BIM 是关于整个星球的

凯斯·斯努克 曹春莉

(BRE 集团，Bucknalls 巷，沃特福德WD259XX，赫特福德郡，英国)

【编者按】

这篇首发于“Designing Buildings”(www.designingbuildings.co.uk)的文章被英国建筑行业誉为:如果你只读一篇关于建筑信息模型(BIM)的文章——那就是这篇文章;这篇引人入胜的文章讲述关于BIM 的起源、未来和潜力。第二作者曾和第一作者凯斯紧密合作，共同参与并完成英国政府的RegBIM 研究项目。这个为期3 年的项目是将建筑行业的法律法规BIM 化、数字化，与其它BIM 技术接轨的研究。第二作者看到这篇文章后，认为它可以帮助中国BIM 行业树立正确概念。她和同济大学的许鹏教授及周艳女士组织翻译，并对原文作了适当修改，以期适合中国读者阅读。

BIM 把数字化技术应用在建筑行业，世界上几乎每个国家都认为它是“游戏规则改变者”。为了有效地使用这个技术，协同不同的工作方法，需要解锁有效和高效的设计，以创建和维护优良的资产。BIM 允许在一个虚拟环境下，包括一个三维模型，从概念设计到运营、用于整个建筑物的生命周期的信息管理，此时它成为AIM(资产信息模型，嵌入或访问关键产品、资产等数据)，然后结束生命——通过拆除或改建而有了新生命。有几个国家已经开始认识到BIM 所带来的机会，并投资、开发它的其它功用。英国被看作是领导这一发展的国家。BIM 不仅适用于新建筑和基础设施，还适用于“改造”，并与其它技术互补，如激光扫描和快速能源分析来挖掘“翻新”项目的潜力。BIM(及AIM)技术提供数据平台，为有关设施在整个生命周期里提供并整合特定数据以促进有益的综合应用。

1 简介

1.1 理论基础

大多数有关BIM——建筑信息模型的文章倾向于从当代建筑行业焦点直接进入主题，并且专注于技术角度。然而，我们可能因此失去更广阔的背景，包括遗忘如建筑行业的存在主要是为其它活动提供建筑环境设施。在英国，过去100 年间，建筑行业成为了很多主要报告的主题，我们也可以忘记这些报告中的大部分或者是对特定方面或者是对整体上表现欠佳的不满意的反应。为了将BIM 涉及到的技术应用到大环境中，本文回顾了建筑行业运送产品的多种途径，选择了许多其他综述中的主题，并且将这些与环境议程的发展和大数据时代的出现相关联［1］。

1.2 环境

环境议程的大众意识并没有确切的开始日期，对于一些人来说它可能是1960 年代早期开创性的出版物，例如Rachel Carson 1962 年出版的“寂静的春天”及其论证这一趋势的早期研究发现。对于另一些人来说，它可能是早期“行动基金”的创立，例如1967 年成立的环境保护基金，当时鹗(鱼鹰)数量的锐减引起了恐慌。对大众摄影日报和电视为导向的领域来说，一张由阿波罗8 号上执行空间任务的宇航员Bill Anders 拍摄于1968 年12 月24 日的照片或许才是开端，见图1。

照片的前景是贫瘠的月球地形，它象征着蓝色星球——地球的脆弱，同时也刺激人们讨论、行动并意识到应当在政治上使政府横跨之前参与其中的科学家和少数压力群体所表达的忧虑成为不可能。实现我们目前境况的途径尚未直接提出并达成一致，尤其是在行动上，我们的影响所产生了迫在眉睫的、可预见且不可逆转的效应，似乎更难达成有关于此的科学共识。当然，即使没有航天任务和这张照片，通过持续的思考我们也会到达同样的地方，但这为“开端”提供了一个有用且感人的标志，对于记得它首次发行的人来说更是这样。

那么，环境运动和BIM 有什么关系呢?随着“环境”这一词汇扩大到足以覆盖我们周围的一切，最初局限于环境保护的概念早已被对可持续发展［2］更加全面的理解所取代。通常，“可持续”这一词汇单独作为对某一理想或目标的描述。有关于此或其他定义的方面必须能够衡量才可以做到不仅仅是主观的理想，而做到这一点需要数据。举个例子，当前流行的术语——“零碳排放”。如何测量需要的科学手段先不说，实现这一点复杂、难懂且不精确，但是至少这是个涉及到实现准数值变量的概念。

在英国，政府对BIM 的假设正是关于这一点。BIM 明确地与碳性能有关、包含经济价值且描述简单。

“通过使用开放共享资产信息，政府作为客户能够获得显著成本、价值和碳性能的改善。”［3］

随着资产信息可以从数据中获取，BIM 被视为能够促进这一目标实现的方式。这些数据中一部分将越来越多的来自于BIM，更多的来自于相关的数据集，如AIM(资产信息管理)，其他的暂时无法归类，未来会成为“大数据”［4］的一部分。

2 数据是什么?

正如我们将看到的BIM 环境以及当前英国政府引领其余市场的建筑政策的实施，特定的数据可以得到相当具体描述和识别，事实上这正是大多数活动和努力正在做的，但是更广泛地说，它是什么，BIM 数据如何才能适应更广泛的“开放数据”举措?

