與BIM相關(guān)的幾個(gè)概念的差異

　　幾個(gè)概念。BIM即建筑工程信息模型(Building Information Modeling);BLM即建筑工程全生命期管理(Building Lifecycle Management);BLIM即建筑工程全生命期信息模型(Building lifecycle Information Modeling;BLI建筑工程全生命期信息管理(Building lifecycle InformationManagement)。

　　BIM。BIM原意應(yīng)是BLIM(Modeling)，美國(guó)人為了好讀，把“L”去掉了。實(shí)際上，當(dāng)初提出這一課題的學(xué)者，主要目的是：研究基于建筑工程全生命期的信息模型。在這一課題中，有2個(gè)關(guān)鍵詞：一是全生命期(Lifecycle)。建筑工程全生命期的關(guān)鍵時(shí)期是，項(xiàng)目立項(xiàng)、策劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工策劃、施工、竣工驗(yàn)收、使用、維修、改造和拆除。二是信息模型(Information Modeling)。信息模型主要包括制定建模標(biāo)準(zhǔn)、信息管理標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

　　其中，建模標(biāo)準(zhǔn)是建筑全生命期需要提供哪些軟件工具，每一類軟件工具應(yīng)提供哪些基本功能，并且這些工具都應(yīng)遵守?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。信息管理標(biāo)準(zhǔn)是組織(人)、領(lǐng)域、專業(yè)、對(duì)象等及其相關(guān)信息，信息的分類、編碼及其邏輯關(guān)系;數(shù)據(jù)的組織關(guān)系、邏輯關(guān)系以及數(shù)據(jù)與工程實(shí)體的關(guān)聯(lián)關(guān)系;數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)包括函數(shù)接口標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。

　　作為一個(gè)BIM工具軟件，最基本的應(yīng)該遵守提供信息管理標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，否則就算不上是BIM軟件工具。BIM是建立一種建筑工程項(xiàng)目全生命期的數(shù)據(jù)集成、管理與應(yīng)用機(jī)制。其數(shù)據(jù)，最基本的不僅能表達(dá)工程項(xiàng)目實(shí)體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時(shí)還可以滿足建造和管理的需要、以3維方式有序地展示工程項(xiàng)目;其機(jī)制不僅可以集成和管理工程項(xiàng)目全生命期產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，同時(shí)，項(xiàng)目相關(guān)方能方便地應(yīng)用其中他所需要的數(shù)據(jù)，并且，還能隨著項(xiàng)目的進(jìn)程不斷豐富和完善項(xiàng)目數(shù)據(jù)。

　　BLM與BLIM。有人認(rèn)為，BLM源自制造業(yè)的PLM(Product Lifecycle Management)，討論這個(gè)問題，價(jià)值不大，這里的關(guān)鍵是BLM(Building Lifecycle Management)與BLIM(Building lifecycle Information Management)究竟有什么區(qū)別?BLIM需要遵守可以共享的信息模型，對(duì)建筑工程全生命期進(jìn)行生產(chǎn)管理;而BLM不一定需要遵守共同的信息模型，對(duì)建筑工程全生命期進(jìn)行生產(chǎn)管理。

　　圖1 各專業(yè)之間采用推拉紙質(zhì)圖/電子圖的方式進(jìn)行工作

　　BLIM(Modeling)與BLIM(Management)。 BLIM建筑工程全生命期信息模型(Building lifecycle Information Modeling)與BLIM建筑工程全生命期信息管理(Building lifecycle Information Management)是有區(qū)別的。前者的工作重點(diǎn)是，如何建立信息模型，信息模型建好以后，至于別人怎么用，不用管，那是別人的事(見圖1);后者，不僅要解決信息模型的問題，同時(shí)還要解決采用什么工具，對(duì)建筑工程全生命期進(jìn)行生產(chǎn)管理的問題(見圖2)。

