我们需要什么样的BIM

　　与BIM相关的几个概念的差异

　　几个概念。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原意应是BLIM(Modeling)，美国人为了好读，把“L”去掉了。实际上，当初提出这一课题的学者，主要目的是：研究基于建筑工程全生命期的信息模型。在这一课题中，有2个关键词：一是全生命期(Lifecycle)。建筑工程全生命期的关键时期是，项目立项、策划、勘察、设计、施工策划、施工、竣工验收、使用、维修、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标准、信息管理标准和应用标准。

　　其中，建模标准是建筑全生命期需要提供哪些软件工具，每一类软件工具应提供哪些基本功能，并且这些工具都应遵守数据存储标准和应用标准。信息管理标准是组织(人)、领域、专业、对象等及其相关信息，信息的分类、编码及其逻辑关系;数据的组织关系、逻辑关系以及数据与工程实体的关联关系;数据的物理结构、存储结构等。应用标准包括函数接口标准和数据交换标准。

　　作为一个BIM工具软件，最基本的应该遵守提供信息管理标准和应用标准，否则就算不上是BIM软件工具。BIM是建立一种建筑工程项目全生命期的数据集成、管理与应用机制。其数据，最基本的不仅能表达工程项目实体间的关联关系，同时还可以满足建造和管理的需要、以3维方式有序地展示工程项目;其机制不仅可以集成和管理工程项目全生命期产生的各类数据，同时，项目相关方能方便地应用其中他所需要的数据，并且，还能随着项目的进程不断丰富和完善项目数据。

　　BLM与BLIM。有人认为，BLM源自制造业的PLM(Product Lifecycle Management)，讨论这个问题，价值不大，这里的关键是BLM(Building Lifecycle Management)与BLIM(Building lifecycle Information Management)究竟有什么区别?BLIM需要遵守可以共享的信息模型，对建筑工程全生命期进行生产管理;而BLM不一定需要遵守共同的信息模型，对建筑工程全生命期进行生产管理。

　　图1 各专业之间采用推拉纸质图/电子图的方式进行工作

　　BLIM(Modeling)与BLIM(Management)。 BLIM建筑工程全生命期信息模型(Building lifecycle Information Modeling)与BLIM建筑工程全生命期信息管理(Building lifecycle Information Management)是有区别的。前者的工作重点是，如何建立信息模型，信息模型建好以后，至于别人怎么用，不用管，那是别人的事(见图1);后者，不仅要解决信息模型的问题，同时还要解决采用什么工具，对建筑工程全生命期进行生产管理的问题(见图2)。

　　图2 各专业之间采用数据中心工作平台的方式进行工作

　　目前BIM尚未突破阶段性应用

　　目前BIM并未突破信息模型，其研究、开发应用的重点主要还是在设计阶段，建筑工程全生命期其它阶段也有一些研究、开发应用成果，但成效不像设计阶段那么大。在设计阶段BIM的研究、开发成果主要可以总结为：3维空间设计、参数化设计、面向对象设计、协同工作、信息共享和可视化等。

　　3维空间设计。人工时代，建筑物主要靠平面、立面和剖面三种图表达。CAD时代，建筑物还是靠平、立、剖三种图表达。但进步了，其进步主要表现在：计算机替代了人工，提高了设计质量和效率;平、立、剖三种图可以合成展示建筑物全貌，观察其设计效果。但值得注意的是，我国制图技术标准规范，目前还是针对建筑物的平面、立面和剖面三种图形表达而编制的。

　　BIM“时代”，直接在3维空间设计，建筑物用一个3维立体图表达，当需要任一平、立、剖图形时，可以从3维立体图模型中得到。它也进步了，除效率和质量更高外，进步主要表现在，参数化设计、面向对象设计、相关方协同设计和信息共享等方面。

　　参数化设计。3维参数化设计是BIM设计工具的主要技术之一，也是有别于二维CAD的一种全新的设计方法，它靠工程参数来创建、驱动三维建筑模型，它是提升设计质量和效率的重要技术保障。其主要特点是：修改其中一个或几个参数，设计对象不需要一点一线的从头画起，就可以变成另一种实体“形状”，并立即以3维方式予以展示。

　　面向对象设计。笼统地说，对象就是专业人士要进行研究和应用的工程实体，如楼层、立面、区域、房间、梁、墙、板、柱;连续梁、剪力墙等。对象不仅能表示工程实体的状态，还能附着信息、有关操作规则、计划或事件，工程实体对象的状态,都可以用数据进行描述，并且还可以对其进行操作，操作后其“形状”马上会发生改变。

　　例如，假定一个填充墙为一个对象，该填充墙上有一个门，门上端有一个过梁，当该填充墙移动、修改或删除时，门和过梁随之移动、修改或删除。由此可见，在填充墙对象中，不仅可以记录该填充墙的长宽高几何尺寸、材料名称和材质要求等，还可以记录门的宽高几何尺寸、规格型号、材料名称和材质要求以及门所需配件(如，门锁等)的规格型号和数量等，以及过梁的长宽高几何尺寸、材料名称和材质要求等。再则，对象的信息，并不是要求一次输入，以后不能再修改和增加了，它可以随着工作的深入，不断的往对象里添加在工程项目生产、管理中所需的一切信息，例如，等到投标或做采购预算阶段，再赋予填充墙、门和过梁的相关材料的单位单价，为计算工程制造成本准备数据。正因为有了对象，和对象可以继承、并不断地往里添加信息的特性，才使得BIM更具有研究、开发应用的价值。

