◎ 中国建筑股份有限公司技术中心副主任 李云贵
目前,中国建筑股份有限公司在BIM技术方面主要在做两件事,一是研究、制定中国BIM应用统一标准,二是开发设计施工BIM化的对策研究课题。眼下,越来越多的人们开始关注BIM、应用BIM,更多地人开始讨论BIM和CAD的区别。究其根本,BIM不仅仅是一个软件,也不是一个人的事,它需要很多软件的配合使用,更需要大家协同工作,在这一过程中无疑需要标准。怎样更好地应用BIM技术以及制定BIM在中国的标准,这些问题是全行业共同关注的大事,迫切需要政府的引导和规范,这样才能将BIM技术应用好。
首先来了解下国外的BIM标准,国际ISO组织做了一些标准,从前期的IFC到IDM再到IFD都是非常重要的标准,国际上最高的标准组织也异常重视这几方面的标准制定。BIM技术源自美国,美国的一些地方政府也制定了很多的应用指南,对正确的应用BIM起到了很好的作用。与此同时,英国也在美国的标准上做了具体的应用指南,像欧洲的挪威、芬兰、澳大利亚等国家都制订了相关的标准和应用指南。这些发达国家政府非常重视BIM的应用,从政府的技术到学术组织的角度出发来制定BIM标准和指南。
美国的地方组织也制定了相关的BIM标准。例如,2006美国总承包商协会发布《承包商BIM使用指南》;2008年美国建筑师学会颁布了BIM合同条款E202-2008“Building Information Modeling (BIM) Protocol Exhibit”;2009年美国洛杉矶大学制定了面向DBB工程模式的BIM实施标准《LACCD Building Information Modeling Standards For Design-Bid Build Projects》。
此外,英国在2009年发布了“AEC(UK) BIM Standard”;2010年进一步发布了基于Revit平台的BIM实施标准—“AEC (UK) BIM Standard for Autodesk Revit”; 2011 年又发布了基于Bentley平台的BIM实施标准—“AEC (UK) BIM Standard for Bentley Building”。挪威也于2009年发布了BIM Manual 1.1,并于2011年发布了BIM Manual 1.2。
一些亚洲国家,例如新加坡在2012年发布了《Singapore BIM Guide》。韩国方面,韩国国土海洋部在2010年1月颁布了《建筑领域BIM应用指南》;2010年3月,韩国虚拟建造研究院制定了《BIM应用设计指南—三维建筑设计指南》;2010年12月,韩国调达厅颁布了《韩国设施产业BIM应用基本指南书—建筑BIM指南》。
为了把BIM技术应用的更好,很多国外政府制订了具体的技术政策,美国早在2003年就开始规定了具体的政策。为了提高建筑领域的生产效率,支持建筑行业信息化水平的提升,GSA(美国总务管理局)推出了国家3D-4D-BIM计划,鼓励所有GSA的项目采用3D-4D-BIM技术,并给与不同程度的资金资助。2009年7月,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,威斯康辛州国家设施部门发布实施规则要求从2009年7月开始,州内预算在500万美元以上的公共建筑项目都必须从设计开始就应用BIM技术。
此外,韩国公共采购服务中心下属的建设事业局于2010年制定了BIM实施指南和路线图,规定先在小范围内试点应用,然后逐步扩大应用规模,力求在2012-2015年500亿韩元以上建筑项目全部采用3D+Cost的设计管理系统,到2016年计划实现全部公共设施项目使用BIM技术。
澳大利亚也制定了国家BIM行动方案,2012年6月,澳大利亚buildingSMART组织受澳大利亚工业、教育等部门委托发布了一份《国家BIM行动方案》。制订了按优先级排序的“国家BIM蓝图”,首先规定需要通过支持协同、基于模型采购的新采购合同形式。第二规定了BIM应用指南。第三将BIM技术列为教育之一。第四规定产品数据和BIM库。第五规范流程和数据交换。第六执行法律法规审查。第七推行示范工程,鼓励示范工程用于论证和检验上述六项计划的成果用于全行业推广普及的准备就绪程度。
我们国家在BIM研究方面起步比较早,1998年国内专业人员开始接触和研究IFC标准,2000年IAI开始与我国政府有关部门、科研组织(建研院)进行接触,使我们全面了解了IAI的目标、组织规程、IFC标准应用等问题。IFC标准借鉴了国际产品数据标准STEP标准的技术,具有技术的先进性和开放性。
2001年至2004年,国家863计划项目提出“数字社区信息表达与交换标准”,实际上就是基于IFC标准制定了一个计算机可识别的社区数据表达与交换的标准,提供社区信息的表达以及可使社区信息进行交换的必要机制和定义。探索了IFC标准实际工程应用问题,以及根据我国建筑行业的实际情况进行必要扩充的问题。主要有三件事情:第一是深入研究IFC标准,第二是基于这个标准开发了一个CAD系统,第三是基于IFC建筑工程4D施工管理系统。
