BIM技术在建筑业全面推广应用策略研究

黄骞 陈哲 陈群

(福建工程学院管理学院 福建福州 350118)

BIM技术在建筑业全面推广应用策略研究

黄骞 陈哲 陈群

(福建工程学院管理学院 福建福州 350118)

为促进BIM在我国建筑行业的全面性推广应用，文章分析了建筑业现状和BIM应用现状，找出BIM在我国建筑业领域运用中存在的障碍，并根据障碍因素，从外部环境、企业内部和项目3个层面对BIM的推广应用制定一个整体策略框架。

BIM；建筑业；障碍；应用策略

1 BIM技术推进了建筑产业现代化

近年，中国逐步成为全球最大建筑市场，建筑业总产值已超过18万亿元，从事建筑相关工作的人数超过5000万[1]，但目前我国建筑行业发展相较于GDP总量的发展水平依旧落后。我国建筑行业发展正通过以建筑产业转型为目标，技术创新为先导，信息化管理为手段，新型建筑工业化为核心，对全产业链进行改造、升级，从而提高建筑工程的安全性、高效性和低碳性。鉴于制造业PDM(Product Data Management,产品数据管理)技术的成功应用[2]及BIM(Building Information Modeling)对多信息协同处理的特性，将BIM作为信息管理工具全面应用于建筑行业，有助于实现建筑产业现代化，有利于促进“中国制造2025”目标的实现。

BIM通过信息管理创新，整合并集成工程全部信息，利用计算机、移动技术、互联网和云技术协同工作，多技术集成实现建筑项目信息的数字表达及共享，为项目全生命期的所有决策提供可靠信息和依据[3]，使BIM在项目的各阶段发挥着巨大作用。

首先，BIM的可视化技术能够实现建筑模型的具体化表达，建筑建设期各参与单位借助同一个建筑信息模型协同作业，如图1所示，使分散的建筑参与方在全生命期各阶段达到信息共享、利益共同。此外，BIM的参数化技术实现了建筑的精确建造，通过制造工艺的创新来提高生产效率，有利于减少建筑垃圾的排放，有助于积极响应国家“绿色”建筑的号召，实现可持续发展战略。最后，BIM的模拟化技术以模型为主体，以加载于模型上的实际信息为依据，可实现建筑成果前置，即通过现实模拟来消除以往建筑通有的“遗憾性”。BIM作为信息化管理创新手段，在很大程度上改造着我国建筑产业，并推动着我国建筑产业现代化的进程。

图1 BIM多方协同作业理想模型

面对BIM技术可能带来的优越性，全球各国对BIM技术争先进行了研究和推广，近年来我国BIM技术更是得到了空前的发展。

2 建筑产业现代化背景下BIM的发展历程

鉴于BIM功能的强大性及经济全球化的盛行，最初产生于美国的BIM逐步扩展到欧洲、日本、韩国、新加坡、香港等发达国家和地区，更有国家推出了BIM强制令。2013年，新加坡政府强制将BIM应用于工程项目。2016年4月4日，英国政府推行的BIM强制令生效[4]。发达国家和地区的BIM时代已来临，我国BIM的发展正处在建筑行业风口之上。自引入BIM以来，国家“十一五”科技支撑计划和“十二五”建筑信息化纲要都对BIM进行了必要推广。《住建部<关于推进建筑信息模型应用的指导意见>》中更强调，到2020年末实现项目采用BIM集成率应达到90%以上，且确定了“十三五”期间工程领域BIM集成应用进程的目标和任务。随着BIM的逐步推进及重要性的突显，从2010年开始，我国BIM的研究和推广显著加快，《中国BIM应用价值研究报告》指出，现阶段中国是全球BIM发展最快的5个国家之一，我国建筑行业即将进入一个新的时代。

从科学研究方面分析：2010年，中国房地产业协会商业地产专业委员会通过利用问卷调查的形式来研究中国房地产商对BIM的了解以及实施程度，并给出相应的实施方案。2011年，何关培通过136份问卷分析，研究了项目实施过程中不同参与方对项目不同阶段BIM应用价值的评价[5]；同年，清华BIM课题组在宏观层面上为中国CBIMS标准进行定位[6]。2012年,BIM标准研讨会召开，相关BIM标准研究课题成立[7]；2013年，中国BIM发展联盟理事长黄强根据中国实情推行P-BIM方法[8]；2013年～2016年，国家自然科学项目“基于云计算的建筑全生命周期BIM数据集成与应用关键技术研究”(2013.1-2016.12)[9]结题；2016年1月5日，中建一局建设发展公司“基于BIM的预制构件深化设计研究”的研究成果经过北京市住建委组织的专家鉴定，达到国际先进水平。该成果成功应用于成都市青白江区大同安置房项目、合肥市大杨镇湖畔新城复建点、北京市CBD核心区Z2b地块商业金融项目、北京长阳天地产业化居住项目等多个项目应用。

