建筑工程施工企业应用BIM技术的问题与措施

朱丽佳

【摘要】BIM 技术的出现是近十几年国内建筑行业最大变革，使传统的建造模式得到了改变，被誉为CAD之后的第二次建筑行业革命，使建筑业由粗放的发展模式向精细化转变。但近几年 BIM 技术的应用并未在全国范围内得到推广，或者虽然得到了一定推广，但应用仅限于表面，未得到深度应用。本文目的是找出施工单位应用 BIM 技术的主要问题，并提出建议与对策。

【关键词】BIM 建筑施工;全过程;建模

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.074

1、BIM对建筑企业的应用价值

1.1可视化加强协商能力

人们对三维模型的理解能力远远强于二维图纸，BIM 技术基于三维可视化模型，因此对于任何参与人员，哪怕是非专业人士都可以直观地、无死角地查看建筑的任何细部构造，从而更加容易理解设计意图。基于对项目内容的充分理解，各参与方可以把本专业模型及各项数据信息及时共享到该统一平台上，实现项目各参与方的信息共享，减少因技术和沟通问题带来的协调困难。

1.2深化设计，模拟施工进度

由二维图纸生成的三维模型可以对施工进行模拟，由于平面图纸的局限性，二维CAD 图纸往往会造成施工时管线与构件之间、管线之间的碰撞，且难以在设计阶段解决。基于 BIM 技术能将建筑、结构及 MEP等专业模型整合在一起，根据各专业要求将整合后的模型导入相关软件进行碰撞检查，根据检查结果对管线进行优化，这也是BIM应用较为广泛的方面。施工阶段由于外部因素复杂多变，BIM统筹考虑时间要素的4D特性可以对施工进度进行模拟，把建筑构件与进度计划进行无缝连接，提前发现问题，实现项目的施工进度模拟，提高效率。

1.3优化全过程工程管理

BIM 管理模式可以有效综合进度、成本与建筑3D模型，以4D模式优化全过程工程管理，对传统工程管理的作战表、横道图等模式形成降维打击。精细控制人材机需用量，实现精细化成本管理和材料采购实时更新，大幅度降低材料浪费，显著降低工程成本。另一方面，BIM 技术可以与大数据、城市大脑、云计算、物联网技术及城市移动APP深度绑定。以H市普遍应用的“工地云”APP为例，工程形象进度、扬尘、噪音等環保指数、人员防疫信息等各项要素均可以可视化展示，并实时更新，一体化满足施工各项要求。项目运行维护阶段，BIM技术也极大的提高了管理效率，对传统运维模式实现了巨大提升， BIM 技术与RFID 技术深度结合，可对工程隐蔽部位的材料设备进行实时跟踪、监控，实现了构件全生命周期的实时检测与灵活替换。

2、建筑施工阶段BIM技术应用存在的主要问题

BIM技术进入国内虽然时间不长，但已得到较广泛的应用，与此同时也面临一系列问题，主要是各阶段应用链条不衔接;软件应用困难，国家标准建立较晚，推进广度和深度不足;短期成本高，经济效益不明显等。

2.1各阶段应用链条不衔接

2.1.1设计与施工脱节

我国工程开展一般以项目为依托，设计单位和施工单位一般由业主各自招标，分别委托。施工阶段由施工单位成立独立的、具有临时性质的项目部，项目结束后即解散，由施工单位派出BIM小组负责BIM技术应用，或在市场上选择BIM设计公司。尽管BIM技术的广泛应用主要局限在设计阶段，但设计方和施工方无隶属关系，且往往沟通不畅，加之BIM应用缺少知识产权界定与保障，设计方一般只给施工方二维图纸，施工单位的项目部并不能从设计单位直接得到 BIM 模型，而是需要拿到传统工程图纸等资料后自己组织BIM团队重新建模，工程量巨大，耗时耗力且成本高昂。如果工程变更，根据现行法规与工程惯例，设计单位需要在二维图纸上修改、签字，再由施工单位进行 BIM 软件上的三维联动修改，否则将面临巨大的违约、甚至违法风险。BIM技术应用并未真正提高协作效率，却加重了所有人的负担，成为信息孤岛，导致工程建模与施工脱节。

2.1.2技术与管理脱节

目前大多数施工企业对于BIM的理解仅存在于“建模”和“模拟”的技术层面，目前的主要应用也在于模拟施工、碰撞分析等层面，认为二维图纸变为三维模型可以加深对工程的直观理解，但对于BIM技术对工程进度的形象管理、全过程造价控制方面的强大生产力理解不足，加之各部门之间往往缺少沟通，各层面信息传递效率底下，导致BIM技术未能有效服务工程管理，未能更大限度的提高建筑企业的管理水平，BIM经济效益不明显。

