环保行业利用BIM技术推动产业升级探讨分析

殷 俊 沈美琳 程星海 陆凯豪 顾晓涛

(维尔利环保科技集团股份有限公司，江苏 常州 213125)

1 环保行业机遇与挑战

近年来,随着环境保护行业大环境持续升温,产业范围不断延伸,成为了推动我国社会和经济持续健康发展的重要增长点,被国家与市场赋予了厚望。如图1所示，2018年,我国环保上市公司累计3.5万家,人民币总产值超8万亿,营业收入达1.35万亿,2020年营收超2.1万亿，但仅有十家上市公司实现了营收百亿,距离“国家发展改革委、生态环境部2016年印发的《关于培育环境治理和生态保护市场主体的意见》到十三五末至少培育50家产值过百亿的环保企业，打造一批技术领先、管理精细、综合服务能力强、品牌影响大的环保公司”[1]，尚有不少差距，由此看出优秀环保企业尚有巨大的发展潜力。

图1 环保产业营业收入增长情况

同时环保产业也正在面临重大的考验，如长期高度依赖政策驱动，而不是依靠企业内生竞争力的提升，导致整个环保行业技术壁垒较低，同类竞争混乱。对于环保企业需要重新思考并规划未来，用对品质和创新的坚守推动产业的生态演进，推进环境产业走向精细分割、质量更好、规模更大的新格局。

为此BIM技术的出现，受到了环保企业的广泛关注，各级地方政府甚至为此出台了诸多指导性文件，从国家层面对BIM技术给予支持。

2 环保企业应用BIM技术分析

2.1 国内外BIM技术应用发展概况

在上世纪70年代，国外建筑行业高消耗、高污染的发展模式造成了资源的极大浪费[2]，BIM技术应用而生，经过多年的发展，BIM技术已被公认为是继CAD技术之后建筑业的二次科技革命[3]，许多国家都已将BIM技术提升至国家战略发展层面。

英国是目前全球BIM技术应用增长最快、成效最显著的地区之一，也是全球BIM技术标准体系最健全、实施推广力度最大的地区[4]。根据英国《NBS国家BIM报告2019》，英国BIM技术应用率已从2011年的30%提高至2019年的69%，并于2019年起协同ISO逐步将现行PAS 1192系列BIM国家标准升级至ISO 19650国际标准。

我国BIM技术起步相对较晚，但快速受到政府部门、企业、高等院校、科研机构的高度重视，住建部在2016年出台了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》《2016年-2020年建筑化信息化发展纲要》等文件，在此后三年工程示范建设中，BIM技术应用已由单点应用模式，逐步发展至与建筑智能化、数字化应用相结合，并取得了一定的进展。

2.2 BIM在我国建筑行业应用现状

BIM技术是指在三维软件中模拟真实工程活动，辅助建设项目全生命周期的新技术、新方法与新概念(而不是常被误解的新工具)。可作为工程项目各阶段各方更易理解的通用沟通语言；其协调性，可解决设计图纸中各专业间的碰撞问题以及设计变更时同步更新难的问题。

因此BIM技术被广泛认为是集成设计施工流程，有效解决建筑业各类绩效问题的重要工具[5]，但当前BIM技术的推广尚存在多软件协同时相互兼容性差、缺乏专业人才队伍建设体系、投资产出比低、各方应用意愿低等诸多障碍，进而BIM应用仍集中于稍大型工程或业主有特别要求的项目，其应用周期仍以设计阶段为主，施工阶段为辅，而对于项目生命周期最长的运营阶段，却不被重视。

2.3 环保企业应用BIM的可行性

环保企业亦属于建筑行业一部分但又不完全与恒大、万科等传统建筑企业相同。环保企业是以技术创新为驱动，工程建设为目的综合性服务企业。随着我国环保行业越来越庞大，环保企业越来越多，产生的竞争势必让利润逐渐减少，原本在某个细分领域有专利技术就可占据足够的市场，但是现状市场的份额被越来越多的公司分割，因此越来越多的企业对于工程质量效益最大化的需求越来越看重。

2.3.1 环保工程类型

环保工程以EPC、BOT以及前几年较火的PPP项目为主，无论是EPC还是BOT、PPP，总包方都具有设计、施工、安装、调试、运营全生命周期的话语权，而且大型环保企业兼具全生命周期的部门，各部门间协调统一，便于应用BIM解决现行各部门流程自上而下互相推诿问题，实现跨部门沟通，为业主提供最优质的服务。