Data 是Datum 的复数，意味着事实。它通常由数字和符号来表征，理论上如果保持如此简洁性，它将是普遍可解释的。该术语也用来表征受限形式的数值，因此提高限制水平会降低解释的通用性。在最通常的应用中，该术语进入了纯粹形式和信息之间的灰色区域，这一灰色区域成为了与数据一同运行的系统其兼容性的重要议题。信息是有意义并能从数据中产生重要结果的知识。

2.1 普适数据

英国政府的声明并没有直接称“BIM”，普适数据的概念也正因此陷入争论。如今数据无处不在，我们(尚且)不知道如何最大程度创造性地利用大多数数据。普适数据包括社会、移动端、大数据、分析、云、软件服务、进程以及最近的互联网。我们花费40 年从纸质的模拟社会和固定电话进入了迅速将世界表征为数字的境况。实际上，地球升起的照片或者至少它是如何拍摄的也可以作为这一方面的象征。相当于航天任务执行时期满屋子计算能力的设备如今可以安装在一台设备上，与此同时还有同等于该任务中设计"土星"号运载火箭所使用的纸质绘图和规范的数字存储能力。更现代一点它可以在“云端”运行，通过智能手机快速访问。

图2 数字基础设施——2010 年Facebook 活动图释

数字基础设施必须支持我们的想法和互动而且价格昂贵，因此通过它们我们可以感觉一切物理事物，如地理位置、方向、加速度、呈现、接触、压力、距离、纹理、温度、手势、气味、声音以及什么都没有(检测不到任何当前可测量的事物)。传感器、应用、日志以及人类交互共同产生这一进程，反过来它也是自动控制和人类决策成为可能。分析周期时间减少并且更加精确，因此更好的决策帮助我们消除浪费并使得强化量测化物理世界中的交互成为可能。在那些我们认为已理所当然的流行应用中，这一切已经与我们同在，比如(通常免费)我们智能手机中的路线规划和记录的应用程序，它们将个人数据(年龄、体重、心率等)与GPS 数据相关联，并产生诸如功率输出、燃烧的卡路里及其他更多信息。图2 由脸书的创始人和首席执行官马克·扎克伯格发表的脸书活动图释，显示了数字基础设施对人类现代生活的广泛影响。同样的事物可能不会明显的发生在建筑行业，但刺激这一技术产生的是数据，而BIM 就是数据。有关建筑环境的数据，其目前用途主要是为建筑设计和建筑过程服务，几乎不可能削弱以上的愿望和比较。当这些数据应用到全寿命周期中时，将变得更有意义并成为“大数据”七巧板的一部分。

2.2 开放数据

“开放”一词，与强调所有权和利益的现有标准相比，意味着鼓励牺牲小我实现开放的重要一步。显然，商业利益和知识产权仍然很重要且受到尊重，但这一行动是关于释放所有事实上不需要这些保护的事物。在英国，内阁办公室于2012 年6 月发布了开放数据战略，紧随其后Tim Berners -Lee 爵士和Nigel Shadbolt 教授凭借技术战略委员会提供的启动资金(2012 -2017)成立了开放数据研究所(ODI)。研究说是独立、非盈利、无党派公司，并需保证以促进开放数据进程以创在经济、环境和社会价值为目标。它将有助于解锁供应、刺激需求，通过合作、孵化、培育、指导新思想创造并传播知识以造福当地和全球的各项议题，以及刺激创新。

国际上，G8 国家开放数据策略和章程［5］(2013)制定了一些准则，这些准则将成为接触、发布及再利用G8 政府提供的数据的基础。它们是:

·默认情况下的开放数据

·质量和数量

·所有数据的可用性

·改善管理数据的发布

·创新数据的发布

2.3 建筑中的信息技术

通常来说，建筑行业对IT 技术的应用是落后于其他行业的，表面来看似乎这是真的，尽管这些表述通常来源于并不十分舒服的比较和对这些议题缺少了解。建筑环境建造的复杂性及涉及其中关系的瞬变性通常被视为落后的原因。建筑行业与其商业结构是脱节的，与将部分与整体相关联的法律框架是相对抗的［6］。这一背景下，整体进程的多个分离部分不愿投资［7］于IT 解决方案也就不奇怪了，因为它们本身在大多数情况下以提供特定商业离散或者过程离散应用为目的。

例如，BIM 寓意合作，术语“孤独的BIM”，虽然通常用来形容独立于技术的一个科目，但是一般不是人们认为的贬义词，而是用来表明主人公在这种情况下依然表现得很好。不管这其中逻辑性有多强，任何一个从分散部分的统一中获利的人都不会明显得到酬劳。凡是有涉及到的地方，业务模式通常覆盖规避风险的成本，所使用的方法是通过惩罚性的合同关系而不是创造性的管理流程而得来。同样的，面对这样的市场，IT 产业鲜有激励措施提供解决方案，建筑行业任何个体也极少会提供整体调试解决方案。任何行动或努力(并出现了一些)基本上都是由爱好者作出的，有时候他们从理解和同情他们的雇主和一些学者身上“借”时间。基本无偿工作背后的激情和学术界的宝贵有时与商业压力一样会造成不和，而他们却开始质疑这种商业压力。

有关该产业的许多官方报道认为该产业的结构性弱点一贯以来造成了根深蒂固的、可预测的欠佳表现。证据出现可追溯至21 世纪初，建筑产业主要性能指数首次被采纳使用时设定一定的绩效指标，特别是涉及到设计问题的指标，会造成压力。为了突出某种情况，绩效得分可能会超过10/10。例如，良好的设计能真正创造出显著超乎需求和期望的东西。这种方法的数学逻辑并未遭到不合理的质疑，但勉强才能达成一致。这种数据收集的一些额外问题的确做到了“表现超乎预期”。从另一个方面来说，被人忽视的这一点发人深省。随后发生的便是此批复框反复被选中，伴随着的往往是非常“中等”数值成绩，表明人们对该行业的预期不高。

尽管仍然有来自根深蒂固的文化和习俗的威胁，综合来讲转折点为:

·BIM 形式的信息技术(以及所存在的体系);

·数字媒体的快速增长和使用离不开信息技术，尤其是在交流流程很正式且可以促进高速变化的社交媒体中;