2.2软件应用困难，标准统一晚，推动深度不足

2.2.1 国产BIM软件发展滞后

BIM技术引入我国是从21世纪初叶开始，仅有十余年时间，整体上处于摸索阶段，本土软件的开发尚处于开始阶段，仅有几种 BIM 机电分析软件、PKPM 结构分析软件、广联达造价软件，但是核心建模软件、方案设计软件、与 BIM 接口的几何造型软件、可视化软件、模型检查软件及运营管理软件的开发尚且处于空白状态。由于国内外工程标准、建筑理念的不同，国外先进 BIM 软件并不能直接嫁接使用。且国内软件之间各种库、接口、模型严重不匹配，对各种构件适配性较差，也制约了BIM的应用与推广。即便有全周期使用的想法，也受限于软件因素无法落地。

以H市A项目为例，在管道模型搭建过程中， 经常出现由于预先配置的库不全面，导致管件、管材和阀门等不存在而无法绘制。没有定排排气管 Φ325×8（DN300） 弯头， 而自动连接的弯头与实际情况不符， 无法实现两段弯管。

2.2.2政策推动深度不足

BIM技术并非我国本土产生的技术变革，而是学习发达国家先进生产方式的舶来品，与我国传统的设计、施工模式存在较大水土不服，住建部与各省市出台多项措施，进行强力推广。与国外相比，我国的BIM应用推广更依赖政府主导，由政策推动市场发展和技术变革。

2011年住建部发布《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》，第一次将BIM纳入信息化标准建设内容，之后的十年里，住建部与各省市不断出台各项政策，累计有几十项，推动BIM技术应用推广。但这些政策依然主要局限在设计阶段，未能改变传统的设计、施工模式，使得BIM技术仍然是传统设计方式的依附，大量的BIM使用仅仅是为了满足业主招标要求，应用停留于表面，在设计阶段建模之后便束之高阁，仍然按照传统施工模式进行工程建设，未能充分发挥真正作用。

2.3短期成本高昂，经济效益不明显

2.3.1软件、硬件成本高

一是硬件成本，BIM 对电脑配置有较高的要求，远非现行CAD平台可以相比，如材质渲染以及动画制作等工作中还要用到更高配置的工作站。在施工现场还需配备移动终端，这些对于企业来说都是不可缺少的支出。二是软件费用，BIM软件主要包含专业性软件（如 Revit、广联达等）和平台性软件（如 Project Wise等），目前正版软件价格昂贵。

2.3.2人员费用高

目前BIM专业人員严重缺乏，一方面在工程全过程中，业主方处于绝对优势地位，设计单位处于非强势地位，BIM团队更是只作为设计中的一个环节存在。由于传统建筑施工流程对BIM适配性差，各个部门普遍认为BIM加重了自身工作负担且无明显收益，配合意愿差，导致BIM团队获得的资源和重视程度不高，从事意愿低。另一方面团队公司需要对工作人员进行培训，但培训费用较高，新兴技术的推广需要较多的前期投入，风险与收益并存，企业需要对比进行权衡，在收益不明显时除非业主方明确要求，否则建筑企业不会主动应用 BIM。三是大多数高校尚未开设BIM课程，学生在高校得不到相关锻炼，也加重了企业的人力成本，BIM技术的掌握基本全靠读书期间和工作后的自学和培训，高校课程设置和工程实际应用存在较大脱节。

3、改进措施与建议

3.1整治行业生态，加强国际交流，优化部门衔接

3.1.1 整治行业生态，消除行业乱象

当前，我国仍处于基建尚未完善、“大干快上”的粗放型建设模式，普遍存在轻设计、赶工期，乱修改等现象，甚至不乏先施工，后补设计的行业乱象。经过近十余年的整治，我国建筑行业得到了很大程度的规范，但也仅仅是基本解决了偷工减料、施工安全、不按图施工等建设领域的基础性问题，使建筑行业从无序变为有序，但离有序到精细仍有很长路要走。一方面“中国速度”震惊世界，中国的土木工程建设体量之大、速度之快冠绝全球;另一方面全行业严重饱和，竞争惨烈，业主方（甲方）以外的建设部门普遍待遇低、工作强度大，导致近些年从业人员逆向淘汰严重，低价竞标严重扰乱市场秩序，设计和施工的技术水平进步缓慢。这是BIM先进技术在我国推广困难的大环境因素。针对这种现象，一是要优化行业秩序，整治不正当竞争的乱象。做优、做强一批技术专精、业务专业的行业骨干企业，做好示范，同时加强对低价投标等扰乱市场秩序行为的整治力度，倒逼全行业技术进步升级。二是要优化业务模式，培育行业“匠人精神”，逐步提升设计、施工技术人员的待遇水平和行业忠诚度，整治捞快钱的风气。

