全球BIM技术发展趋势探讨之四 聚焦BIM技术发展趋势

■ 中国建设科技集团中央研究院智慧建筑研究中心 欧阳东 黄剑钊

本文聚焦BIM技术发展趋势，主要探讨BIM技术的六大变革、发展趋势、存在不足和发展思考。在大数据、物联网、5G移动互联的时代背景下，立足于建筑信息化建设的市场需求与发展趋势，分析BIM技术对数字化城市建设、运营、管理、服务的深远影响与现实意义。

BIM技术产生的六大变革

传统思维变革。传统设计的思维已被传统工作方式所固化，但BIM技术的出现，打破了这种已被市场广泛接受的二维设计模式。随着BIM技术应用的日趋成熟，没有BIM设计能力的设计团队，会面临被时代淘汰的风险。

技术手段变革。轻量型二维设计软件向重量型三维设计软件的转变。虽然BIM设计软件会对个人的工作效率造成一定的影响，但对于项目整体而言，BIM正向设计与技术应用，对项目的品质与管理带来较为显著的提升。

商业模式变革。一是市场对设计方业务能力要求的提升，随着国家层面对BIM发展的重视和支持、市场对BIM设计需求的增加，BIM正向设计已经成为了许多建设方对设计方资质考察的“敲门砖”；二是设计方业务向项目全过程延伸，因为BIM技术服务于项目全生命期，这也让BIM成为“EPC”或“建筑师负责制”项目的有效抓手。通过BIM技术对项目的进度、成本、施工、质量、安全等进行有效管控，优化资源配置，提升建造品质。

城镇建设变革。随着“大数据”“移动互联网”时代的到来，城镇建设向着数字化、信息化、智慧化的方向发展。以BIM技术为核心、由建筑单元到城市系统的BIM+GIS应用，为数字化城市的建设与发展提供了重要的信息基础与管控依据。

产业信息变革。基于BIM信息数据，

对建筑全生命期所产生影响力与控制力。设计的意图与图纸输出的信息均可通过BIM模型在不同的阶段、不同的专业，甚至不同的产业间进行传递与综合应用。

建筑产业变革。目前工程建造模式正向着预制化、标准化、装配化式的方向发展。BIM技术是设计图纸与预制构件之间的重要信息纽带，基于BIM应用逻辑与其下游建筑产业的工程编码体系已相继出台。基于设计图纸传递信息的深化设计方式，正在被数字化、标准化、智能化的计算机语言所取代。这也意味着建筑工业化的概念不再是“纸上谈兵”，建筑产业模式的变革，已经随着BIM应用技术的日渐成熟，悄然而至。

BIM技术的发展趋势

BIM1.0可视化应用

基于BIM模型可视化基础上完成的单方向的应用。如方案比选、管综优化、净高优化等，旨在利用BIM技术解决某一点或某一个阶段存在的设计问题，BIM技术应用目标相对单一。

BIM2.0全生命期应用

基于BIM正向设计逻辑基础上完成的多维度应用。如建筑性能分析、VR虚拟漫游、场地分析、工艺做法模拟、项目进度管理及工程算量计价等，应用维度可覆盖建筑全生命期，应用目标与应用深度根据项目侧重点不同作出相应调整，旨在利用BIM技术对建设项目的投资、设计、施工及运维等，进行全方位组织优化与系统管理。

BIM3.0“BIM+”集成应用

基于BIM模型信息化基础上完成的集成应用。如BIM+智能机器人、BIM+数字加工、BIM+VR、BIM+云计算等，旨在利用标准的工程编码体系与计算机语言，使BIM模型与其他产品、或产业间发生数据信息交互，让BIM技术的应用不再局限于建筑工程领域，而是以“信息”为切入点，成功接轨“大数据”时代。

BIM4.0智慧管理应用

基于“移动互联网”与“大数据”时代背景下的BIM智慧化管理与系统应用。如“ BIM+CIM+GIS+IOT ”，以BIM模型作为基础信息元接入城市地理信息系统，基于大数据、物联网等技术的发展，对BIM模型中已经录入的信息进行抓取、整合与利用。BIM智慧管理应用旨在通过BIM技术的应用，实现由建筑单元到城市系统的智慧化管理，为数字化城市的建设与发展提供重要的信息基础与管控依据。

BIM技术存在的问题与原因

BIM文件的法律责任（含知识产权和保密协议）

在实际的工程项目中，BIM设计模型是不宜加密的（加密之后面临传递问题无法解决），因此，BIM模型及其相关成果的知识产权归属难以得到有效保护，模型盗用、图纸泄密的问题时有发生。

BIM验收设计深度无法统一

由于“BIM国标”的出台时间相对较晚，所以各大设计院、地产商、以及地方政府纷纷制定了适合于自身的“内部通用”的BIM相关标准。“一个项目，多重标准”的情况时有发生，这直接导致了BIM正向设计的设计深度与验收标准无法统一，也间接造成设计方与建设方之间的利益失衡。

BIM设计成本与收益较难匹配

对于设计师来说，BIM正向设计的难度、付出的时间，需要解决的问题，要比传统二维设计高出非常多，但最终得到的收益，与传统二维设计模式相比，却并没有“质”的提升，这也影响了设计师学习、使用BIM的积极性。

BIM正向设计价值难以提升

目前，市场上对BIM正向设计的应用已经不满足于施工图出图，更多企业开始关注BIM算量、BIM咨询等BIM正向设计的“增值”业务，但很多设计企业因受制于成本、人员等因素条件，只能在传统“设计出图”的服务模式中徘徊。