2.3.2 环保工程特点

环保工程一般包含工艺、土建、设备、管线四大块。工艺部分，各环保企业都有其专有工艺路线，相对稳定，甚至10年间都只有细微变化，如，目前处理垃圾渗滤液的主流工艺-厌氧+MBR+NF/RO工艺、近几年餐厨、厨余的热点工艺都是基于机械预处理去进行；土建部分主要为建、构筑物，规模较小，结构简单，如车间、办公楼、污水池及设备基础等；设备部分包括标准设备如水泵、风机、仪器仪表，非标设备如钢罐，主要满足基本的定位需求即可；管线部分为环保工程最为重要的部分，相对较复杂，包括工艺管线、给水管线、用电管线等，由于工艺管线的复杂性导致传统的2DCAD很难完全表达出设计需求，在施工过程中经常出现管线的碰撞问题。

2.3.3 环保工程收益

环保工程的收益主要在技术服务与对下游供应商的管控，简单说一种是技术要求高，竞争企业较少，进而可以赚取丰厚的利润；另一种是走量模式，谁的体量大，对下游供货商压价的话语权就更大，进而获得的利润就更高。而工程建设这一块由于预算不准确，如因管道碰撞导致设计变更、施工变更，使得工程实际支出往往超过预算的3%～5%，而一个环保工程的整体收益平均在10%左右，因此环保工程的精细化目标管理对于企业的整体收益起到了关键性因素。

综上所述，应用BIM技术通过软件建立起族库，各专业分工协作，可以快速实现环保工程的模块化，标准化设计。

3 环保企业应用BIM技术策略

BIM技术在国外的发展历程及应用效果对我国BIM应用具有重要的启示。按照迈克尔·波特的竞争优势理论，企业竞争优势来自于：成本领先与差异化。现阶段BIM技术对于多数环保企业还属于陌生阶段，但随着近几年固废行业的大热，常规二维的设计已不能满足对空间利用的需求，环保企业率先利用BIM技术进行工程设计、管理者将占据更多的市场红利。当然在明确技术可能价值的同时还需要清晰知晓技术潜在的应用风险，最终结合企业的实际发展需求，建立起适合本单位的BIM应用标准。

本文依据同济大学经济与管理学院高管教育(EE)中心BIM经理高级研究班的培训教材，建议如图2所示，从制定科学的多阶段BIM应用目标、系统规划BIM应用方案、有效集成企业商业流程及项目实施流程三个方面进行企业BIM建设[5]。

图2 BIM建设流程

(1)制定科学的多阶段BIM应用目标，企业第一阶段理清企业技术、设计及发展需求，并以翻模、族库积累、人才培养为主。利用1～2个项目对人才进行培养，并形成企业标准族库，快速实现环保工程的模块化、标准化设计；第二阶段为正向设计，利用已有的族库，由设计师全程利用三维软件进行绘制，并利用BIM技术进行算量校正计算、碰撞检测以及产品展示，间接提高工程师的熟练度以及对BIN技术的应用能力；第三阶段信息输入、平台建设，该阶段模型不再是模型，需要更多的信息数据，发挥其对项目的施工、调试、运维智能化指导的作用，实现实时预警，一键排查、清理。

(2)系统规划BIM应用方案，BIM技术作为一种管理方式，其应用并不是简单地设计变更或施工管理软件。企业更应该依据目标，系统规划企业BIM应用方案，如制定BIM应用标准，标准族库，标准设备、标准工艺方案等，建立以ISO 19650为基准的企业标准，形成BIM技术框架，确定AIR、OIR、EIR、BEP等、培养BIM人才、设立BIM应用管理小组等，最大化地实现BIM技术的价值。

(3)随着5G的推广，企业数字化越来越受到上市企业的青睐，而数字化的重要特点就是对于数据、信息的高度知晓，可以更大程度控制企业的经营成本；环保企业利用BIM技术实现对数据的抓取，实现设备生产的标准化、配料的精准化，既可以提高工程质量，提高工程收益率，又可以为企业实现规模化提供坚实的基础，进而进一步控制采购成本；环保企业在数字化的浪潮中，还可以利用BIM技术开发出新的企业商业流程及项目实施流程，为企业获得更多的利润，协助企业数字化转型。

4 BIM技术在环保行业应用展望

环保行业长期竞争压力大，利润低，国家对于环保期望高等特点，优质环保企业有必要利用先进的管理方式，实现产业链的升级，快速进入环保3.0时代，依托BIM抓手提高工程管理的精细化，实现成本领先与差异化竞争战略，为冲刺百亿企业而奋斗。

可以想象下我们现在的环保工程类似我们的家用汽车，现在的环保工程的监控系统类似汽车中内置的电脑，不通过专业软件、专业工程师分析我们无法完全了解我们的汽车，而对于汽车的问题也只能通过故障灯来提醒，最终解决问题还是需要依靠4S店专业工程师处理，因此运行费用高、时间成本高，而未来的环保工程就像我们的电脑，BIM技术类似于电脑中的杀毒软件，我们可以实时了解我们的电脑的运行状况，当出现常规问题时，我们可以进行一键清理，当出现复杂问题时，专业工程师直接可以远程诊断并提供解决方案，最终实现环保工程的傻瓜式运行。