3.1.2加强国际交流，强化部门衔接

以美国广泛存在的建设模式为例，项目开始之初，设计、施工、造价、运维团队会首先协商，统一确定BIM模型制作标准并由设计团队进行建模，项目全生命周期采用同一种建模标准体系，不轻易修改，保证项目全过程标准统一。由于西方发达国家人力成本数倍于我国，且受制于法规、工会等多种限制，工程周期普遍远长于我国同类型项目，因此给建筑精细化、科学化提供了广阔的生存土壤。尽管我国与西方发达国家在建设行业存在国情的不同，但可以适当学习其先进经验，做到有利经验为我所用。

针对问题最大的各行业、各阶段应用不衔接问题，可以由行业主管部门主导下，推广BIM全生命周期的应用指南，消除各部门之间的沟通不畅，加强全周期应用。一是设立联席会议机制，在中标之后开始设计之前，由设计、施工、造价、运维等各个部门成立BIM联席会议机制，结合我国实际情况，建议以设计单位为主导，落实全生命周期的BIM标准统一与技术支持，标准确立以后，各部门不得轻易更改，减少各部门之间的BIM团队互不兼容、各自为战、互相掣肘的现象，从而大幅度减轻建设成本，增加应用BIM的积极性。二是从大型项目开始试点全生命周期BIM应用机制，由于大型项目的设计、施工单位技术力量更强，沟通更多，提供的经济效益更为可观，可以有效的为全行业试点，培育我国的BIM全生命周期应用机制。

3.2完善行业法规及标准，加大推广力度

3.2.1出台更符合中国实际的行业标准

与发达国家市场推动技术相比，我国新技术、新理念应用更强调政府主导，特别是建筑业从业人员庞大，对国家经济发展有着举足轻重的作用，且建筑企业水平良莠不齐，更需要政府加强规范与引导。统一的 BIM 标准和实施指南是建筑行业推广 BIM 应用的基础，对于加快建筑业信息化改革具有很强的推进作用。虽然我国已基本建立了BIM行业标准体系，但出台时间较晚，且与市场有一定脱节。应当出台符合中国实际，有指导性的政策。

3.2.2尽快完善BIM应用中的知识产权问题

知识产权问题一直是影响BIM应用的重要症结，直接导致信息孤岛。一是要明确BIM知识产权界定，目前因为界定不清，导致设计、施工、造价、管理中的BIM团队各自为战，互不兼容，增加了各单位经济成本与沟通成本，需要尽快明确各阶段的BIM成果的归属问题，方便各单位在工程各阶段中沟通，并妥善处理纠纷。二是要明确BIM知识产权收益，当今BIM收益过低是导致应用有限的重要原因，对于BIM团队的收益分成一直缺少明确规定，导致工作积极性缺乏，人员动力不足，长期处于吃力不讨好的状态，建议根据项目难易程度，BIM发挥作用，制定收益分成的行业标准，促进良性发展。

3.3优化软件与接口标准

3.3.1加强软件研发

与国外发达国家上千种常用软件相比，而我国自主研发的仅有PKPM、广联达等少量几款软件，后发劣势明显。国产软件的缺失，造成BIM 技术在国内的应用发展受到一定的限制。国内软件目前仅局限在建筑建模和造价方面，在关键性的材料、成本和运维管理等方面目前缺乏简单高效的操作软件，这直接导致BIM应用受到巨大限制，而软件的研发往往需要3至5 年甚至更长时间，這方面我国后发劣势明显。而受限于行业标准与建设模式的不同，外国软件无法直接嫁接使用，需要进一步鼓励技术力量强的企业、高校参与软件研发，打开局面。对于研发单位，应当提供严格的知识产权保护，以法律为准绳，打击国产BIM软件的盗版打击力度，确保研发单位获得足够的收益。

3.3.2优化库族与构件

目前不仅BIM软件不够丰富，并且软件中的库族与构件不丰富，建模困难，错误百出，模型与实际应用不匹配，需要从业人员反复校对，也在一定程度上影响了行业的健康发展。应当进一步优化软件应用，目前软件族库及构件不健全，不同软件标准不统一，影响了软件应用效率，需要建筑管理部门规范各个软件之间的统一标准，进一步丰富软件库族与构件。

结语：

本文通过对建筑行业BIM应用现状进行分析，查阅相关资料，并与建筑行业管理部门交流，得出了BIM技术具有可视化、模拟性、优化性的特征，认为BIM对建筑施工企业，具有加强协商能力、深化设计、模拟施工进度、优化全过程工程管理等特点。同时也存在一系列问题，主要是各个阶段应用链条不衔接;软件应用困难，标准统一晚，推动深度不足;短期成本高昂，经济效益不明显。针对这些问题，应当从行业生态、法律法规、软件适配等三个方面进行改善。

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