然在快速发展中,同行对 BIM的认识和应用也在不断的扩大和深入,近期跟政府主管部门、业主、设计院、施工企业、科研机构等工程建设行业的相关方面沟通密度比较高,不禁让我又想起了这个题目,于是旧瓶装新酒,并以一年以后对这个问题的认识再次求教于八方同仁。

1 BIM是过程吗?BIM是模型吗?

一谈到 BIM,专家们都会及时提醒客户,我们介绍的 BIM是 “Building Information Modeling”,而不是“Building Information Model”,BIM是利用数字模型进行建设项目设计、施工、运营管理的过程,而不仅仅是我们要生产的那个产品(建筑物)的数字模型,虽然 BIM模型也是 BIM过程的成果之一。

那么 BIM究竟是过程呢,还是模型呢?

我们先来看看这里所谓的过程是个什么过程,就像 BIM的各种定义和大家听到的各种介绍那样,BIM是利用建筑物数字模型里面的信息在设计、施工、运维等各个阶段对建筑物进行分析、模拟、可视化、施工图、工程量统计的过程。显然,这里的核心是信息,一个创建、收集、管理、应用信息的过程。

再来看看那个所谓的模型,当然这是作为我们工作客体的那个建筑物的虚拟模型(数字模型),那么我们要这个模型做什么用呢?说这个问题的答案妇孺皆知似乎不算夸张,当然是支持我们的设计、施工、运维决策和实施啊,那么靠什么支持呢?当然是存放在模型中的信息了!因此所谓 BIM模型(或者说虚拟模型、数字模型),它的核心不是模型本身(几何信息、可视化信息),而是存放在其中的专业信息(建筑、结构、机电、热工、声学、材料、价格、采购、规范 、标准等)。

我想写到这里标题问题的答案已经有了,BIM既是过程,也是模型,但是归根结底是信息。是存储信息的载体,是创建、管理和使用信息的过程。因此模型也好,过程也罢,事实上真正的核心是信息。

2 BIM采用了什么样的信息组织方法?

BIM的核心是信息,同样的信息在不同的项目阶段不同的参与方会有不同的组织、管理和使用方法,这样的结果就是信息冗余,即多个工程文档包含同一个信息,可能只是表达方式不一样。

随着项目信息的不断发展,信息冗余的结果就会导致潜在的协调错误,随之而产生的就是对信息检查过程的需求,在不同时间节点上的信息检查消耗了项目的工期和预算,而在协调检查过程中没有发现的错误被带到施工现场就引起了施工延误和重复工作,从而产生了额外的项目成本。

自然而然大家需要一个代表这个建设项目且具有唯一性的工程信息模型,由此可以导出所有针对这个项目的各个“视图”-不同参与方在项目不同阶段对项目进行各种专业工作的信息应用,例如做结构分析、日照模拟、工程量统计、施工计划优化等。

理论上信息的唯一性是合理的,也是可能的,因为信息所代表和描述的实际项目是同一个。因此完全有可能建立一个包含项目所有必要信息的模型来支持各种不同的信息应用。

另外,满足人类生产生活需要的建设项目的类型可以是无限的,但是组成项目的基本元素(构件、部件、组件)是有限的,虽然基本元素本身也是在不断发展着的。因此,基本元素是可以通过不断完善的方法建立起标准模型和信息库的。

具有唯一性的建设项目基本元素,通过组合构成同样具有唯一性的建设项目,需要由不同的专业人士在不同的建设和使用阶段使用不同的技术和方法进行不同目的的作业(“视图”),并且产生表示这些作业过程和成果的不同类型的文档作为合同提交物,这就是对信息代表的本体(项目)和信息不同的应用之间关系和过程的描述,如下图所示[2]:

3 BIM究竟是一个模型还是多个模型?

这也是接触 BIM应用 BIM的同行经常听到经常碰到的问题,通常有两种说法。

其一,在介绍 BIM概念的时候,通常我们会看到这样的说法:BIM是包括建筑物所有几何、物理、性能信息的数字化表达,跟建筑物有关的所有信息都存储在单一模型中,不同的项目参与方在不同项目阶段需要使用什么信息都可以从 BIM模型中获取,BIM跟目前广泛使用的 CAD和可视化技术不同,后两者只包含了建筑物的部分信息。

其二,另外一些 BIM资料会介绍在项目不同阶段、不同的项目成员会建立各自的 BIM模型,常见的 BIM模型包括场地模型、建筑模型、结构模型、机电模型、施工模型、协调模型、竣工模型等。

图1 信息代表的本体和信息不同应用之间关系和过程的描述

这又是怎么一回事儿呢?我想可以从以下两个方面来解释。

首先,单一模型之说是从逻辑关系的层面上来描述的,BIM是一个包含建筑物所有信息的模型;而多个模型的说法是从实际操作层面出发来描述的,由于技术的、业务的、法律的等各种因素的制约,项目成员必须建立各自的 BIM模型。