·建设过程中会对现状构成挑战的新型资助。

这些现在占据相同的空间和有时间期限的技术方法(见图4)也有助于提供一个平台，通过提供权威的指导来解决该行业的文化和习俗问题。

3 英国建筑产业运作

协调项目信息的代码发布于1987 年，包括一个宣传视频，开篇的场景是士兵战斗在在克里米亚前线的画面。他们通过几个人将一条非常重要的消息发送到HQ 部队:“派遣援军——我们要前进。”经过好几个阶段的扭曲和误听，信息传到了HQ，却变成了“送三、四便士过来，我们要跳舞”。

这一简单、幽默、常常被引用而无疑是虚构的场景抓住了一个建筑界至今未能令人信服地解决的重要问题。作为一个产业，建筑行业迎接了各种各样的挑战，创造出最壮观的工程业绩和令人惊叹的设计，但它未能使其通讯设备有效地工作。为找出其中的困难并结合完全合理的、合乎逻辑的、有时务实的指导解决这些问题，人们付出了很多努力。

图3 早期的项目协调信息(较大的标志)和协调文件(较小的标志)

图4 BEW-理查兹BIM 成熟度曲线图

3.1 产业回顾——从勒琴斯到伊根——一个选择

·严格来说这不是综述，而是一个很好的划分界限的出发点。一个有声望并且受人尊敬的建筑师埃德温·勒琴斯(1869 -1944)当时在建筑图纸上回应当时那种艺术性丰富、但信息不畅的趋势时，沮丧地写道:

“施工图是给建筑工作者的一封信准确地告知他要造什么，而不是一幅有魅力的图画……。”

·“博瑟姆报告”——题为:触及天空(1934)认为信息碎片化、效率低下和对抗主义是关键的问题。

·“西蒙报告”——题为:建筑和土木工程合同的配售和管理(1944)，在制定战后策略时显然等同于较低的标准的最低投标方式，并确定了不充裕的每份合同的准备工作和未敲定和不公平子合同的问题。

·“班伟尔l 报告”——(又)正式标题为:建筑和土木工程合同的配售和管理(1964)，推荐用较缓和的敌对关系完成越来越多的协作流程。

·“塔维斯托克报告”——题为:相互依存和不确定性:建筑行业的研究(1966)，指出了不成体系的严重的影响(实际上相当用富有想象力的标题总结了这一切)。

·“PIG 报告”——项目信息——内容与安排前进道路报告和建议(1978)，由环境NCC 常委会计算和数据协调中心的项目信息集团(PIG)编写。这也带动了一些研究的发表，如发表在在BRE 时报18/73“使用的施工图纸”和时报60/76“协调施工图，同时也推荐(和出资)创立上述提到的CPIc［8］文件，建立跨学科机构，使他们直至今天也能出版刊物，享受服务。(图3)

·1994［9］年莱瑟姆和1998［10］年伊根在观察过程中再次认识到这个问题，两位作者有效地向业内人士表示:“你为什么没有采纳这些(CPI)协议?”。该行业未在任何正式场合下针对这个问题作出合理的回应。

这些都是一些比较知名的报告，针对于发生过的事实，具有某些“有影响力”的资格。

3.2 “阿凡提”和“建立围墙”

在由当时的贸易和工业部(DTI2002 年)资助的一下项目上，CPI 协议在一系列项目中都有授权的功用。否则，他们都是“普通”建设项目，只是用了我们现在称为0 级或1 级，个别2 级的技术，如BEW-理查兹BIM 成熟度曲线图所示(图4)。

这些项目都相当传统，并用正常的专业预约、合同安排、保险、罚款等。该计划被称为阿凡提-ICT 协同工作。与当时其他项目唯一的区别是，它们每个都得到了导师的帮助，包括一些知道相关协议来龙去脉的人，这些协议包括当时的一些草案，例如演变成了BS1192 -2007 的文档。

阿凡提2007 年的报告显示的平均储蓄与BIM预计的20% -25%不相上下。单个活动的个人储蓄记录更为惊人:

·早期承诺80% 用于中等规模的项目实施成本;

·50 -85%花费在%接收信息和重建格式上;·60 -80%用于查找信息和文件;

·75 -80%实现设计协调;

·50%用来评估投标和授予分包合同上;

·50%用于分包商设计的审批。

一个令人憧憬的“构建壁垒”的倡议分析了过去活动失败的原因，也在早期一篇文章中讽刺性地预测了自己的失败。文章说道:

“1929 年和1994 年之间的许多报告都未能对建筑业的性能产生任何影响的原因是该行业持续对失败和缺陷视而不见。不愿意来评价自己的表现，尤其是碎片化和反抗态度造成的影响。”

作为一个进行大幅投资建设的非常有经验的客户，“构建壁垒”也有来自英国军队的良好惠顾。但即使有来自示范项目的后盾，“构建壁垒”［11］被该行业其他人士认为是一项实验研究-精彩、充实，对未来可能失败的人的一瞥。但这些失败者中大部分随后将转移到新的项目中去。置身于这些项目中略微使那些被方法说服和致力于改善的人有点膨胀，但这种人仍然非常是少数，大多数人鲜有影响。然而，随着目前政府刺激“BIM 议程”，出现了很多参与或者了解阿凡提和建立壁垒和其他研究的人。数年后，他们将身居要职。

3.3 价值与品质

价值和质量是合理的，自莱瑟姆后，该设计质量指标(DQIs)是由建造业议会制定后不久，政府对“价值，价格机制”很感兴趣，直至今天仍在使用。在当前“BIM 议程”并不突出，它们是隐晦的，值得进一步，因为正确理解它们的人少之又少。之前大多数行业报告提到他们集中的或可以直接用财务术语衡量或稍加操作便可用财务术语解决。目前BIM 经常使用的是“价值”而不是“成本”，这点很重要，只是人们似乎往往没有意识到，二者之间的区别也涉及到“质量”等主观概念。价值和质量可能难以测量，尤其是在可比较的术语中。理查德·撒克逊在2005 年的报告将价值定义为简单的关系:价值等于你所得到的除以你所给予的。