BIM算量应用的普及存在地域性差异

近年来，随着BIM算量应用的快速发展，基于BIM模型的一键算量已经可以很好地辅助设计概算进行工程量统计。更多建设方以BIM算量结果统筹施工总包的招标工作，高度透明的成本控制触及了施工方的利润底线，导致BIM算量的普及与应用出现了较为明显的地域性差距。

BIM设计、施工、运维不同阶段模型难以传递

“设计、施工及运维模型”的区别在于：设计更关注空间与功能；施工更关注做法与工序；运维更关注体验与管控。基于不同的关注点和目的，反映在BIM模型上的图形表达与信息深度要求就会大相径庭。因此，基于项目不同阶段的BIM应用模型，除底层信息可传递和共享之外，更多信息的输入仍需通过BIM模型的深化来完成。

BIM技术的发展思考

从技术及应用的角度思考BIM技术发展

BIM 1.0阶段

这一阶段，主要是在BIM模型可视化基础上完成单方向应用，以可视化应用为目的，其核心技术是BIM三维建模技术。此阶段BIM技术应用多为“反向”翻模验证过程，通常情况下不需要协同。其模型主要为满足可视化应用、设计验证与优化标准的BIM模型，重点关注BIM可视化、精细化建模的技术与应用。该阶段的软件主要为BIM建模类软件，注重BIM快速建模与BIM模型的批量处理。

BIM 2.0阶段

这一阶段，主要是在BIM正向设计逻辑基础完成多维度应用，以全生命周期应用为目的，其核心技术是基于BIM正向设计逻辑的软件研发技术。设计对内的协同多基于C/S架构，以“中心文件+链接”的模式完成；设计对外的协同多基于B/S架构，需要独立的BIM轻量化协同应用平台配合完成。其模型主要为满足正向设计要求的BIM施工图设计模型（LOD 300）、满足施工工艺做法与拆分逻辑的BIM施工深化模型（LOD 400）、符合项目运维管理要求的BIM运维模型（LOD 500），重点关注基于BIM正向设计逻辑基础，建造全过程的信息传递与技术应用。该阶段的软件主要为BIM设计类与应用类软件，注重以正向设计逻辑为基础的BIM模型轻量化管理与应用。

BIM 3.0阶段

这一阶段，主要是在BIM模型信息化基础上完成集成应用，以“BIM+”集成应用为目的，其核心技术是BIM信息可传递的工程编码技术。该阶段的协同主要体现在：以BIM模型为核心，基于特定的轻量化应用平台，完成BIM模型信息与其他产品、或产业间的协同交互与集成应用。其模型主要为满足集成应用图形表达与信息深度要求的BIM模型，重点关注BIM信息集成处理的技术与应用。该阶段的软件主要为BIM应用类软件，注重BIM模型信息的集成处理与数据交互。

BIM 4.0阶段

这一阶段，主要是在“移动互联网”与“大数据”时代背景下，实现BIM智慧化管理与系统应用，以智慧管理应用为目的，其核心技术是大数据支撑下的“ BIM+CIM+GIS+IOT ”技术。该阶段的协同主要体现在：以BIM模型作为基础信息元接入城市地理信息系统，在城市级数字沙盘基础上，通过“大数据+物联网+云计算”技术完成的智慧化管理与协同。其模型主要为满足“BIM+CIM+GIS”城市地理信息平台集成与管理要求，并具备信息承载与交互能力的BIM模型，重点关注BIM、CIM和GIS之间的信息传递、数据交互与技术应用。该阶段的软件主要为BIM协同类软件，注重“数字化、智慧化、人性化”的城市运营管理与布局应用。

从营销的角度思考BIM技术发展

BIM的经营模式及主要特点

一是以BIM技术咨询业务为主，需要具备整合BIM领域内优质资源（软件方、建模方、研发方等）与获取BIM最新应用技术信息的能力；二是以BIM正向设计与应用延伸业务为主，需要配备能够熟练使用BIM设计与应用软件的设计方、能够提供软件技术咨询与建模辅助的BIM建模方。

BIM的生产模式及主要特点

一是在方案与初步设计阶段，采用传统CAD+轻量级三维建模软件，施工图设计阶段采用全专业BIM设计协同模式，适用于方案频繁修改，需要设计快速推敲、反复验证方案的项目；二是在方案设计阶段，采用全专业BIM设计协同模式，适用于方案设计条件稳定，无颠覆性调整过程的项目。

BIM的服务模式及主要特点

该服务模式的特点主要包括以下5个方面：一是BIM全过程技术应用咨询；二是BIM正向设计与应用延伸（BIM算量）；三是BIM施工组织管理（智慧工地、工艺模拟、进度管理）；四是BIM智慧运维与管理（从建筑单元到城市系统）；五是BIM设计管理与项目管理（B/S协同应用平台）。

就中国建筑产业而言，BIM技术的发展与应用就像是一场如期而至的革命，它引发了产业思维模式、行业技术手段、企业管理办法、设计服务体系等多层面、多维度的颠覆性变革。BIM已经不是建筑企业发展的“可选项”，而是“必选项”。越来越多的地产商、设计方及软件供应商的实践已经证明：“投资BIM就是投资建筑行业的未来”。随着“大数据”“物联网”“云计算”等新技术的日趋成熟， BIM技术的应用与发展也必将随着“5G”时代的到来而迈上新的台阶。