建筑业转型 势在“BIM”行

文｜方卓

嘉鱼长江公路大桥

党的十九大提出发展数字经济、建设数字中国的新要求。数字中国是新时代国家信息化的新战略，涵盖了经济、政治、文化、社会、生态等各领域信息化建设。随着数字产业化，产业经济和群众生活的在线化、智能化和网络化，人与物、物与物之间更丰富的网联化，各行各业以及人们生活的方方面面都在产生深刻变革。

数字中国战略的提出，也为建筑行业带来了新一轮发展机遇。加快数字化转型是企业的当务之急，这其中BIM技术将起到核心作用。BIM技术是转型节点上的重要方法和核心技术，它已成为建筑行业的第二次科技革命，正在引领和改变着行业信息化的发展方向，必将成为企业降本增效、转型升级的有力支撑。

伴随建筑工业化的不断发展，以及人工智能、物联网、增强现实等前沿技术与BIM融合应用趋势的凸显，建筑类设计项目的BIM正向设计趋势正日渐显现，模块化、参数化设计、方案优化、自动出图、图纸与模型相互关联愈发成熟应用，反映了设计单位对BIM技术落地生产的深刻思考与勇于实践。施工企业应用BIM的项目数量也在快速增长，跨界融合正呈现扩散趋势，包括工程技术与制造技术的数据融合，物联网等新兴技术正被越来越广泛的运用，精细施工、深化设计等应用在各大企业遍地开花。

BIM正向设计提升效率

2018年，由BIM所引领的绿色建造、智能建造也与新兴技术日益融合，为建筑行业带来全新的发展机遇。与此同时，随着BIM的不断普及与深化，行业整体及政府部门对BIM的认识关注度也更上一层楼，为BIM在更多政府类工程以及公共工程的应用上创造了肥沃的发展土壤。

在设计阶段，使用基于BIM的软件系统可以随时直观地看到结构的三维模型，这个三维模型不同于CAD中的三维模型，它包含结构构件名称、生成方法、与构件的逻辑关系等信息。通过在嘉鱼长江公路大桥项目的BIM技术实践以及对比验证，湖北省交通规划设计院找到了一条高效的桥梁BIM设计方案，并构建了一套设计体系，不仅大幅提高了设计项目的设计精准和设计效果，还为施工建设过程提供了可靠的指导和优化方案。

针对嘉鱼长江公路大桥项目，湖北省交通规划设计院股份有限公司制定了完整的BIM设计流程，利用相关BIM软件及企业自有平台，涉及规划、设计、施工一条龙流程；制定了完善的BIM设计标准，包括项目实施指引、成果交付标准等等。同时，应用BIM技术对项目进行设计、建造和运营，将各种建筑信息集合成一个整体，并使项目相关方能够协同合作，不仅能为整个项目带来巨大效益，同时也可以使设计、施工、运营项目全生命周期以及工程质量和管理效率得到显著提升。

BIM协同设计解决复杂项目

根据联合国发布的相关评估报告显示，到2050年，全球人口将有2/3会生活在城市中。随着城市人口的不断增加，相关需求也在不断提升。为了满足这些城市化人口需求，未来我们需要新建更多的建筑，同时还需要对现有老旧的基础设施进行翻新改造；在建造全新世界的同时，对现有世界进行不断改造。这意味着建筑行业拥有巨大的机会和无数的商机，但也面临更多的限制和挑战。

城市建设的迅猛发展以及日益丰富的建筑功能、造型需求等，促使了越来越多大体量、新造型的超高层建筑出现。利用高效的BIM协同设计方案，可以整合多方的设计条件，完成超高层项目从方案到调整深化、初步设计、施工图设计全部的设计过程，充分体现了BIM技术对于解决复杂问题的优势以及对于设计深度的巨大提升。

在超高层、大体量的复杂项目设计中，传统的二维图纸已经不能表达设计意图，只有借助BIM技术才能高精度、高完成度的完成整个项目。远洋集团及汇丰银行总部就是一个超高层项目，其最富有挑战性的难题就是该项目的复杂表皮。对此，项目团队通过主动创新，对于建筑表皮进行了全参数化的控制，并编写了数万行的计算机脚本，全部的幕墙模型都由计算机生成。小到每一个板块的装饰扣板，大到无线定位，都处于同一套控制体系当中，整个幕墙都是精确可计算的模型数据图。同时，项目设计团队将汇总的相关数据传递给幕墙施工方，施工深化模型也能够精确有效地在设计模型的基础上进行细化。从方案到施工图的设计完成都是在不断优化每一个细节，整个团队也都是在BIM模型中去调整每一处细节。