但是，必须使用主观个人的标准衡量你所得到的和你说给予的。显然，结果是大于整体是正(好)，结果小于整体是负(坏)。

价值，正如麦克米伦博士在《价值手册》［12］中提到的一样可以分为好几类。交换价值很容易量化，例如(它通常被称为“账面价值”，并会出现在资产登记中)，BREEAM 等系统会对环境价值进行量化。图像价值一般可以对其非常重要的那些人来衡量。使用值可能符合一个相当精确的算法，例如工厂效率，而且社会价值和文化价值可能难以归结到到简单的货币形式。

质量在技术上比较容易界定(有英国标准/ ISO定义)和衡量，但困难更多地来自误用，因为这个词经常用得很松散，例如质量常用来描述无端的富裕，而不是效力或适用性，目的或美丽。政府资助BRE 当代研究，工作重点是实现对英国建筑工地质量进行长期客观目标的观测研究，其产生的有趣结果并不支持共同的看法。强调研究要客观很重要。基于典型调查和结构化面试技巧的研究有可能会由于相同的原因产生不同的结果，正如《构建壁垒》指出的那样，这是因为人们未能作出更好的工作实践。

建筑行业里并没有接受自我沉思或衡量的尝试，并未注意任何第三方，包括BRE 尽管它是一个政府资助的研究实验室。因此，行业的自我认知，这是纠问式而非观测式技术所显露的，很可能会有失偏颇。BRE［13］研究与普遍提及的产业说辞相矛盾，往往在对交易人的责任与失败或其他工作持默认的、几乎封建的态度。这项研究并未受到业界意见或偏见的影响，表明管理和信息的失败导致了产品质量的下降，其影响比网站的直接运行和操作更为严重。例如在技能方面，研究发现有在那些经过适当培训的人有丰富的工作技能，尽管有时有根本没有够熟练共负载巨大工作量。迄今为止，质量故障的单一最大元凶是缺少或根本没有的项目信息［14］，这又引导我们考虑BIM 特别是英国政府领导的倡议，还倡议源自政府建设战略。

4 技术

我们现在所知道的BIM 可能不是早期路特恩斯所说的BIM，但肯定可以追溯到20 世纪60 年代-“Banwell”和“塔维斯托克”时代。简单地说，计算的发展在某种程度上是解决全球性问题并寻找问题解决的故事。技术在制造业的应用人们熟悉，来自计算和建筑业的开明人士已经意识到环境建设也将是一个极有可能的能使用技术地方。事实上，不只是“建设环境”，地图上更为普遍的环境(地理信息系统-地理信息系统)与施工环境是一样的。

计算机在第一次大的影响是在对企业，当时电脑被用来执行自动化繁琐任务，这使得电脑成为了内置组织，增加了它们熟悉度。这也是综合业务系统设想的开始，有前瞻性的思想家设想了一种情况，该情况下数据将在需要人工干预时出现供人使用，如果没有人类的干预，数据不会为操作转换而重新出现。这是一个理想，我们仍然在追求，它的原始构想已经受到了竞争性专有系统的影响，在很大程度上完成了部分宗旨和职能和复杂的过程的一部分，而不是整个的过程。这也将成为CAD 和BIM 系统一个问题。

对于建筑产业，制定详细的技术图纸(与设计图纸不同)是“乏味的任务”之一，将计算应用于此就成为了CAD，计算机辅助制图。计算机辅助设计也有同样的缩写，很多人会混淆。早在1962 年，道格拉斯C.恩格巴特在刚刚起草的论文《增广人的智力》［15］一文中就提出了从起草仅仅是为设计转移出来的建议。也许是因为自己一名工程师而不是建筑师的缘故，他引用了“建筑设计”的例子，专注于技术而不是美学设计方面。

“建筑师接下来开始进入一系列的规范和数据——六英寸楼板，十二英寸厚度的混凝土等等。当建筑师完成后，修订后的场景出现在屏幕上，这个结构就成型了。他校检，调整，这个标准的列表变成了更加详细的、内部相互关联的结构，代表实际设计背后的成熟想法”

但它确实提出了我们现在所知道的基于设计的参数，该设计设及相关数据库;或缩写(现在)BIM。

在建筑业和20 世纪70 年代和80 年代的由研究向商业系统的转变过程中，很多开发活动旨在进一步降低起草的乏味和成本，更多有前瞻思维的人想创造参数准确的对象与其他数据相连接起来。然而，几乎所有的开发活动都想产出可靠的图纸以适应建筑业的正常合同法律和业务流程，无论是在英国，美国或欧洲都是如此(或其他地方——比如芬兰一直处于这个问题的前列)。

大部分基于研究，那时考虑开放或可互操作的系统并不是非做不可的，计算方面仍在提高，软件不断发展(在迅速提高硬件的范围之内)，但最终还是在行业业务规范内和可视化和图形渲染发展方面活动。虽然早期关于这些规范的报告和消息仅限于在英国，其他大部分地区有大体相似的有关学科间关系的问题，但很少有提及利用信息技术来解决这些问题。或许，应该要有更多因为1978 年英国“PIG”报告的赞助团体是“项目信息集团环境NCC人大常委会关于计算和数据协调部(PIG)”，但报告的重点是发现的问题，经常提及BRE 研究，奇怪的是铭记记住了隐含在其标题中的范围，却并没有提到计算机应用。