施工要有一个数据化系统框架,通过IFC标准建立一套系统来存储信息,同时,绿色建筑设计支撑软件系统。2009-2010年,清华大学、Autodesk公司联合开展了《中国BIM标准框架研究》,同时也参与了欧盟的合作项目,它在建筑领域有一个欧洲的标准统一研究项目,实际上就是研究IFC标准在整个建筑产业链当中的适用性,组成了一个庞大的课题组。第一计划是统一标准建筑工程信息模型统一应用标准;第二是制定基础标准,编制信息模型存储和编码标准;第三是编制执行标准,制定建筑工程设计标准和制造工业工程设计信息模型应用标准。
有人说“2012年是中国BIM非常重要的一年”,因为2012年是研究单位、设计、施工单位探讨尝试、应用BIM的关键年。中国政府也开始重视BIM技术,并积极思考怎样推进BIM的应用,以及从哪些方面着手制定BIM标准。为做好BIM标准编制前期工作,中国建筑科学研究院于2012年2月29日在北京组织召开了BIM标准研讨会。来自业主、政府主管部门、科研院所、规划设计单位、施工单位、软件厂商、咨询服务等单位的共计200余名代表参加了此次研讨会,足见大家对BIM的关注度非常高。
那么如何把一本标准编好?如何把它编成有用的标准?中国建筑科学研究院黄强副院长提出了四句话“一本标准,千万资金,千人参与,快乐工作”。
中国建筑科学研究院等8家标准承担单位、企业筹集千万元资金发起成立了“中国BIM发展联盟”,设置10个课题,38个子课题,共计132家单位参与申报。同时在“中国BIM门户网”开设“中国BIM标准‘千人参与’计划之网络建言”板块,让更多人参与到BIM标准制定中去。
中国BIM标准的研究重点主要有三个方面:一是信息共享能力,这是BIM的核心;二是协同工作能力,这是BIM的应用过程;三是专业任务能力,这是BIM的目标。项目的框架是研究全生命周期,并把它分成几个阶段,每个阶段有对应的几个任务。从全生命周期来讲有五个阶段,分别是:规划、设计、施工、运营、拆除。在研究过程中,我们引用了P-BIM概念,P-BIM并不是要改变BIM的内涵和本质,而是中国BIM标准编制的技术路线和工作方法,是表达通过“P"实现BIM的过程,结果仍然是BIM。
中国BIM标准必须要考虑的行业现状,中国有自成体系的语言、工程标准和规范,此外中国有相当数量符合上述工程标准和规范的专业应用软件,离开这些软件,很多企业就无法正常工作。重要的是,国内没有一个软件或一家公司的软件能满足项目全生命周期过程中的所有需求,技术上也不可能在短期内出现一批可以替代上述所有专业应用软件的其他BIM软件。无论是经济上还是技术上,建筑、设计企业都没有能力短期内更换所有专业应用软件。
如此一来,就不得不考虑BIM标准和软件同步发展,以中国建筑工程专业应用软件与BIM技术紧密结合为基础,首先开展专业BIM技术和标准的课题研究,用BIM技术和方法改造专业软件,形成专业BIM,将专业BIM集成,再形成阶段BIM,最后将各阶段BIM连通,形成项目全生命期BIM。在上述BIM课题成果(技术和软件)达到可实施的基础上,再编制《建筑工程信息模型应用统一标准》,在该标准基本准则的统领下制定其它各层次的BIM标准。中国BIM软件要分“两步走”,第一步是改造和提升现有专业软件的BIM能力;第二步是开发新的完全基于BIM技术体系的专业软件。
目前,BIM应用的基础和现状不可高估;未来,BIM发展的速度不可低估。在《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中9次提到BIM技术,把BIM作为支撑行业产业升级的核心技术重点发展。《纲要》的总体目标是加快BIM、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用,具体目标是推动基于BIM技术的协同设计系统建设与应用,加快推广BIM、协同设计、4D项目管理等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用,改进传统的生产与管理模式。
一项新技术的发展与应用需要政府的引导,BIM技术作为下一代工程项目数字化建设和运维的基础性技术,其重要性正在日益显现。作为一个大国,特别是我国正在进行着世界上最大规模的建设,有必要着力推进BIM技术的应用,以促进我国建筑工程技术的更新换代和管理水平的提升。这一过程更加需要政府引导行业BIM应用、提升BIM应用效果、规范BIM应用行为。
另一课题《勘察设计和施工BIM发展对策研究》是以“应用信息技术改造传统的建筑业”为目标,引导行业BIM应用,提升BIM应用效果,规范BIM应用行为,促进建筑业的可持续发展,推动全行业技术进步。使我国勘察设计和施工领域BIM技术应用向标准化和规范化的方向健康发展,促进建筑业信息化水平的整体提升,促使工程建设各阶段、各专业之间的协作配合可以在更高层次上充分共享资源,有效地避免由于数据流不通畅带来的重复性劳动,提高生产效率和质量。
深入研究BIM技术对建筑业技术进步的意义与价值,全面梳理我国勘察设计与施工领域对BIM已开展的研究和工程应用现状及存在的问题,不断分析行业发展需求,系统总结BIM技术对我国勘察设计、施工,以及软件开发等相关领域的重要意义与作用是尤为重要的。其次探索发达国家和地区BIM技术的研究与应用情况,调查研究发达国家和地区BIM技术研究与应用现状及发展趋势,了解并掌握其在BIM标准与技术政策、BIM商业模式、BIM软件开发、BIM工程应用路线图和应用效果等。最终为我国勘察设计和施工BIM技术发展提供对策,提出我国在勘察设计与施工领域的BIM技术应用技术政策、BIM发展发展模式与技术路线、近期应开展的主要工作等建议。