其次,从信息组织、建立、管理、应用的角度来分析,一个模型还是多个模型并不是问题的关键,就跟你用什么软件做 BIM一样,只是一种工具和方法的选择,关键在于在这个过程中这个建设项目的信息有多少内容、以什么格式、被多少项目成员、在什么工作上精确、高效、完整地使用了,从而提高了多少生产效率、避免了多少潜在错误、减少了多少建设工期、降低了多少工程造价。

因此,真正需要关心的不是一个模型还是多个模型的问题,而是关于这个模型的信息精度和维度(类型)、模型对象的属性信息、模型信息的详细等级、模型信息将被如何使用等信息的创建、管理和使用问题。

4 工程建设行业对 BIM赋予了什么样的使命?

所有发达和比较发达的国家都把 GDP的一个很大比例投资在固定资产的规划、设计、施工、运营、维护、更新、拆除等工作上,在这个过程中,很大比例的工程建设项目遭遇到工期拖延、造价突破预算的问题。要求全球工程建设行业提高工作效率的压力越来越大。

美国有关部门的研究表明,建筑业的无效工作(浪费)高达 57%,而制造业的这个数字是 26%,两者相差 31%。如图所示[1]:

图2 无效工作比例示意图

如果建筑业通过技术升级和流程优化能够达到目前制造业的水平,按照美国 2008年 12800亿美元的建筑业规模计算,每年可以节约将近 4000亿美元。

我国固定资产的投资规模为 10万亿人民币左右,其中 60%依靠基本建设完成,生产效率与发达国家比较也还存在不小差距,如果按照美国建筑科学研究院的资料来进行测算,通过技术和管理水平提升可以节约的建设投资将是惊人的。

美国建筑业用户圆桌会议(CURT-The Construction Users RoundTable)为解决上述问题提出了如下四条建议:

4.1 业主的领导力

业主在项目早期通过信息共享驱动所有项目成员的协同作业可望取得理想的结果 -快速、高效、成本预算内实现的建设项目;

4.2 集成项目结构

所有项目成员(包括设计师、承包商、供应商、制造商、运营维护人员)使用统一的系统化方法做项目,将使得项目参与方的目标与项目的总目标一致,这个方法就是目前已经得到行业广泛认可的一体化项目实施方法 IPD(Integrated ProjectDelivery);

4.3 公开信息共享

项目协同作业必须以公开、及时、可靠的信息共享作为基础,支持实现这一建议的软件种类或技术名称目前还没有一个行业普遍接受的统一名称,具有一定知名度的名词有三个:PIM(Project Information Management项目信息管理)、PIP(Project Information Portal项目信息门户)和 CPM(Collaborative Project Management协同项目管理)。

4.4 虚拟建筑信息模型

这个就是 BIM,尽管发展过程中也出现过若干不同的名词,例如数字建筑(Digital Building)、虚拟建筑(Virtual Building)、建筑产品模型 (Building ProductModel)等,但是 BIM经过近十年的应用已经成为了能够覆盖前述其他术语同时也是全球工程建设行业公认的标准术语。

2007年美国建筑科学研究院(NIBS-National Institute of Building Sciences)颁布的美国国家 BIM标准第一版 -第一部分为以 BIM为核心的信息化技术设定的目标是到 2020年为美国建筑业每年节约 2000亿美元。

这就是行业赋予 BIM的使命。

5 BIM会改变项目参与方的职责吗?

我们可以看到一大批讨论流程变化、项目实施方式变化、BIM能力要求变化、BIM团队组织变化的资料,但是有一点几乎是可以肯定的,各项目成员在项目中的职责并不会变化,因为每个项目成员的专业知识、经验和职责都是建设、运营一个优秀的工程项目所必需的。

尽管项目成员的职责并不会因为 BIM而变化,但成员之间的关系和工作方式却会发生变化,甚至可以是很大的变化。

原来项目成员之间更在意各司其职,各自都有自己的工作目标,有时成员之间可能因为利益和风险冲突成为对手,有了 BIM以后更重视协同作业,把项目的成功作为成员共同的目标。

原来项目成员的工作更多是按顺序进行的,有了 BIM可能更多的工作可以并行开展了。

应用 BIM的目的不是为了使工程项目的建设与运维工作更复杂化,而是为了找到更好地实现行业目标的办法 -高效优质完成工程项目,满足建筑业客户的需求。

[1]Dana K.Sm ith等.Building Information Modeling,A Strategic Implementation Guide,2009.

[2]National Institute of Standards and Technology,General Buildings Information Handover Guide,2007.

[2]The Construction Users Round table,Collaboration,Integrated Information and the Project Life Life cycle in Building Design,Construction and Operation.