另一方面，特别是在早年间商业发展方面，是人/机接口。有一段时间，软件和处理能力/电位的运营好于人机接口，因为在实验室中，问题通常不是这么刻不容缓。在接口系统的商业应用的带动下，1980 年鼠标和1985 年之间出现了一个我们现在很熟悉的分水岭。

中期到80 年代末，开发工作出现了一个明显的分裂。首先是在施工过程中，第一次提及时间四维。另一个是设计方面和仿真的持续发展。

4.1 虚拟化

1982 年在匈牙利首都布达佩斯，第一个BIM 软件开始开发。此软件的最新版本至今都在使用，受到Mac 用户的青睐，主要用于中小型建设项目，因为它们特别适合。为了作出能应付更复杂的项目的软件，同一小组开发了一款软件，在2000 年被购买一个更大的软件公司收购，现在是最普遍的建筑BIM 创作工具，也有其他学科的版本。

在此改变了公司商业前景的收购之前，通过增加一个功能强大的专用工具，该公司已联手国际协同工作联盟(IAI -后来成为Building Smart［16］)，生产了一部利他电影“巴别塔的终结”［17］。

该影片促进开放式系统，特别是AIA 刚刚开始开发的工业基础类(IFC［18］)。它采用通天塔的故事与缺乏系统的互操作性相类比，虽然这是美国的故事，影片却是由英国家喻户晓的技术大腕詹姆斯·伯克呈现。以下摘自伯克:

“巴别塔，最大的建设项目之一，旨在到达天堂。但是工程师不能完成这项工作。在建设过程中，大家都无法理解什么其他人说的话。他们都还在讨论……但他们没有沟通。人们认为这一事件发生在公元前5000 年左右，至此以后，我们一直试图去理解对方。”

电影这一设想仍是目前英国BIM 倡议的目标，也可能因为其他地方的目标。它着重于技术和IFCs 的追求，暗含的故事是关于总的协调与合作以实现这一目标。设计协作另一种方法是旨在协调不同文件格式的软件，该软件也包括其他功能，如数据采集，施工模拟和冲突检测。

很多针对环境问题的模拟程序已经开发出来了，与进口车型一起工作，最近BIM 的创作工具也提供了内置模拟能力。现在，人们承认了手持设备在增加，使用这些设备的快速概念化的壁龛正由软件供应商，(包括来自外部的设立建筑业软件提供商和包括全球数据搜索背后的动力室)解决。

最后起显著作用的是在技术支持协作软件。该消息最终被前沿人士接受，因此一众设计师、咨询师、项目经理、建筑承包商和分包商聚集在一个临时组织上，因为一个项目需要能够以受控和可靠的方式进行沟通，而很多沟通是在数据层面。只有这样，他们才能开始有效地作为一个团队运作。协同软件的领先供应商也承认项目的基本阶段，如设计和合同的准备，建设和合同完成以及运营和维护;他们也正在通过软件制作合适的工具。事实上在英国，政府正在资助一个“数字工作计划”以便各界可以采用相同的结构。人们认识到设施建设和运行的信息之间的鸿沟已经有一段时间了，并正就这一问题集中精力。

4.2 创新危机

与引进技术有关，有创意的设计师的教育中往往存在紧张情况，如建筑师。该观点认为，创造力可能在权宜之计面前遭遇挫折，这可以用一个简单的例子来说明。例如，BIM 平台通常表示墙壁，因为有夹层的物体和这些夹层以深度和高度来定义，并且沿着线的长度挤出。然后，程序有能力计算出尺寸参数，例如墙壁组件内包含的材料的容积，也有能力轻松地创建壁部分和细节。然而，按照定义，这种类型的工作流程是基于现有的建筑物，常见的工业标准和常规技术和解决方案。因此，一个用BIM 制作软件完成的项目强调这些方法很可能加强现有的范例，而不会有助于开发新的范例以这推动艺术和科学。这一点，因为BIM 图书馆的增加而加剧。不像以前几代素描式地标准细节，人们用怀疑的眼光审视这些图书馆。参数灵活性和几何造型的这些可感知限制导致了支持非均匀有理基本样条(NURBS)系统的开发。这些平台为复杂和令人深思的建筑形式所提供电源供它们迭代和变换，并受到那些希望探索涉及有机形状和项目的人的青睐。项目与基础设施有关，自然地貌形状会成为设计的一部分，见图5。NURBS 现在越来越纳入到更易接触到的软件中。

图5 通过控制点在二维参数字段中定义的NURBS 曲面Creative commons:Wikimedia.org

4.3 BIM 与英国政府建筑规划［19］

私营部门客户机构、设计顾问、建筑承包商和其他人看到了BIM 的各种优势和并将其在项目上实施方。政府建设战略(2011 年)才是政府主导的倡议的权威，该倡议现在是英国运用BIM 的首要重点。战略的重点是:

“2.32 到了2016 年，政府至少需要全面协同的3D BIM(和所有项目和资产电子信息，文件和数据)”，这和周围的细节是完全详尽的“BIM 战略”［20］，受到了很多的关注。它的一个重要特点是包含了一个前提，就是政府作为一个客户，需要改进，成为真正的示范。这是一个不愿意作重大资本投资的产业的一个重要心愿，是对经济周期最敏感的产业之一，对被历届政府用作财政调节的历史潮流慎之又慎。更一般的情况是，在私营部门更有可能被复制的是在个别项目中创造一定的数据预期。(图6)

图6 通用工作阶段的信息交换与客户交付点

明确的个别项目的数据为评估该工作的质量、时间和成本提供了一种更为准确的标准。据推测，目前也只能希望，这个看到整个计划的精妙之处客户在转化为私人采购时不会丢失，尽管此时资本和运营预算甚至短期和长期利益之间的区别通常存在由筒仓思维带来的明显商业冲突。政府还确定了一些项目，用来测试正在开发的新兴程序，以适应新双方工作实践和应用方法，这其中包括BIM 软件项目。图7 示出了一个图表例子，展示了早期项目工作阶段(沿顶行)高级别数据的要求。该对数据或响应数据要求的数据集随后将生成明确的客户行动和决定，确保项目在不缺乏建筑采购典型的确定性的情况下在取得进步。

