信息技术加速建筑行业新一轮崛起

BIM是建筑行业的未来发展方向，它将给施工企业的发展带来巨大动力，并进一步促进工程项目的效益和效率的显著提升。相关数据显示，在2012年时，美国的企业有62%在应用BIM系统，而在2010年，美国三百强建筑企业中80%企业在应用BIM；在英国有57%的企业应用BIM。2014年，国内63.1%的企业正在积极推进BIM应用。

“十八大”以来，建筑施工行业进一步加快了转变发展方式的步伐，强调走绿色、智能、精益和集约的可持续发展之路。而建筑施工行业在高速发展的同时，仍然存在着生产方式粗放、生产效率较低、能耗过高、科技创新不足等问题。传统的建造模式已经不再符合可持续发展的需要，迫切需要利用以信息技术为代表的现代科技手段促进生产力的提高，促进管理水平的提高，实现行业的转型升级与跨越式发展。

BIM技术作为促进我国施工行业创新发展的重要技术手段，其应用与推广对施工行业的科技进步与转型升级将产生不可估量的影响，同时也将给施工企业的发展带来巨大动力，将大大提高工程项目的集成化程度和交付能力，进一步促进工程项目的效益和效率的显著提升。

正确认知BIM

那么，究竟什么是BIM？BIM的定义实际上分两个层次，一个是产品的角度，就是我们常说的建设信息模型，按照美国国家标准技术研究院的定义，BIM是对工程项目实施功能特性的数字化表达，然而BIM不等于三维模型加一定量的数据，至少是大于3D，他充其量就是我们所说的非空间的信息构成的产品模型。清华大学土木工程系教授张建平认为：“BIM的内涵实际上是连接建筑生命期不同阶段的数据过程和资源，解决的是单一工程数据语言的问题，以及分布式、异构工程数据之间的问题；其中有的文件是开放性的，有的文件是标准的文件，不管以何种文件作为信息交换的手段，文件的传输很难解决书数据过程中的问题。”

BIM技术具有四个关键特征，即面向对象、基于三维几何模型、包含其他信息和支持开放式标准。

面向对象，即以面向对象的方式表示建筑，使建筑成为大量实体对象的集合。例如，一栋建筑物包含了大量的结构构件、填充墙和门窗等。这就使得在相应的软件中，用户操作的对象就是这些实体，而不再是点、线、长方体、圆柱体等几何元素。

基于三维几何模型，即使用三维几何模型尽可能如实表示对象，并反映对象之间的拓扑关系。由于建筑信息是基于三维几何模型的，相对于传统的用二维图形表达建筑信息的方式，不仅可直接表达建筑信息，便于直观地显示，而且可利用计算机自动进行建筑信息的加工和处理，不需人工干预。例如，从基于三维几何模型的建筑信息自动生成实际过程中所需要的二维建筑施工图；同时，也便于利用计算机自动计算建筑各组成部分的面积、体积等数量。

包含其他信息，即在基于三维几何模型的建筑信息中包含其他信息，使根据指定的信息对各类对象进行统计、分析成为可能。例如，可以选择如某种型号的窗户等对象类别，自动进行对象的数量统计等。又如，若在三维几何模型中包含了成本和进度数据，则可以自动获得项目随时间对资金的需求，便于管理人员进行资源的调配。

支持开放式标准，即支持按开放式标准交换建筑信息，从而使建筑全生命期各阶段产生的信息在后续环节或阶段中容易被共享，避免信息的重复录入。

至于BIM的价值要从行业的发展来看，主要从四个方面体现，一是实现建筑全生命周期的信息共享，二是实现建筑全生命期的可预测性和可控制性，BIM技术可以支持各式各样的分析，也就是说它能够实现的是建设生命期全方位的预测和控制，这是BIM非常独特的价值。第三是促进建设生产方式的改变，能支持设计和施工的一体化。最后一个是推动行业工业化的发展，因为BIM可以连接全生命期不同阶段的数据、过程和资源。

BIM的应用现状

当前BIM的应用现状可以分为BIM的标准，政策、软件、应用几大方面。BIM标准部分国内包括BIM的基础标准和应用标准，国外则包括数据存储、交换标准，数字字典——IFD以及信息交付标准。相较于国内的BIM标准，国外BIM标准正在逐步形成体系，很多北美国家都已经制订了适用于自己国家的BIM标准，并形成了较为完整的BIM体系。比如英国发布了英国的BIM协议第二版，芬兰、挪威、荷兰等国家也相继推出了国家级的BIM标准。

国内的BIM标准分为三部分，一是BIM的存储标准，二是分类和编码标准，三是信息类标准。2012年，住房和城乡建设部正式启动了一系列BIM国家标准的编制工作，分别是《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码》、《建筑工程信息模型应用统一标准》和《建筑工程信息模型存储标准》。2013年又启动了《建筑工程施工信息模型应用标准》编制工作。2014年5月，住房和城乡建设部印发《2014年国家建筑标准设计编制工作计划》，当中包含《BIM建筑电气标准设计》图集。

其中《建筑工程设计信息模型交付标准》和《建筑工程设计信息模型分类和编码》正在按部就班地编制中，计划在2014年年底前将成稿送交到住房和城乡建设部，若审批合格或将在2015年年初正式发布。另一BIM标准——《建筑工程信息模型应用统一标准》则已完成征求意见稿，正处于公开征求意见阶段。另外三部BIM标准也在稳步推进中。

