基于“什么是BIM”的探討

施旭光，張道賀 （中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

1 BIM 概述

1.1 BIM 定義

BIM（Building Information Modeling），全稱建筑信息模型，是指基于最先進的三維數字設計和工程軟件所構建的“可視化”的數字建筑模型，為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至物業維護等各環節人員提供“模擬和分析”的科學協作平臺，幫助他們利用三維數字模型對項目進行設計、建造及運營管理。BIM的最終目的是使整個工程項目在設計、施工和使用等各個階段都能夠有效地實現建立資源計劃、控制資金風險、節省能源、節約成本、降低污染和提高效率，從真正意義上實現工程項目的全生命周期管理（見圖1）。

1.2 BIM 思想的發展

1975年，Chuck Eastman提出了“Building Description System”系統，被稱為“BIM之父”。

20世紀80年代后，芬蘭學者提出了“Product Information Model”系統；

1986年，美國學者Robert Aish提出了“Building Modeling”；

2002年由Autodesk公司提出建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM),是對建筑設計的創新，但作為學術研究，無法應用到實踐中；

進入21世紀，BIM研究和應用得到突破性進展，隨著計算機軟硬件水平的迅速發展，全球三大建筑軟件開發商，都推出了自己的BIM軟件；目前，施工企業應用較多的建模軟件為REVIT軟件。

圖1 建筑全生命周期中的BIM

圖2 從2DCAD 過渡到3DCAD

圖3 以BIM 為核心的3DCAD

圖4 可視化

圖5 協調化

圖6 4D 施工模擬

圖7 熱能環境模擬

1.3 BIM 的發展

①手圖到二維、三維地信息改革；

②從2D、3D的傳統建模到4D、5D的信息建模方式；

③摒棄傳統設計中資源不能共享、信息不能同步更新、參與方不能很好的相互協調、施工過程不能可視化模擬，檢查與維護不能做到物理與信息的碰撞預測等問題；

④從2DCAD過渡到以BIM技術為核心的多種建筑3DCAD，將是未來計算機輔助建筑設計的發展趨勢（見圖2、3）。

圖8 建筑優化

圖9 可出圖性

圖10 鋼筋虛擬排布

圖11 機電實時碰撞檢測、分析、優化

圖12 3D 可視化交底

2 BIM 帶來的好處

2.1 可視化“：所見即所得”（見圖4）

①模型三維的立體實物圖形可視；

②項目設計、建造、運營等整個建設過程可視；

③方便進行更好的溝通、討論與決策。

2.2 協調性（見圖5）

由于各行業項目信息出現“不兼容”現象，如管道與結構沖突、各個房間出現冷熱不均、預留的洞口沒留或尺寸不對等情況；使用有效BIM協調流程進行協調綜合，減少不合理變更方案或問題變更方案。

2.3 模擬性（見圖6、7）

①3D畫面的模擬；

②能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬；

③4D（發展時間上）的模擬；

④5D（造價控制上）的模擬；

⑤對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。

2.4 優化性

①BIM及與其配套的各種優化工具能對項目進行可能的優化處理；

②利用模型提供的各種信息來優化，如幾何、物理、規則、建筑物變化以后的各種情況信息；

③給復雜程度高的建筑優化。

2.5 可出圖性（見圖8、9）

BIM模型的出圖模式：建筑設計圖+經過碰撞檢查和設計修改=綜合設計施工圖，如綜合管線圖、綜合結構留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等實用的施工圖紙。

3 BIM 在施工中的應用

3.1 BIM 在施工全過程中的應用(見圖10～13)

傳統方式上，人們用2D的方式來表達3D的建筑物。但由于某些項目復雜性的加大，縮短工期的要求以及控制造價的壓力等因素，2D已遠遠不能滿足需求，從而產生了基于BIM技術2D到nD的表達模式。

①工序上分析：BIM模型和進度計劃軟件（如MSProject、P3等）的數據集成，實時監控施工進度，實時調整現場情況。

②可建性分析：進行安全、施工空間、對環境影響等全面的可建性模擬分析。

③沖突碰撞檢查分析：建造前期對各專業的碰撞問題進行模擬，生成與提供可整體化協調的數據，解決傳統的二維圖紙會審耗時長、效率低、發現問題難的問題。

④建立工程資料BIM數據庫：在數據庫中可以快速搜索所需資料、設備位置、設備維護信息，將在后續項目運營和維護中發揮巨大價值。

3.2 BIM 與“三化融合”

2013年是中建五局的“三化”融合年，“三化”分別指標準化、信息化、精細化，標準化是信息化和精細化的基礎，信息化是標準化、精細化的工具，精細化是標準化、信息化的目標，中建五局的管理創新在于標準化、信息化、精細化的“三化”融合。

與設計階段不同，在施工階段我們的工作目標是實際項目，而BIM成為實際項目的“計算機虛擬映像”，包含了實際項目所需的所有必要信息，將BIM模型與實際項目虛實結合，對項目進行有效過程管控，最終實現項目的精細化管理，為項目和企業創造更大的利潤空間。

圖13 實時輸出工程量、構件等各種明細表

圖14 基于BIM 的項目精細化管理

基于BIM的項目管理，工程基礎數據如量、價等，數據準確、數據透明、數據共享；“三化”的最終目標是實現項目的精細化管理，而基于BIM的項目管理與“三化”不謀而合。對于計劃該花多少錢，實際項目造價花了多少錢，完全實現短周期、全過程對資金風險以及盈利目標的控制。

目前，施工階段BIM軟件的整體架構以及功能定位升級到以BIM為核心，以工程數據管理為基礎，延伸到全過程的項目管理。BIM技術作為項目基礎數據提供者，可以將項目基礎管理數據信息化、標準化、自動化、智能化，整合BIM和ERP的管理技術與理念，改變了以往ERP實施中缺乏工程基礎數據這個施工企業核心數據的格局，使得項目精細化管理和建設企業的集約化經營目標有個切實的支點。

在中建五局各二級單位中，安裝公司對于BIM技術應用的需求應最為強烈，不僅僅因為BIM技術的碰撞檢查能夠減少損失、降低風險，而且BIM技術的應用成果能夠輕松延伸到其預制構件、機電清單、采購管理以及設備運維管理；在提高效率的同時，優化了其管理效率和管理流程，實現了精細化管理（見圖14）。

3.3 BIM 的未來應用效益

理論和大量的實證調研證明，如果施工企業從項目招投標開始到竣工、再到維修服務結束，全過程充分應用BIM技術，大部分企業的大部分項目，有5%～10%的利潤空間可以挖掘。據相關專家預測，全過程應用BIM的項目精細化管理，將產生巨大的效益。

①直接經濟效益：減少返工，1個點利潤；專業優化管線，3個點利潤；降低材料損耗，5個點利潤。

②隱形效益：質量提高；減少安全事故。

③營銷效益：增加中標幾率。

4 結 語

在目前這個時點上，BIM已不僅是行業前沿性的技術，更是行業的大趨勢，是建企必須的戰略?？梢耘卸?，BIM技術將給施工企業項目精細化管理、企業集約化管理和企業的信息化管理帶來強大的數據支撐和技術支撐，突破了以往傳統管理技術手段的瓶頸，從而帶來項目管理革命。

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