浅论BIM 技术在国内发展的障碍与对策

2022-08-15郝津

佛山陶瓷 2022年12期

郝津

（山西工程职业学院,太原 030000）

1 前言

随着时代的发展，我国经济已从粗放型向集约型发展，越来越多的行业与计算机领域进行了结合，建筑行业也不例外，并且越来越精细化。BIM技术被越来越多的应用在建筑行业中，BIM 技术即为Building Information Modeling，国内常称之为：建筑信息模型，由美国乔治亚理工大学ChuckEastman 博士于1975 年提出，目的是表达出整个工程项目中所有专业和各阶段的信息和功能，将设计环节、施工环节、运营维护环节的信息都有机地整合到一个共享建筑模型中，以便于实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率。

2 BIM 技术在我国的发展

在不同的阶段BIM技术的应用也不相同。就如在设计阶段，其模型包括建筑、结构、水电风、性能模拟、环境和基础设施；在施工阶段的初期，是将设计模型按照施工步骤进行细分和深化；随着施工的进行，需要在其模型上表达出施工进度：将工程项目按时间进度跟模型中的对象进行联结，并且要在模型中表达出成本信息，也就是将工程项目成本与时间跟模型中的对象联结；在项目竣工后投入运营使用阶段：模型将用于模拟运营管理、维修保养和中期更新。

在项目的整个过程中可以使用三维模型替代传统的二维图纸制造建筑构件，这样有利于施工阶段的施工碰撞检查。在设计阶段中往往会出现二维图纸信息更新不及时以及信息的漏缺，而在BIM三维模型中则可以有效避免这种情况的发生，某个构件信息的变动只要在一处进行更改则会牵一发而动全身，模型中关于该构件的信息都会进行更改。

3 BIM 技术发展的障碍

但截止目前为止，也只有在沿海发达城市和一些超大型项目中才会使用BIM技术，BIM技术在我国仍旧有很大的发展空间，究其原因包含以下四点：

3.1 缺乏BIM技术的人才支持

BIM工程是一个系统的复杂工程，不单纯是一个单位，一个专业，一个人就能够完成的，而是需要参与建设的五大责任主体单位共同参与、共同配合才能使项目取得好的成果。一个完整的BIM团队不仅需要建模人员，还需要造价人员、管控人员，只有充足的人才做支撑，才能完成BIM 工作，由于涉及范围较广且难度较大，导致BIM人才稀缺。

目前，我国绝大部分高职高专已经开设了建筑工程相关专业，为建筑行业提供一线工作者，直接接触最新的技术并将课堂所学直接转化为工作所需。但目前开设的与BIM技术相关的课程仍旧较少且较为基础，高职高专开设课程有BIM 概论、BIM 应用基础和BIM 建模、建筑动画制作等。这些课程主要集中在对BIM技术的概述和BIM 应用前景的分析，旨在向学生传授BIM 思维和BIM软件创建模型的方法，要求学生根据二维图纸构建三维模型，将建筑施工图纸中的雨篷、楼梯、散水、女儿墙、门窗等构件的几何形态和视觉信息进行表达，如：位置、尺寸、外形等，以及非几何形态信息：材料、重量、性能、厂牌、型号，将结构施工图纸中的梁、板、柱、剪力墙或砌体墙进行表达，并在构件属性栏内表达构件的强度等级和材质的相关信息。但这些课程只是BIM技术的一小部分，而实际工程中BIM技术贯穿于整个建筑生命全周期，从规划阶段、设计阶段到施工阶段再到运营维护阶段，而高职高专所开设的课程仅仅涉及了设计阶段的初期和施工阶段的初期。由于学生素质参差不齐而且没有任何施工经验，导致BIM行业不仅缺少相应人才而且其从业者的技术技能不过关。

要想改善这种局面，可增设BIM相关课程以及提高相关课程的覆盖率，可在本科土木工程专业和建筑专业等相关专业中开设相关课程。随着BIM技术在行业、企业得到了广泛应用并效果显著，对学生的职业素质、理论知识和专业技能的要求也越来越高，高校应逐步依照国家政策对专业课程进行改革，将智慧工地、BIM等相关技术融入高职院校建筑工程专业课程体系之中，对原有的教学模式进行改革以适应行业发展的需求，培养具有互联网思维的智慧建造技术技能型人才，是新时代职业教育刻不容缓的教学改革任务[1]。

3.2 本土BIM软件有待发展更新

目前，由于BIM 技术在国外发展时间较长，相关体系与规范更加完善全面，国外主流BIM平台软件包括：Revit、Bentley、microstation、Project?Wise、VectorWork、AIIPLAN。在诸如：美国、英国、新加坡等各个国家中，BIM技术在建筑行业中的使用率及普及率更高。BIM技术在我国的发展较晚，导致软件功能还未完全成熟、产品较少、规模较小、优势不突出、系统性有待提高，可实现的BIM功能较少，在建模功能、可视化功能、信息集成功能、信息共享功能中只有前两种功能较为完善。目前我国BIM相关软件存在着以下问题：在引进国外软件过程中依旧存在着国外软件不落地，未将软件完全本土化，导致项目实施不见效问题。

目前国内大多数BIM 应用成果和效益在建设过程和绿色节能中有所体现，BIM软件功能较为单一，而且主要集中在结构分析功能、建模功能、三维可视化功能、碰撞检查功能等，这些功能的开发目的仅仅是为了实现设计、施工等自身服务的内部管理，并未服务于建筑的全生命周期，而维护和运营才是BIM 技术最终使命和目的。但因许多普通民用建筑的运维相对比较简单，故导致针对业主方的BIM软件的发展一直较为缓慢，一直以来都缺乏一个能够整体把控项目的进度、质量、安全、成本等方面，动态可视化反映重要场景的以业主为服务主体的BIM协同平台。