目前，主流的BIM软件厂商有很多，大部分以国外的产品居多，国内的BIM软件相对来说不多；同时，应用与设计阶段的BIM软件很多，但涉及到施工阶段、运维阶段的BIM软件较少。

相关数据显示，在2012年时，美国的企业有62%在应用BIM系统，而在2010年，美国三百强建筑企业中80%企业在应用BIM；在英国有57%的企业应用BIM。根据《中国建筑施工行业信息化发展报告（2014）——BIM应用与发展》（以下简称《报告》）调查显示，2014年，国内63.1%的企业正在积极推进BIM应用，其中22.5%的企业已经开始概念普及，30.6%的企业正在进行项目试点， 10.0%的企业正在积极扩大BIM应用范围、深化应用BIM。由此可见，我国企业对BIM技术的应用还集中在概念普及与项目试点阶段，也就是试探性阶段。虽然大面积推广、应用BIM的施工企业并不多，但从数据中可以看出，大部分企业对于BIM的未来发展还是具有足够信心，并且已经认识到BIM对企业发展的重要性，相信未来一段时间，会有更多的施工企业投入到BIM应用中。

BIM应用存在的瓶颈

实际上，影响我国BIM发展的因素有多个方面，一是软件不配套，BIM软件还需要不断优化、发展，尤其是针对建筑全生命周期而言缺乏完整的BIM软件。眼下，很多国内BIM软件正在积极研发中，但还没有完全投入到市场；而国外虽然已经有很多比较成熟的BIM软件，但限制于中国建筑行业“本地化”因素，并不完全适用于国内的建筑行业。

二是建设方、施工方“各自为战”，项目的各相关方大都各自建模，因此无法形成一个完整的模型。目前我们拿到的是一堆零散的、格式不统一的一堆数据，这实际上阻碍了BIM的应用，无法保证BIM的一致性和唯一性。张建平介绍到：“美国的BIM应用比中国早10年，美国用的软件跟中国差不多，但他们的BIM应用比国内超前，应用条件也比国内好，整体的BIM应用水平要高于中国，因此BIM应用也比国内顺畅的多。” 实际上，如果将所有数据存在一个中心服务器，是很难满足实际需求的。一个完整的BIM存在一个中央服务器中会引发数据安全、产权全责的法律问题，因此传统的BIM服务器可能无法达到要求，需要采用基于云计算的BIM来解决存储的问题。

第三个难点就是BIM的集成应用困难，从而很难体现BIM在建筑全生命期的应用价值。根据《报告》调查显示，在已经将BIM技术应用于项目的企业中，大部分企业对BIM应用目前还是主要集中在试点和局部应用层面。有31.0%的企业应用BIM进行小项目试验，36.2%的企业将BIM进行大项目的局部应用，也有10.4%的企业在大项目中整体应用BIM，8.6%的企业将BIM进行公司流程化应用；这说明施工企业的BIM应用还处于摸索阶段，缺少大项目集成应用BIM的成功案例，企业在应用层面的应用还有待推进。

BIM的研究方向

随着BIM应用的不断推进，越来越多的研发人员投身于BIM研究工作，从国际上来看目前BIM研究方向主要为BIM标准的研究，BIM政策法规的研究和BIM技术的研究。其中BIM技术的研究包括基础技术和应用技术，国内对于这部分的研究从2004年起就开始支持，同时，国家“十五”、“十二五”课题也都在支持BIM的研究。清华大学土水学院与广联达软件股份有限公司共同组建的BIM联合研究中心也有相关BIM技术的研究成果，包括IFC标准的研究成果，BIM的建模系统，BIM的建成数据管理平台，BIM的优化系统，BIM的项目管理系统以及BIM安全、运维管理系统等，这些研究不仅系统严谨，同时也在业内得到了广泛认可，并在企业和项目中得到了逐步应用。

BIM是建筑行业的未来发展方向，各个国家的很多高校都在积极开展BIM的相关研究，例如清华大学目前正在开展基于云计算的BIM研究。目前BIM应用存在的问题和瓶颈将是下一步BIM研究的主要方向，这些研究主要体现在这几个方面，一是BIM建模技术的研究，根据不同任务需求建的模型，这些模型如何构建融合成完整的BIM。二是BIM数据的存储和管理，需要研究如何基于国际标准，形成一个完整的能够交付到运维阶段的模型。三是针对BIM应用的研究，如何在整体模型中面向应用提取子模型是BIM应用的一个关键技术，提取子模型需要避免每次信息共享时均需传输和解析完整BIM，所以子模型的提取技术涉及到BIM应用的一个关键点，是下一步BIM研究的方向之一。

除了上述提到的BIM研究方向以外，还有关系对象的BIM也在研究当中。此外，基于BIM的施工项目管理，BIM辅助施工，BIM应用与运维阶段等方面的研究，也是各国包括中国软件供应商都在研究的重点。

张建平总结到：“很多人把BIM誉为是CAD以后建设行业的第二场革命，‘甩图板’历经20年的时间非常的艰辛，这其中的主要原因包括技术的应用，但是BIM的应用涉及到管理体制、机构的变革。所以BIM应用的全面推进需要一段时间，随着信息技术的不断发展，会推动BIM技术所引领的行业变革更快、更早的到来。”