图7 项目信息战略和数据要求

图8 英国成熟图——英国BIM 路线图局部(政府路线图，BIM 工作组网站是一个实时的文件，随时更新，以反映进展情况和必要的修改)

图9 PAS1192 -2 中心的信息配送周期(Copyright obtained from Mervyn Richards)

图9 的说明

信息交货周期有两个入口。对于新的建设项目，入口在“need”框(右上角的图)，对于一个更大的投资组合或房地产的一部分项目，或对于现有建筑物和构筑物的工作，入口是在右侧箭头“评估“处，借用了资产信息模型中的信息(AIM)。这里的PAS1192 -2 涉及资本支出，PAS1192 -3 涉及运营开支。这些入口点还引用了通用数据环境 -CDE(在图中央区)。信息配送周期(图中箭头)显示标识项目需要、采购和授予合同、调动供应商和输出生产信息和相关所需资源的一般过程。该周期追踪了一个项目的每一个方面，包括通过七个项目阶段的信息设计(图中序号所示)。工作仍在进行中，将这些定义为一个作为能接受的工业标准，但公知系统，如RIBA 工作计划仍可以使用。倒数第二排浅色圆圈表示，通过生命周期的管理、传播、交流和检索过程收集信息的CDE。倒数第一排深色圆圈表示项目团队和雇主在回答雇主的信息要求(EIR)中定义的普通语言问题时的信息交流。项目团队成员之间的信息交流是由小圆圈表示。

从PAS1192 -2 资产信息模型选择的定义维护用于管理、维护和运营资产的信息模型

·普通数据环境(CDE)

任一给定项目单一来源，用于多学科团队收集、管理和传播所有相关批准文件

·(EIR)雇主信息要求

预招标文件，其中列明了需传递的信息，以及供应商要采用的标准和流程，作为项目交付过程的一部分

·信息交换

一个项目多个预定义阶段的信息搜集，格式一定，信息准确

·主要信息传递计划

主要计划，包括:何时准备项目信息，由谁准备，采用何种协议和程序?计划合并所有相关任务信息传递计划

·项目执行计划(PIP)

与供应商的IT 和人力资源能力有关的EIR 声明

·项目信息模式(PIM)

在项目设计和施工阶段开发的信息模型

在英国描述BIM 的现状总是从“BEW/理查兹成熟图开始。BIM 已被用于引导和绘制重要的产业生产文档，成为了其他文件发展“路线图”的一部分，以支持BIM 的实施。在2014 年，第2 等级的明确指导确定，每个文件都参考了其它文件。

他们是:

·PAS［21］，1192 -2 使用建筑信息模型的建筑项目资本/交付阶段信息管理参数

·PAS，1192 -3 使用建筑信息模型的建筑项目资本/交付阶段信息管理参数

·BS1192 -4 英国施工标准

·CIC BIM 协议

·政府经济滑坡

·分类，等级 } 将于2015 年完成

·数字计划 } 将于2015 年完成

此列表澄清后，就可能更好地定义什么是“2级”BIM 和创建针对性的教育和培训以建立和测试核心竞争力。无论是在启蒙教育还是通过CPD 的再教育和其他培训，课程目前正在成形中。所列文件中最重要的是PAS1192–2。在很大程度上，它主要集中于图9 的信息传输周期。信息配送周期在以下有详细说明，并从标准中选择了定义以帮助人们的理解。信息配送周期显示了一个过程计划中的周期分布。当工作完成时(2015 年中期)，该计划最终会以数字化的形式列出。

很重要的一点，大概是英国的BIM 成熟级别发展最重要的一点是，虽然2 级和3 级水平之间区别可以用技术术语描述出来，就信息处理流程和协议而言，这种区别主要是由合同、法律和其他安排的执行能力决定的。这意味着该建筑合同没有批发重写的必要，尽管它鼓励方式的变化，这一点也是CIC BIM 协议能做得到的。协议还引入了信息管理这一新任务，该任务也包含在一个名为信息管理作用的服务范围的文档中。该协议是一项合同文件，出台时优先于现有的协定(所以是一个相当重要的对标准形式的修订)，并规定缔约方有义务在项目预定阶段提供不同的服务。该协议的应用涵盖在CIC 也准备了的指导中。本指导也涵盖了专业弥偿保险的各方面——经常被当做是协作方式的绊脚石。

4.4 密切关注

目前，任何发表的有关BIM 发展的论文，尤其是在BIM 工作组的领导下的英国政府战略发展的论文将不可避免地很快成为明日黄花，最新消息会公布在http://www.bimtaskgroup.org/ 这个网站上(图10)，其中的丰富有用的信息和资源都来源于名为《经验教训》案例研究报告，这些都是定期更新的。

图10 英国政府BIM 工作组网站

5 综述

以建筑环境的名义提升信息技术和计算效率当然不会就此止步，发展将会继续大步向前，但也的确存在一种观点，即就BIM 及围绕其问题而言，一个分水岭已经出现。二者官方指令的完整性、可用性、可达性和稳健性，多是以标准的形式，以及市场上可买到的不仅限于BIM 权威软件的工具，对于在产业中消除异议以便采用更可靠的工作方式是足够的，特别是当一个强硬的客户有效地授权这种形式。英国政府于2011 年宣布的将于2016 年生效的法案是有效的，当然并不只有英国有这样的雄心，而它的努力是最为显著的，在这方面所做的工作和获得的支持是最多的。普遍的观点是，由于这种法案，英国在BIM 领域已经取得了世界领先水平，源自英国的标准构成了ISO(国际标准化组织)发布的国际标准的基础。这也是大多数有关BIM论文的出发点。