　　圖2 各專業(yè)之間采用數(shù)據(jù)中心工作平臺(tái)的方式進(jìn)行工作

　　目前BIM尚未突破階段性應(yīng)用

　　目前BIM并未突破信息模型，其研究、開發(fā)應(yīng)用的重點(diǎn)主要還是在設(shè)計(jì)階段，建筑工程全生命期其它階段也有一些研究、開發(fā)應(yīng)用成果，但成效不像設(shè)計(jì)階段那么大。在設(shè)計(jì)階段BIM的研究、開發(fā)成果主要可以總結(jié)為：3維空間設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、協(xié)同工作、信息共享和可視化等。

　　3維空間設(shè)計(jì)。人工時(shí)代，建筑物主要靠平面、立面和剖面三種圖表達(dá)。CAD時(shí)代，建筑物還是靠平、立、剖三種圖表達(dá)。但進(jìn)步了，其進(jìn)步主要表現(xiàn)在：計(jì)算機(jī)替代了人工，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率;平、立、剖三種圖可以合成展示建筑物全貌，觀察其設(shè)計(jì)效果。但值得注意的是，我國(guó)制圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，目前還是針對(duì)建筑物的平面、立面和剖面三種圖形表達(dá)而編制的。

　　BIM“時(shí)代”，直接在3維空間設(shè)計(jì)，建筑物用一個(gè)3維立體圖表達(dá)，當(dāng)需要任一平、立、剖圖形時(shí)，可以從3維立體圖模型中得到。它也進(jìn)步了，除效率和質(zhì)量更高外，進(jìn)步主要表現(xiàn)在，參數(shù)化設(shè)計(jì)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、相關(guān)方協(xié)同設(shè)計(jì)和信息共享等方面。

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)。3維參數(shù)化設(shè)計(jì)是BIM設(shè)計(jì)工具的主要技術(shù)之一，也是有別于二維CAD的一種全新的設(shè)計(jì)方法，它靠工程參數(shù)來創(chuàng)建、驅(qū)動(dòng)三維建筑模型，它是提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的重要技術(shù)保障。其主要特點(diǎn)是：修改其中一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，設(shè)計(jì)對(duì)象不需要一點(diǎn)一線的從頭畫起，就可以變成另一種實(shí)體“形狀”，并立即以3維方式予以展示。

　　面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)?；\統(tǒng)地說，對(duì)象就是專業(yè)人士要進(jìn)行研究和應(yīng)用的工程實(shí)體，如樓層、立面、區(qū)域、房間、梁、墻、板、柱;連續(xù)梁、剪力墻等。對(duì)象不僅能表示工程實(shí)體的狀態(tài)，還能附著信息、有關(guān)操作規(guī)則、計(jì)劃或事件，工程實(shí)體對(duì)象的狀態(tài),都可以用數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，并且還可以對(duì)其進(jìn)行操作，操作后其“形狀”馬上會(huì)發(fā)生改變。

　　例如，假定一個(gè)填充墻為一個(gè)對(duì)象，該填充墻上有一個(gè)門，門上端有一個(gè)過梁，當(dāng)該填充墻移動(dòng)、修改或刪除時(shí)，門和過梁隨之移動(dòng)、修改或刪除。由此可見，在填充墻對(duì)象中，不僅可以記錄該填充墻的長(zhǎng)寬高幾何尺寸、材料名稱和材質(zhì)要求等，還可以記錄門的寬高幾何尺寸、規(guī)格型號(hào)、材料名稱和材質(zhì)要求以及門所需配件(如，門鎖等)的規(guī)格型號(hào)和數(shù)量等，以及過梁的長(zhǎng)寬高幾何尺寸、材料名稱和材質(zhì)要求等。再則，對(duì)象的信息，并不是要求一次輸入，以后不能再修改和增加了，它可以隨著工作的深入，不斷的往對(duì)象里添加在工程項(xiàng)目生產(chǎn)、管理中所需的一切信息，例如，等到投標(biāo)或做采購(gòu)預(yù)算階段，再賦予填充墻、門和過梁的相關(guān)材料的單位單價(jià)，為計(jì)算工程制造成本準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。正因?yàn)橛辛藢?duì)象，和對(duì)象可以繼承、并不斷地往里添加信息的特性，才使得BIM更具有研究、開發(fā)應(yīng)用的價(jià)值。