　　协同工作。协同工作是提升建筑工程项目各个环节质量和效率的重要方式。协同工作分为协同设计和协同作业。协同设计是设计项目组、专业内部和各相关专业间的设计思想、方案的交流和沟通，交流、沟通的平台是项目数据中心(见图2);协同作业是项目业主、设计方、施工方、监理方、运营商等项目相关方，进行方案和文件交流和沟通，沟通的平台是项目数据中心(见图2)。由此可见，项目数据中心沟通平台改变了传统的推拉纸质图/电子图的工作方式(见图1)，降低了沟通成本，提高了沟通协同工作的效率和质量。

　　信息共享。建筑工程项目涉及项目的相关方以及项目的许多不同专业等。由于BIM具有承载各种信息的能力，整个建筑工程项目的相关信息或整套文档资料都存储在数据中心，整个工程项目的建造模型、管理信息等都已数字化，并已完全相互关联，凭借这个数据中心工作平台，不但消除了各个专业之间交流沟通的困难，还为项目相关建设方提高了共享成果、协同工作的沟通协调机制。

　　可视化。按照可视化是一切用“图”来传递和沟通信息的技巧和方法的解释，可视化应兼有二维通俗化的特点和三维直观化的优势，也就是说，可视化应具备工程实体的最基本二维或三维“表视”，以及效果图、动画、实时漫游、虚拟现实等设计和展示手段，以尽可能的满足相关设计师的需求，使其工作效率更高，观察设计成果可选择的视角度更多，判断更为客观，决策更为准确，例如，建筑物实体间的碰撞检查十分有效。

　　我们需要什么样的BIM

　　到目前为止，尽管所谓的BIM在设计阶段、计算工程量阶段，甚至在施工阶段有些局部性成果。尤其在设计阶段，可以说研发出了一些比较实用、方便的工具。但是，笔者认为，这些都不是BIM的核心价值所在。BIM的目标或核心价值应该是建筑工程项目的信息化，即针对建筑工程的生产制造和管理的需要，首先应研究建立建筑工程全生命期可以共享信息的数据存储、管理与应用模型，或建筑工程项目数据库中心数据模型，然后，针对建筑工程项目数据库中心数据模型研发各种应用工具，满足建筑工程项目全生命期各类专业人士管理和生产制造的需要。

　　当然，要完全研究出建筑工程项目信息模型和满足建筑工程项目全生命期各类专业人士管理和生产制造需要的各种应用软件工具，这不是在短期内可以完成的!

　　目前，对于中国的建筑企业来说，由于行业内企业经营范围或分工以及其它方面的原因，在建筑工程项目全生命期中，设计和施工的内部以及它们之间，相互沟通，交流信息和文件资料的工作量最大，需求最急迫。其中最急需的系统功能是：一是提供高效的各专业设计工具，满足各专业内部和专业间的协同设计;二是便于施工添加有关信息，便于设计施工方案，模拟施工过程，反馈模拟信息至设计阶段，反复修改设计，选择较佳设计方案和形成多媒体投标方案以及施工组织管理方案(见图3)。三是数据对象的重组以及可追溯。例如建筑设计方案，隔墙上是两根梁，而在结构设计中，隔墙需要转换成荷载，其上部的两根梁应是合并成一根梁。因此，不仅要求应用系统能重新定义设计对象、数据对象，同时还可以追溯到不同专业之间的设计对象的转换情况。再如，在结构设计中，需要将相关的多根梁，定义成连续梁;多块相关板定义成一块连续板等。四是自动生成工程项目的工程量以及资源(物资材料、设备等)需用量等。阻碍这些功能性工具软件发展的最主要的原因是，没有建立能满足设计、施工公认的、工程项目共享信息模型。

　　图3 多方案优化设计

　　如果设计阶段能为施工阶段提供全面精确的工程量及其资源用量，那么，整个建筑行业生产和管理一定会出现重大变革，可以减少施工管理阶段大量、重复性劳动，减少交易成本。 目前有人片面地把设计阶段的软件等同于BIM，也有人把三维算量软件视为BIM，这是偷换概念，是推销自己的软件产品的一个噱头。

　　解决这些问题的办法是：一是研究制定设计和施工可以共享信息的信息模型及其存储、管理、应用机制。二是制定行业标准规范，规定上游工作阶段(如，建筑、结构、水电、暖通、设备、建筑物理、装饰和施工等设计专业或工作阶段)，展示说明本工作阶段必须提交的信息外，还必须为下游工作阶段提供哪些信息，并为其工作阶段补充完善信息创造条件。

　　具体的要求是，设计阶段应为施工阶段提供工程量及其资源用量，或设计阶段为施工阶段创造必要的条件，便于其补充信息，实现工程量及其资源用量的统计工作。目前，研究和开发应用BIM技术碰到的最大问题是：一是3D设计会增加设计阶段工期，对设计人员的能力要求也更高。二是BIM的3D功能和运行速度有待改进。三是面向对象、参数化的设计方法，在某种程度上增加了设计工作量。四是设计企业是BIM的最大受益者吗，谁为3D产生的效益买单。五是应用需求最强烈的施工企业，设计、施工的信息渠道不通畅，没有好的技术让有关方面感兴趣来改变这一现状。

　　对于中国建筑业来说，如果没有施工企业的参与，连设计、施工的一体化都达不到，这样的信息系统，称不上BIM，也不能说我们进入了BIM时代。BIM系统还有待相关领导部门、专业人士的共同努力!