他们也经常寻求BIM 的准确定义，这是这篇论文所避开的，宁愿去标记通向我们现在位置的岩石路径，而让读者沉思定义的必要性。感谢这样一种普遍接受的观点，即标题内置BIM 的软件的销售并不是一个正当的指引，两者都不是很好的三维图示测量、渲染或动画;正如它们所拥有的东西。英国和许多其它地区几乎所有该领域的领先者基本上都放弃了简要定义BIM 的尝试，一个更为广义的理解是，该术语的速记所描述的远远不止软件和三维成像本身。他们意识到其首要目的是以各种可接受的形式处理信息，而这多是以数据交换的形式，只需从不同系统中(不可避免使用最新的信息技术)需要人为干涉的操作位置上出现既可。一系列单一段落的定义的确是存在的，由CPIc 在2010 年提出的附录1 也包含在内，因其源自于其他定义收集的一个简短研究，并且没有与上述理解产生矛盾。然而正如我们所看到的，在英国已经有了不同的标准，而所谓进化的“成熟”(图8)以及官方定义的2016 年的“二级”目标是由多种标准和先前的协议来设置的。爱因斯坦说过，“一切事物都应该尽可能得简单，没有更简单。”就BIM 的定义而言，这似乎是一个聪明的陈述。

5.1 主要方面

我们所具备的是:

·意识到并接受我们利用这个星球的方式是不可持续的，建筑物和基础设施在保护有价值且会枯竭的资源方面必须扮演重要作用;

·潜在地意识到相对新发现的力量，诸如海量数据收集、交换和分析等可以帮助决定行动和措施的最有位置，以求最有效和持续性地解决问题;

·一个产业，这里指包括供应商、制造商以及那些对管理设施负责的人员的广义的产业，历史上主要因其分裂和信息管理等问题而表现不佳。信息是由数据构成的;

·一个已经接受不良产业作为常态的市场，通过采购和融资进程来提升产业的表现;

·源自产业的产品有时候在其贡献方面是极好的，在设计和功能上是典范性的，但是在整个范围内，对于那些操作和维护它们的人员来说，又习惯性地成为一种不透明的秘密;

·一份源自权威实体(许多是在产业之外)的提案的目录，主题上足够相似，对于许多问题的处理不会自相矛盾，但是因其质疑习俗、标准和历史性的既得利益而大部分为产业和市场所忽视;

·一套技术——概括性地贴上‘BIM’的标签——既需要应用先前所忽视的提案来最优化运转，并使其更容易发生;

·由社会应用、科学应用或是商业应用的驱动，正向着一个普遍数据的世界而快速转变。这种转变的速度和强度是如此之大，以至于社会、科学和商业之间的界线已经变得模糊不清了;

·特别是在英国，当然其他地区也类似;一个足够大的客户需求采购参数中的相变，并能根据已发布的时刻表，在正规引导、系统和协议下进行投资;

·值得鼓励的是，由早期这种相变所引领的，英国已经在有意义的BIM 实现中取得了领先地位［22］。

5.2 未来——“3 级?”

回到涉及完备图解(图8)的层次，3 级如何?

英国首创性成功的一部分是集中精力在当前可做的事情上，更重要的意义是为了在可管理的阶跃变化上取得进步。正因此，想要就3 级获得任何确定的信息并预知其模样就变得困难了。然而，“数字构建英国”于2015 年2 月26 日建立，Rt Hon Dr Vince Cable 宣布了英国3 级建筑信息模型计划。新闻稿写道:“这项工作将会为建筑产业构建一套数字经济，以支持为市民提供的着力改善的递送、运作和服务。该计划将建成由BIM 2 级倡议所带来的标准和储蓄，在2013/14 年度，它是8.4 亿英镑中央公共支出的核心。”一个新的网站http://digital -built -britain.com/已经建立。

产业中的许多人已经用他们自己的想象填充了3 级的空白部分，有些人甚至声称已经“完成了”。然而，在政府特别小组以及接近其的专家中，有这样一种感觉，即任何声称在做“3 级”的人都被误导了。两点主要的支持理由如下。对于3 级的要求还没有正式定义，但我们现在知道这样做的原理。其次，也是更讲究实效的，(标准的)法律上的关系和进程上的协议不存在，这一点对于新的组织和议程很重要。迄今为止，离3 级可能的完备图解(图8)的略图最接近的案例可能是，源自土地储备及设计和建造的发展的全过程，包括单一公司内资产管理的闲置或是一种家庭公司的良性独裁。这种促进对于所有制而言是非常规范性的方式，技术的应用使得协调在技术上的问题可能得以解决，但是根据定义，这不是一个开放系统。然而更重要的是，潜在多变的商业关系并不代表“3 级”最终必须服务。有希望的是，没有掉入在官方措辞“数字构建英国”之前发明新定义的陷阱;“3 级”将为任意商业关系的形式服务，并且允许他们互相订立合同，合同的形式将会为独立团体创造和保护法律担保，同时允许(甚至鼓励)全盘合作。

图11 留意“3 级”(及其以后)的标志(源自政府BIM 特别小组网址)

一些针对3 级的早期工作看向了远方4 级(图11 是以后的标志)，旨在为大数据的承诺设置情境。BIM 议程已经系统考虑了从资本支出(CAP EX)到运作支出(OPEX)的发展过渡的循环(图9)。连接驱动该进程向直接环境发展的数据，提出了总支出(TOT EX)的概念，把许多社区层面上诸如社会、经济和可持续性的其他问题包含在内，正如包含在BREEAM 一样，特别是BREEAM 社区［23］体系，旨在寻求可持续性的方式以应对21 世纪的诸如城市化和气候变化的挑战。它覆盖了经济、社会和环境的可持续性，评估诸如住房供应、交通网络、社区设施、经济影响等问题。它确保了可持续性在设计的初期就得到了考虑，遍及各处的解决方案可以有大的效果。BREEAM 社区以及BREEAM住宅体系在通过反馈、吸收和应用循环追求不断改进的过程中可潜在地发展为数据的供应者和使用者。