由于各软件功能不同，在实行不同的功能时需要切换软件，而各软件之间又存在转化壁垒，因此，急需开发研究BIM的协同平台。协同平台承载的信息和资源可供各方借鉴使用，不仅提高了项目管理的效率，而且减少了信息不全造成的障碍。依靠BIM的技术优势以及相关协同平台，将BIM技术的应用从设计阶段扩大到建筑全生命周期，让决策、设计、施工、运营等各方参与进来，将大幅提升项目综合效益。我国目前的国产的BIM相关软件设计与研发还有很大的发展空间[2]。

3.3 缺乏BIM协同标准

设计BIM标准、施工BIM标准、运营维护BIM标准的不一致很有可能产生缺漏和重复，导致设计模型和施工模型不一定完全契合，存在模型传递的割裂、模型信息的缺漏、模型复用率低等问题，且需要不断更新相关数据。尤其是设计阶段模型深度与精度不足，施工阶段难以深化设计模型，模型质量问题制约了BIM技术价值的发挥。

针对这个问题应尽快建立国内统一的标准，BIM模型标准分为建模标准、应用标准等。建模标准应该贯穿于建筑全生命周期，与各参与方的应用标准相互配合，各参与方可以依照自己的模型建立相应的数据库，同时在其他标准的配合下，参与项目的全过程[3]。标准的统一将使施工方与设计方的模型更为接近，避免在施工过程优化环节中较大的修改。

在专业研究人员和业内专家、相关企业等的不懈努力下，我国国家BIM标准的编写已取得了阶段性成果，《建筑工程信息模型应用统一标准》在历经四个月的征集、审议、修改后，于2013 年11 月15 日完成了征求意见稿，于2017 年7 月1 日开始执行。《建筑工程信息模型应用统一标准》是我国第一部关于建筑信息模型应用的工程建设标准，提出了建筑信息模型应用的基本要求，是建筑信息模型应用的基础标准，可作为我国建筑信息模型应用及相关标准研究和编制的依据[4]。

3.4 各建设方对BIM的抵触

在二十世纪60 年代CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计）诞生，在建筑设计行业中将单纯的人为画图转化为人机交互画图，缩短了设计时间。CAD 的诞生可谓是建筑设计行业的第一次重大变革，而BIM技术毋庸置疑是整个建筑行业的第二次变革，它的应用将涉及到更多方面，如设计方、施工方、业主方等，多方的协同配合更为不易。据美国政府统计，合理地使用BIM技术可以让建设项目节省5%-12%的投资，因此，BIM技术的应用与普及是大势所趋，但建设项目的多方却有抵触心理。

（1）于施工方而言，基于BlM建立的工程5D 关系数据库，包括：3D 实体、时间、WBS 可以建立与成本相关数据的工序维度、空间、时间关系，能对构件进行数据处理，让高效处理分析与项目实际成本相关的数据成为了可能。如果在BIM的基础上创建实际成本数据库，数据库中包含材料实际成本、工费实际成本等数据，并将这些数据进行实时更新记录，通过互联网集中在企业总部服务器，实现了工程项目的实际成本数据在总部成本部门、财务部门和项目部之间的数据共享，进而实现了总部与项目部的信息对称，加大了总部对成本的管控能力。但如此透明化的成本显示势必会影响施工单位的利益，这也是为何BIM 技术在施工方推行较为困难的原因。

（2）于设计方而言，大多数设计院的BIM 团队仍然将BIM 等同于Revit，所做一切仍是围绕“建模、模型转向、照明能耗和2D 图纸优化、建筑性能分析、结构计算分析、和三维碰撞检查”进行的。只涉及到了设计阶段的零星片段，并未充分发挥BIM技术信息化的优势。因为目前设计院提交的成果仍是以二维图纸为主，图纸设计须符合国家的二维制图规范和标准，而基于BIM三维模型生成的二维图纸不能满足制图规范的要求。此外针对部分设计单位而言，BIM是业务中的加分项，而非主要业务，设计人员对新软件的陌生和排斥也是BIM技术在设计方面难以推行的原因之一。

（3）于业主方而言，BIM技术的应用与普及会大大增加业主对项目的把控能力，少部分业主会在招标文件中要求投标方在项目设计、施工中应用BIM 技术；或是不要求设计、施工等项目参与方使用BIM 技术，而单独发布招标文件招聘第三方BIM咨询顾问。截至目前为止，国内业主在设计、施工招标文件中要求在项目中使用BIM 技术的很少，主要原因有：业主对BIM 技术一知半解，不知道要用BIM 要做什么、能做什么，要求不明确，导致业主在BIM 上的投入达不到应有的结果，因而对BIM技术产生质疑与排斥。其次，国内具备完备的BIM技术的设计单位和施工单位少之又少，有资格承接BIM咨询的第三方公司也为数不多，导致业主可选择范围较少，致使目前项目的建设无论是设计还是施工仍偏向于传统方式。

毋庸置疑，BIM技术的发展需要业主方、施工方、设计方、咨询方等多方的相互促进才能有所发展的，这就要求各方提高自己的专业能力。政府部门和BIM企业可以加大线上与线下的培训力度，针对不同的建设方提供专门的培训项目；建立应用BIM技术的项目的数据库，给建设方直观有力的感受，而这些具体的实施方式目前整个行业都还在探索的阶段。