BIM应用将给建筑业带来什么变化(续)

◎ 何关培 李 刚

BIM应用第6层变化——工业化自动化

工业化的好处众所周知：效率高、精度高、成本低、质量好、资源节约、不受自然条件影响等。根据住房和城乡部住宅产业化促进中心的资料，我国住宅建造的水平与发达国家相比有很大的差距，住宅建造的生产效率仅相当于美国和日本住宅建造效率的1/6-1/5，究其原因还是住宅建设的工业化水平较低所致。

制造业的生产效率和质量在近半个世纪得到突飞猛进的发展，生产成本大大降低，其中一个非常重要的因素就是以三维设计为核心的PDM（Product Data Management产品数据管理）技术的普及应用。

建设项目本质上都是工业化制造和现场施工安装结合的产物，提高工业化制造在建设项目中的比例是建筑业工业化的发展方向和目标。工业化建造虽然有明显的好处，但是对技术和管理的要求也要高的多，工作流程和环节也比现场施工要复杂的多（如图1所示）。

工业化建造至少要经过设计制图、工厂制造、运输储存、现场装配等主要环节，其中任何一个环节出现问题都会导致工期延误和成本上升，例如：图纸不准确导致现场无法装配，需要装配的部件没有及时到达现场等等。

图1

图2

我国的住宅产业化工作虽然在十年的发展过程中也取得了不少成绩，但整体形势不乐观，要达到大面积、大比例应用还有很多工作要做，可以说，任重而道远。虽然涉及多方面的原因，但是缺少类似制造业PDM系统这样的信息创建、管理、共享系统在整体由营运到施工、设计签发生产计划上提供全面信息管理是其中的一个最关键因素。如果要想发展住宅产业化，我们必须由设计主导或是由施工主导的方法转变成由信息主导的管理方法。只有由信息主导的管理方法我们才能把市场的需求快速转变成能让工厂生产的数据。

在建筑业中的这个PDM系统就是BIM（Building Information Modeling建筑信息模型）。

工业化建造的设计跟现场施工的设计是有区别的，传统CAD设计工具和施工图设计方法的精度和详细程度很难满足要求，再加上设计、制造、物流、安装之间信息和实物流转的需要，出错的概率就更大。

BIM应用为建筑业工业化不但解决了信息创建、管理、传递的问题，而且BIM模型、三维图纸、装配模拟、采购制造运输存放安装的全程跟踪等手段为工业化建造方法的普及也奠定了坚实的基础，图2为建筑部件的BIM模型。

与此同时，工业化还为自动化生产加工做好了准备，自动化不但能够提高产品质量和效率，而且对于复杂形体，利用BIM模型数据和数控机床的自动集成，还能完成通过传统的“二维图纸-深化图纸-加工制造”流程很难完成的工作。

大量的工程实践和理论研究证明，BIM将大大推动和加快建筑业的工业化和自动化进程，这将是BIM应用给建筑业带来的第6层变化。

BIM应用第7层变化——打通产业链

建设项目的产业链包括业主、勘察、设计、施工、项目管理、监理、部品、材料、设备等，一般的项目都有数十个参与方，大型项目的参与方可以达到几百个甚至更多。

二维图纸作为产业链成员之间传递沟通信息的载体已经使用了几百年的时间，劳苦功高的同时，其弊端也随着项目复杂性和市场竞争的日益加大变得越来越明显。

美国国家标准研究院（NIST - National Institute of Standards and Technology）2005年初发布的一份报告指出，仅仅由于项目成员之间数据互通性的要求而产生的成本就使建设项目效率降低6%左右。

打通产业链的其中一个本质就是信息共享，这种能够有效支持产业链共享的信息至少需要具备下面一些特征：

·具象的：易于快速准确理解

·完整的：不会产生歧义

·关联的：易于协调一致

·电脑可以自动解释的：易于自动统计分析模拟

·互用的：不用重复输入

BIM就是全球建筑业专家同仁为解决上述挑战而进行探索的成果，使用BIM以后主要产业链的关系可以用下图表示：

业主是建设项目的所有者，因此自然也是该项目BIM过程和模型的所有者，这个定位和大多数把业主也定义为BIM的其中一方的观点有所不同。

设计和施工是BIM的主要参与者、贡献者和使用者，这方面的资料相对较多，本文不准备作太多展开。

关于预制加工商（Fabricator）的BIM应用情况在拙文“BIM应用乾坤大挪移之第6层 - 工业化自动化”中作了介绍，此处也暂时不做深入探讨。总体来看，预制加工商更多的是BIM信息的使用者。

建筑物的各类系统需要使用大量的机电设备，这些设备除了需要适当的空间、环境（温度、湿度、荷载等）进行运输安装以外，还有大量的安装、操作、维修、保养、故障处理等指导和记录手册需要保存供随时调用，这些资料目前都是以纸质或电子版本的文字和图纸形式提供给业主（或通过承包商等提供给业主），这种传统的形式给业主的运营管理带来的困难、低效和潜在风险是不言而喻的。

业主要建立完整的可以用于运营的BIM模型，必须有设备材料供应商的参与，供应商逐步把产品目前提供的二维图纸资料逐步改进为提供设备的BIM模型，供业主、设计、施工直接使用，一方面促进了这三方的工作效率和质量，另一方面对供应商本身产品的销售也提供了更多更好的方式和渠道。

产业链的另外一端就是数字城市或者智慧地球，在没有BIM以前，所谓数字城市的主要内容实际上就是数字地图，最多用三维图块来表达建筑物，达到可视化效果。有了建筑物的BIM模型以后，集成现有的GIS和CAD信息，城市管理人员和市民就可以走进大楼的里面了，数字城市的综合能力和水平将得到大大提高。

打通产业链将BIM的价值延伸到了跟建设项目相关的所有各方，包括城市的管理和运营者、城市的建设者和城市的使用者等，这样就可以最大限度发挥BIM的价值，这也是今天我们可以看到的BIM应用的最高层次。

结语

前面描述的BIM应用将给建筑业带来的七个层次的变化可以集中放到下面这张图里来表示：

需要说明的是，尽管BIM应用价值最大化的理想状态是所有项目参与方都能够在各个层次上使用BIM，但是我们同时必须看到BIM应用的另外一些特点：

BIM应用的各个层次不是能一步到位的，也不需要一步到位；

·BIM应用既不需要在一个项目里实现各个层次，也不需要一个项目的所有参与者都同时使用 ；

·项目参与方中有一个人使用BIM就能给项目带来利益，进行某一个层次的应用也能给项目带来利益 。

如果把项目的各个阶段和所有参与方都整合到一起来，我们可以看到在项目范围内跟BIM应用相关的所有元素：

千里之行，始于足下。BIM应用的宏伟蓝图需要一步一步去实现，那么业主BIM应用的第一步应该如何去开始呢？经过多年实践，国内外专家普遍认可的BIM起步成功准则如下：

·一个项目：只有在水里才能真正学会游泳；

· 一个BIM咨询服务商：好的教练会保证姿势对、少喝水、有后劲；

· 一个关键节点应用：施工招标以前对图纸进行协调综合，出综合管线图，保证招标图纸正确，减少设计变更和现场浪费，避免风险；

· 一份投资回报：只要找对了BIM咨询服务商，这个决策本身就是一个赚钱的决策（省下来的钱会比花出去的钱多）。