图12 BREEAM 社区有潜力为‘总支出’提供基础概念

6 结语

本文以20 世纪60 年代的一个图标照片为开头，从而以一首诗结尾也是合适的，虽然之前也使用过，且不是那么形象，但仍以新的‘环保人士’的形象而广受欢迎。

源自Robinson Jeffers 1887 -1962 的“鹰嘴”:

“那对于人类是有益的，

尝试各种改变、进步和堕落、力量、平静和痛苦，而不要重蹈恐龙的覆辙，

直到他所有的能力被开发出来:

这对他是有益的，

让他知晓自己的需求和本质实际上并无改变，

在一万年之后而不是鹰嘴。”

附录

CPIc 对于BIM 的定义:

“建筑信息模型是一个设施物理和功能特性的数字表示，为其信息生成了共享知识资源，在生命周期里为决断形成了一个可靠的基础，从最初的概念到最终破坏。”

源自论文《Drawing is Dead-long live modelling》

http://www.cpic.org.uk/publications/drawingis-dead/

致谢

·BRE Trust:为我准备这篇论文的时间提供资金

·美国的Bill Manion of O’Neil 和Manion Architects:我乐于指导他在剑桥大学建筑环境(IDBE)课程跨学科设计的论文工作，从那期间的交流得到了很多鼓励。

［1］“From the dawn of civilization to 2003，five exabytes(1018)of data were created.The same amount was created in the last two days.”Google CEO Eric Schmidt speaking in the keynote presentation at the Guardian＇s Activate summit 2010，which addressed“society，humanity，technology and the Web”.

［2］Brundtland is probably the most widely accepted formal definition.The first part of this is:“Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.”

［3］Main hypothesis of A Report for the Government Construction Client Group-BIM working strategy Client Group 2011.

［4］Big Data is generally reckoned to be collections of data beyond current data handling capability and as such is constantly advancing.Gartner(US IT research and advisory organisation)defines it as:“Big data is high volume，high velocity，and/or high variety information assets that require new forms of processing to enable enhanced decision making，insight discovery and process optimization”

［5］https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment _ data/file/207772/Open _ Data _Charter.pdf.

［6］This term is the widely used to mean‘confrontational and antagonistic’implying something negative;and is used in this manner in this paper.However，technically the UK legal system is classified as‘adversarial’(in contrast to the inquisitorial system such as Napoleonic Law in much of Europe)so in the pure contextual definition of the word it does not confer anything negative.

［7］A survey of 60，000 UK IT budget holders undertaken by the Journal‘Computer Weekly’stated:“Large construction firms spend an average of ￡10，285 per desktop each year on IT-more than 20% above the UK-wide business average of ￡8，455.This differential is even more marked in small and medium sized construction firms，where the average spend is ￡5，307 per desktop against an SME industry average of ￡3，132.”

［8］CPIc is the Construction Project Information Committee，responsible for providing best practice guidance on the content，form and preparation of construction production information (CPI)，and making sure this best practice is disseminated throughout the UK construction industry.It comprises representation from:RIBA，RICS，CC，ICE，CIAT，CIBSE，CIOB.

［9］Latham，M.(1994)，Constructing the Team，London:HMSO.ISBN 978-0-11-752994-6.

［10］Egan，J.(1998)Rethinking Construction:Report of the Construction Task Force，London:HMSO.

［11］Building Down Barriers:a guide to Construction Best Practice (2003)Clive Cain;Routledge ISBN 0415289635.

［12］Types of value are taken from The Value handbook(2006)published by CABE and written by Dr Sebastian Macmillan of Eclipse Research Consultants ISBN 1 84633 0122 2.

［13］Achieving Quality on Building Sites NEDO (1987)ISBN 0729208397.Also BRE current paper 7/81 Quality control on building Sites.

［14］Project information is defined as the information from designers necessary to tell the constructors what to build.

［15］Augmenting Human Intellect:A conceptual framework(1962).Stanford Research Institute for the (then)US Director of Information Sciences，Air Force Office of Scientific Research.

［16］BuildingSMART，formerly the International Alliance for Interoperability (IAI)，is an international organisation which aims to improve the exchange of information between software applications used in the construction industry

［17］Link to view video (current April 2015):-http://constructioncode.blogspot.co.uk/2012/07/end-of-babel-ifcpromotional-video.html

［18］Building SMART has developed Industry Foundation Classes (IFCs)as a neutral and open specification for Building Information Models

［19］Government construction Strategy:(2011)Cabinet Office(link current April 2015 https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment _ data/file/61152/Government-Construction-Strategy_0.pdf)

［20］Industrial strategy:government and industry in partnership.(2011)HM Government.Building Information Modelling

［21］A PAS is a Publicly Available Specification-a type of document issued by BSI to serve a number of purposes;here to get an advance version of a‘standard’into the marketplace for use and development ahead of its permissible publication as a BS.In this case the document contains non-normative information so has to be in circulation as a PAS for around 18 months prior to being reissued as a BS.There are a number of documents under the“1192”nomenclature and it is likely that that once all of these are available for full BS publication they may be slightly reordered into a homogeneous set.

［22］http://www.saxoncbe.com/a-darwinian-moment.html.

［23］http://www.breeam.org/filelibrary/BREEAM%20Communities/Introduction_to_BREEAM_Communities.pdf