从应用推广方面分析：2012年，中国建筑科学研究院和其它十多家单位共同成立了BIM产业技术创新战略联盟暨中国BIM发展联盟；2014年，BIM在工程项目中应用的国内标杆型建筑——上海中心大厦于8月封顶完成，上海中心大厦曾在2011年“创新杯”建筑信息模型(BIM)设计大赛获得BIM应用特等奖，积累了丰富的技术和经验；2014年开始，绿地集团规定必须在200m以上产品的开发与运维上应用BIM技术；2015年，住建部《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中，明确发展目标：到2020年末，一级和特级企业、单位应掌握并实现BIM一体化集成应用；截至2016年11月，中建一局联想项目的项目型BIM团队已应用80余项BIM技术，将BIM融入了项目管理日常事务。

综合科研和实际应用两方面分析，我国BIM技术尽管发展较快，但主要在大型标志性建筑建造过程中进行有效应用，广泛应用状况不佳，BIM的全面推广应用还存在不少的障碍因素。

3 BIM在国内推广应用障碍

目前，BIM在国内处于推广应用时期，业主、承包商、设计方BIM意识有待加强，且存在管理流程与BIM技术不相匹配的难题，诸如部门割据、机制割裂、差异化获利等，多重屏障形成了信息孤岛，多层次问题阻碍了BIM在建筑全寿命期的持续推广应用。本文对近年来BIM应用案例收集统计，汇集了BIM应用过程中存在的问题如表1所示，通过对问题发生的原因进行深入分析后，将影响BIM在国内进行推广应用的障碍归纳为从业者意识薄弱、参与方协调障碍、BIM软件不统一、BIM商业价值不突出和外部支撑欠缺等5个主要方面。

3.1 从业者BIM意识薄弱

(1)BIM引进运用困难。基于新技术的不确定性及企业宏观把控能力不强，不少企业为近期利益放弃新技术运用。另外，落后的工作流程与高级的BIM概念不相匹配，管理者与工程师信息交流不完全，导致BIM深层次、系统性的运用效果不佳，阻碍了BIM的持续推广。

表1 近年BIM应用案例分析

案例来源：Building SMART 国际组织网站及中国 BIM 官方论坛

(2)工作习惯顽固。BIM要求技术人员在组织中变革，但组织中很难变革，且结果也难以预料。在BIM还尚被建筑行业推崇和认可时，CAD已然形成了一套完整且成熟的标准和工作流程，所以BIM技术要求的数据共享遭受从业者抵触，他们更倾向于遵循一种即使已面临淘汰的惯例(如美国工程师们还在采用非米制的度量来登记螺栓或螺帽)[10]。

3.2 参与方协同障碍

(1)由于国内建筑业对信息技术的运用参差不齐，各参与方对PDM管理思想整体掌握不尽完善，所以在模型构建的信息导入过程中，易造成信息数据共享性不高；另外，目前建筑业存在明显的条块分裂，只有建设方涉及项目管理的全环节，施工方和设计方往往只注重与其条块相关的BIM应用部分，建筑方、施工方和设计方由于利益分享和利益分担各不相同，导致三方无法目标一致地追求最大的BIM效益，使BIM不能发挥最大价值[10]。

(2)多数企业依据企业经济和现金流的状况，倾向于追求当前利益最大化。但BIM技术的应用需要从全寿命周期的角度进行分析，单一应用导致开发商误以为BIM技术的运用仅仅会带来投资的增加而没有产生实际经济增值，低估和忽略了BIM所能带来的社会效益、环保效益等，使其仅存于书面描述，流于形式。

3.3 BIM软件缺乏统一性

经过近几年BIM在我国建筑业的快速发展，市场上有关BIM的软件虽十分丰富，但缺乏统一性，多样性太强，运用得比较分散，如表2所示。且在这些软件中，每种软件都占领着一定的市场，但在中国，有一些软件由于其专业配套的功能与多专业一体的设计院体制不匹配，很难实现本地化，导致该软件尽管实用但业务拓展不开。