单一的BIM工具无法实现如此复杂项目的设计目标，项目团队在策划阶段就确定了多平台的协同工作，以适用性为导向的BIM技术框架。平面系统使用了传统的CAD平台，保证了设计的时效性；对卫生间、机房等独立专门组件利用建筑信息模型的优势，确保这些复杂组件的三维准确性。通过层层的设计平台将这三个大的体系整合在同一个平台中，实时更新、协同工作。

基于BIM工作平台，项目各专业的信息可以分辨提取，通过数据在不同的软件平台中流动，适应不同参与方的模型数据沟通。同时，利用BIM系统进行多专业的混合智能模块化设计，可以辅助多专业并同时出图。多专业的模型混合在一个模型环境中进行设计沟通，保证设计的一致性，进一步降低沟通成本，提高设计精度。

BIM技术实现了各专业间的顺畅沟通，尤其是在设计中前期的协调阶段，对建筑师后期修改几何形体，调整结构设计参数可以迅速响应，节省了大量手动修改模型的时间。

BIM集成应用实现项目精细化管理

如今，无论是设计方、建造方还是投资运营方，都在以不同的方式、不同的程度，积极地推动着BIM技术在工程建设中的应用，初步形成了一个BIM的应用生态圈。BIM应用已经不仅局限于设计这一单一环节，而是越来越多的应用到项目的全生命周期。施工企业也逐步尝试将BIM技术的诸多应用功能点进行融合，从而解决一线项目施工的管理问题。

在过去几年的发展过程中，BIM技术的应用方式还是以单点应用为主，但随着BIM技术的不断成熟，BIM技术逐渐成为解决包括成本管理、进度管理、质量管理在内的项目管理问题的最有效手段之一，其应用重心也从单点技术应用向项目管理应用方向逐步过渡。

北京城乡建设集团有限责任公司在北京地铁七号线项目中，尝试应用BIM5D进行进度管理，利用BIM5D手机端便于记录和反馈的特点，在施工现场按照任务项目进行工程进度的反馈。生产经理可以不去项目现场，也不需要每天召集所有人员开会，就能实时了解现场的真实施工进度情况，并为下一步的计划安排提供有效依据。同时所有反馈数据都在网页端存留共享，可以快速进行计划进度和实际进度间的偏差对比，方便统计进度的延期情况和延期原因，让问题迅速暴露、简单明晰，快速解决问题，提升效率。

此外，通过BIM5D三端一云进行数据共享和集中分析，实现现场施工的质量安全问题跟踪管理、构件跟踪管理和进度跟踪管理，使工作留痕、责任到人。基于BIM模型的结构化特性，可以和工程项目的进度信息、成本信息、质量信息、安全信息等进行挂接。将过去散落在各个项目部、各个岗位上的信息基于BIM模型有机整合在一起，支撑项目部基于BIM模型和数据进行精细化管理。简单总结就是，BIM模型可以提供含有部位和时间信息的结构化数据，支撑项目管理的精细化程度提升。

2018年是BIM技术发展的关键年，政策的利好让BIM技术站上了行业风口；物联网、移动应用等新技术的迅速发展与普及，云计算、大数据等技术的协同应用，满足了工程现场数据和信息的实时采集、高效分析、及时发布和随时获取，进而形成了“云+端”的应用模式。

北京新机场东航基地项目就将BIM技术与云平台结合，实现在线协作、图纸审批和资料管理，建立由东航投资公司、项目部、设计院、施工总承包单位、监理公司组成的虚拟办公云平台，在网页端和手机端共享图纸、三维模型、工程资料等文件，实现图纸在线浏览、分发和批注。在施工过程中，将BIM技术与移动端融合应用，使用手机、ipad等移动端，实现跨区域、跨部门的交流、沟通、协同和管理工作，方便管理层及时掌握现场情况。这种基于网络的多方协同应用方式与BIM技术集成应用，形成优势互补，为实现工地现场不同参与者之间的实时协同与共享，以及对现场管理过程的实时监控都起到了显著的作用。

实际上，上述诸多BIM应用代表着无论是设计企业还是施工企业对BIM技术的实际应用需求和范围正在不断扩大，并呈现出明显的上升趋势。经过近年来的政府推动、项目试点、标准完善等基础性工作，BIM技术正在逐步提升建设项目的精细化管理水平，并被越来越多的行业企业认可接受，成为企业的核心管理手段之一。当然，目前BIM技术应用还有许多问题需要解决，包括技术、标准、人才等多个方面，只有将这些问题都得以解决，才能最终推动BIM在项目全生命周期的价值落地，BIM技术的发展也才会处于良性的循环状态。