　　協(xié)同工作。協(xié)同工作是提升建筑工程項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量和效率的重要方式。協(xié)同工作分為協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同作業(yè)。協(xié)同設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)項(xiàng)目組、專業(yè)內(nèi)部和各相關(guān)專業(yè)間的設(shè)計(jì)思想、方案的交流和溝通，交流、溝通的平臺(tái)是項(xiàng)目數(shù)據(jù)中心(見圖2);協(xié)同作業(yè)是項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、運(yùn)營(yíng)商等項(xiàng)目相關(guān)方，進(jìn)行方案和文件交流和溝通，溝通的平臺(tái)是項(xiàng)目數(shù)據(jù)中心(見圖2)。由此可見，項(xiàng)目數(shù)據(jù)中心溝通平臺(tái)改變了傳統(tǒng)的推拉紙質(zhì)圖/電子圖的工作方式(見圖1)，降低了溝通成本，提高了溝通協(xié)同工作的效率和質(zhì)量。

　　信息共享。建筑工程項(xiàng)目涉及項(xiàng)目的相關(guān)方以及項(xiàng)目的許多不同專業(yè)等。由于BIM具有承載各種信息的能力，整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)信息或整套文檔資料都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心，整個(gè)工程項(xiàng)目的建造模型、管理信息等都已數(shù)字化，并已完全相互關(guān)聯(lián)，憑借這個(gè)數(shù)據(jù)中心工作平臺(tái)，不但消除了各個(gè)專業(yè)之間交流溝通的困難，還為項(xiàng)目相關(guān)建設(shè)方提高了共享成果、協(xié)同工作的溝通協(xié)調(diào)機(jī)制。

　　可視化。按照可視化是一切用“圖”來傳遞和溝通信息的技巧和方法的解釋，可視化應(yīng)兼有二維通俗化的特點(diǎn)和三維直觀化的優(yōu)勢(shì)，也就是說，可視化應(yīng)具備工程實(shí)體的最基本二維或三維“表視”，以及效果圖、動(dòng)畫、實(shí)時(shí)漫游、虛擬現(xiàn)實(shí)等設(shè)計(jì)和展示手段，以盡可能的滿足相關(guān)設(shè)計(jì)師的需求，使其工作效率更高，觀察設(shè)計(jì)成果可選擇的視角度更多，判斷更為客觀，決策更為準(zhǔn)確，例如，建筑物實(shí)體間的碰撞檢查十分有效。

　　我們需要什么樣的BIM

　　到目前為止，盡管所謂的BIM在設(shè)計(jì)階段、計(jì)算工程量階段，甚至在施工階段有些局部性成果。尤其在設(shè)計(jì)階段，可以說研發(fā)出了一些比較實(shí)用、方便的工具。但是，筆者認(rèn)為，這些都不是BIM的核心價(jià)值所在。BIM的目標(biāo)或核心價(jià)值應(yīng)該是建筑工程項(xiàng)目的信息化，即針對(duì)建筑工程的生產(chǎn)制造和管理的需要，首先應(yīng)研究建立建筑工程全生命期可以共享信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理與應(yīng)用模型，或建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中心數(shù)據(jù)模型，然后，針對(duì)建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中心數(shù)據(jù)模型研發(fā)各種應(yīng)用工具，滿足建筑工程項(xiàng)目全生命期各類專業(yè)人士管理和生產(chǎn)制造的需要。

　　當(dāng)然，要完全研究出建筑工程項(xiàng)目信息模型和滿足建筑工程項(xiàng)目全生命期各類專業(yè)人士管理和生產(chǎn)制造需要的各種應(yīng)用軟件工具，這不是在短期內(nèi)可以完成的!