另外，BIM技术在建筑业应用的主要目的，是为了强化全寿命期的项目管理，实现整个项目的效益最大化，但BIM技术在全寿命期所涉及的软件公司并不统一，不同公司间的技术壁垒造成了信息数据无法正常传递，不能形成一个完整的信息交流平台，阻碍着BIM项目全寿命期的应用。

表2 国内外市场常见的项各阶段BIM相关软件

3.4 商业价值不突出

尽管BIM所具有的数据化和结构化特征能够使之成为建筑业未来的发展趋势，但回顾BIM近几年的发展状况，尚未发现其他特别显著的创新方向。由于传统的合同和业务模式还没有发生大的改变，企业运营和管理的体系也尚无新的变化，实施BIM的成本投入又较高，其商业价值在市场上迟迟得不到突出体现，导致BIM的发展进入瓶颈期。

3.5 外部支撑欠缺

法律、制度和标准均不够完善。目前，国内关于BIM 数据信息传输的标准和信息分类保存的标准都尚有欠缺，致使BIM 信息数据传递混乱，甚至无法传递；而且，国内对于BIM的保险条款以及合同示范文本都存在缺位，在没有具体文本契约保障的前提下，面对众多的利益纠纷问题时，各方将难以判定和协商；此外，目前法律条款对于BIM模型知识产权的界定和保障存在定义不明确问题。诸多外部阻碍因素的存在，导致尽管BIM技术不断更新发展，但其应用却依旧滞后。

4 BIM在国内推广应用策略

综上所述，BIM模型的应用障碍重重，存在软件运用太分散、标准不完善、信息的上下衔接不流畅、信息共享度低等影响BIM发展的不利因素。目前全寿命期应用BIM的项目不多，应用状况表现为专项多、集成少，更深入研究发现目前我国仍没有摆脱BIM初级应用阶段，亟需相应的解决方案来推动BIM的全面应用，如图2所示。下文将从外部环境、企业内部环境和项目这3个层面对BIM的推广进行相关策略研究。

图2 BIM推广应用策略所含层面

4.1 企业内部创新

4.1.1全寿命期协同

协同包括管理协同和技术联合。管理协同主要借鉴制造业成功的信息管理思想，将先进的管理流程和方法与BIM结合，如引入IPD(Integrated Project Delivery，集成项目交付)的管理思想，将人员、系统、商业结构及实践集中到一个流程中，各参与方信息共享、协同创建BIM模型。技术联合是通过BIM+的方式来突破单纯BIM应用的技术壁垒[11-12]，如将BIM技术与3DGIS、RFID等技术联合，拓宽BIM技术在建筑项目管理上的应用范围。

4.1.2明确企业目标

BIM属于一项较为复杂的技术，企业应该确定比较统一的BIM应用推广目标。首先，企业内部各层级员工间都应强化BIM意识，技术人员和管理者之间需进行更多的信息交流。其次，企业依据内部环境状况循序渐进地运用BIM技术，直至实现企业内部BIM技术的惯例化。

4.1.3规范企业标准

在体现本土性状况的前提下，制定适应性强的应用标准。参照美国、日本、新加坡等国家的标准，首先根据国际ISO及IFC、IFD和IDM制定国际性标准框架，便于国际间BIM信息数据畅通，之后依据BIM标准的实践制定本土化标准[13]。例如黄强先生提出的P-BIM思想是制定国内BIM标准的一个先进方法。

4.1.4人才培养定位

人才培养前先进行准确定位，再进行全生命期不同阶段、不同专业人才的适应性培养，根据能力差异性分别对其进行BIM模型建造、BIM软件使用和BIM模型后期运用等培训，以强化企业整体BIM应用能力。

4.1.5技术创新升级

鉴于发达地区已有的成熟BIM技术，运用资金引进技术的同时加以改进，使BIM本土化以适用我国建筑行业现状。此外，加快软、硬件等设备升级，使设备具有搭载和运行新技术的能力。

4.2 促进BIM项目实施

4.2.1构建BIM应用团队

在与BIM有关的项目实施前，必须进行合理的人员配备，构建必要的BIM应用团队。BIM应用团队中人员分为多级梯队，应包括BIM总监、项目负责人、工程师和运用人员，不同层级员工明确各岗位职责。并且BIM应用团队与项目内其他职能部门要进行技术、管理和组织上的衔接和协同，以保证信息数据的准确性。