　　目前，對(duì)于中國(guó)的建筑企業(yè)來說，由于行業(yè)內(nèi)企業(yè)經(jīng)營(yíng)范圍或分工以及其它方面的原因，在建筑工程項(xiàng)目全生命期中，設(shè)計(jì)和施工的內(nèi)部以及它們之間，相互溝通，交流信息和文件資料的工作量最大，需求最急迫。其中最急需的系統(tǒng)功能是：一是提供高效的各專業(yè)設(shè)計(jì)工具，滿足各專業(yè)內(nèi)部和專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計(jì);二是便于施工添加有關(guān)信息，便于設(shè)計(jì)施工方案，模擬施工過程，反饋模擬信息至設(shè)計(jì)階段，反復(fù)修改設(shè)計(jì)，選擇較佳設(shè)計(jì)方案和形成多媒體投標(biāo)方案以及施工組織管理方案(見圖3)。三是數(shù)據(jù)對(duì)象的重組以及可追溯。例如建筑設(shè)計(jì)方案，隔墻上是兩根梁，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，隔墻需要轉(zhuǎn)換成荷載，其上部的兩根梁應(yīng)是合并成一根梁。因此，不僅要求應(yīng)用系統(tǒng)能重新定義設(shè)計(jì)對(duì)象、數(shù)據(jù)對(duì)象，同時(shí)還可以追溯到不同專業(yè)之間的設(shè)計(jì)對(duì)象的轉(zhuǎn)換情況。再如，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要將相關(guān)的多根梁，定義成連續(xù)梁;多塊相關(guān)板定義成一塊連續(xù)板等。四是自動(dòng)生成工程項(xiàng)目的工程量以及資源(物資材料、設(shè)備等)需用量等。阻礙這些功能性工具軟件發(fā)展的最主要的原因是，沒有建立能滿足設(shè)計(jì)、施工公認(rèn)的、工程項(xiàng)目共享信息模型。

　　圖3 多方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　如果設(shè)計(jì)階段能為施工階段提供全面精確的工程量及其資源用量，那么，整個(gè)建筑行業(yè)生產(chǎn)和管理一定會(huì)出現(xiàn)重大變革，可以減少施工管理階段大量、重復(fù)性勞動(dòng)，減少交易成本。 目前有人片面地把設(shè)計(jì)階段的軟件等同于BIM，也有人把三維算量軟件視為BIM，這是偷換概念，是推銷自己的軟件產(chǎn)品的一個(gè)噱頭。

　　解決這些問題的辦法是：一是研究制定設(shè)計(jì)和施工可以共享信息的信息模型及其存儲(chǔ)、管理、應(yīng)用機(jī)制。二是制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，規(guī)定上游工作階段(如，建筑、結(jié)構(gòu)、水電、暖通、設(shè)備、建筑物理、裝飾和施工等設(shè)計(jì)專業(yè)或工作階段)，展示說明本工作階段必須提交的信息外，還必須為下游工作階段提供哪些信息，并為其工作階段補(bǔ)充完善信息創(chuàng)造條件。

　　具體的要求是，設(shè)計(jì)階段應(yīng)為施工階段提供工程量及其資源用量，或設(shè)計(jì)階段為施工階段創(chuàng)造必要的條件，便于其補(bǔ)充信息，實(shí)現(xiàn)工程量及其資源用量的統(tǒng)計(jì)工作。目前，研究和開發(fā)應(yīng)用BIM技術(shù)碰到的最大問題是：一是3D設(shè)計(jì)會(huì)增加設(shè)計(jì)階段工期，對(duì)設(shè)計(jì)人員的能力要求也更高。二是BIM的3D功能和運(yùn)行速度有待改進(jìn)。三是面向?qū)ο蟆?shù)化的設(shè)計(jì)方法，在某種程度上增加了設(shè)計(jì)工作量。四是設(shè)計(jì)企業(yè)是BIM的最大受益者嗎，誰為3D產(chǎn)生的效益買單。五是應(yīng)用需求最強(qiáng)烈的施工企業(yè)，設(shè)計(jì)、施工的信息渠道不通暢，沒有好的技術(shù)讓有關(guān)方面感興趣來改變這一現(xiàn)狀。

　　對(duì)于中國(guó)建筑業(yè)來說，如果沒有施工企業(yè)的參與，連設(shè)計(jì)、施工的一體化都達(dá)不到，這樣的信息系統(tǒng)，稱不上BIM，也不能說我們進(jìn)入了BIM時(shí)代。BIM系統(tǒng)還有待相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門、專業(yè)人士的共同努力!