4.2.2制定BIM应用框架

BIM项目与传统建筑项目相比较，项目的交付方式发生了巨大改变。随着BIM技术在建筑施工中的运用，应该建立BIM应用实践整体框架。BIM应用框架需包括目前企业愿景、宗旨、计划，所涉及的软件、技术、人员配备、标准等等内容，可起到帮助节约成本和实践的效果。

4.2.3规定BIM应用流程

BIM技术引入是为了优化目前的管理现状，并且使流程再造成为了可能。因此，根据项目一次性和独特性的特点，针对不同的建筑项目，应根据其独特性规定最合理、最有效率的BIM应用流程，从而获得最大化效益。

4.3 外部环境支撑

政府、高校、行业协会、咨询机构和软件开发商等作为促进BIM推广应用的重要外部环境因素，甚至在一定程度上决定了BIM技术在建筑行业的兴衰和消亡。

政府应在政策和立法上积极规定和推动BIM在建筑行业的运用，可以通过某种鼓励性或强制性手段进行推广；高校主要应该对推广模式和BIM运用过程中，各参与方之间的合作机理等进行研究；行业协会应该强调BIM应用的标准、框架和流程等；咨询机构应在BIM项目全寿命期进行介入，从专业的第三方角度对BIM的应用状况进行监督；软件开发商要保持敏锐的市场嗅觉，积极创新，保证软件的先进程度。为了让BIM在整个建筑业进行全面应用，还应充分利用好市场这只无形手的推动，通过市场的调节使BIM在建筑业实现最终的有序统一。

5 结语

建筑产业现代化背景下，建筑业越来越需要BIM，BIM也越来越被重视，“建筑即BIM，BIM即建筑”已成为一种不可逆转的趋势。但新技术的发展道路向来曲折，BIM的推广和应用相较于以往其他技术，经历的时间要更加漫长。因此，要正视BIM在国内应用初级阶段的问题，通过以具体项目实践为依托、打造成本领先和差异化的优势、充分利用企业内外部环境等方法来突破BIM应用障碍，才能真正意义上实现BIM在项目全寿命期的管理和运用，促进我国建筑业健康快速发展。

[1] 住房和城乡建设部计划财务与外事司，中国建筑业协会.2015年建筑业发展统计分析[J].工程管理学报，2016(6):1-13.

[2] 马岩.PDM在装备制造业成长型企业中的实施策略[J].电子技术与软件工程,2015:111-113.

[3] 王凯.国外BIM标准研究[J].土木建筑工程信息技术,2013:6-16.

[4] 何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012:12-16.

[5] 何关培.中国工程建设BIM应用研究报告2011解析[J].土木工程信息技术,2012,4(1):15-21.

[6] 清华大学BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[7] 纪博雅,戚振强.国内BIM技术研究现状[J].科技管理研究,2015(6):184-190.

[8] 叶凌.P-BIM推动中国BIM应用落地[J].工程建设标准化,2014:22-27.

[9] 刘薇,刘波.BIM在国内建筑业领域的应用现状与障碍研究[J].建筑经济,2015(9):20-23.

[10] 许云萍,徐晨.BIM对工程项目管理的影响及应用障碍分析[J].建筑经济,2017,38(3):35-37.

[11] 汤圣君,朱庆.BIM与GIS数据集成：IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术[J].土木建筑工程信息技术,2014:11-17.

[12] 任江,钟崇光,郭娜.基于物联网技术的施工现场管理深度应用研究[J].土木建筑工程信息技术,2013:40-44.

[13] 王婷,肖莉萍.国内外BIM标准综述与探讨[J].建筑经济，2014:108-111.

ResearchontheApplicationStrategiesofBIMintheWholeConstructionIndustry

HUANGQianCHENZheCHENQun

(School of Management, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118)

Based on the analysis of the present situation of construction industry and the current situation of BIM application, this paper finds out the obstacles of BIM's application in China's construction industry, and sets out the whole application of BIM from external environment, enterprise and project level according to the obstacle factors Strategic framework to promote BIM’s application in the whole construction industry in China.

BIM; Construction industry; Barriers; Application strategy

福建省科技重大专项(2013HZ0004-3)；福建省产学合作重大项目(2014H6004)；2017年省科协学科发展报告立项项目(FJKX-XK1727)。

黄骞(1993- )，男。

E-mail:250003904@qq.com

2017-10-17

F407.9

A

1004-6135(2017)12-0103-05