【BIM专家】何关培:BIM河洛图 - BIM中国战略研究的起点

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一、BIM中国战略值得研究吗?

经过前几年的研究实践,相信同行们都有了一个共识:与当年CAD应用不同的是,要实现BIM在中国工程建设行业技术和管理水平提升中的整体价值,就必须有一整套中国自己的BIM研发和应用体系,我们姑且称之为BIM中国战略。当然这不是任何一个个人或者组织单独能够完成的事情,要做好这个工作,有赖于整个行业所有利益相关方的共同努力,或者叫“举国之力”。但是,这件事情值得做吗?值得“举国之力”去做吗?

近年来我国每年全社会固定资产投资维持在10万亿元人民币左右,这些投资的60%以上需要靠建筑业来完成,如果能够利用信息技术降低建设成本2%,则全国每年可以降低建设成本1200亿元人民币。中国建筑业协会公布的数据表明,2009年全国建筑业总产值为7.6万亿人民币,上述两个数据基本可以互相印证。

比较而言,我国建筑业的软件产值有多少呢?虽然我们没有详细的统计数据,估计应该不会超过30亿元人民币,这个数字还不到1200亿的3%,更不用说和建筑业规模的7万亿去比较了。

BIM能够给建设项目带来的成本减少有各种理论分析方法和实际案例数据,这些数据的来源以美国为主,从这些来源纷杂、大小各异的数据当中,我们可以看到一个若隐若现的聚焦点 - 10%,这个数字远远大于上文提到的2%。

我们再来看一组数字,Autodesk全球建筑业软件的营业额大约为6亿美元,Bentley的营业额大约是4亿美元,也就是说,全球最大的两家建筑业软件公司的营收之和是10亿美元左右,折合人民币不到70亿人民币。而中国国内最大的两家软件公司营业额应该在5亿元人民币左右。

列出这些数字,只想说明一个问题,利用一个十亿、最多百亿级的建筑业软件(包括BIM)市场,去服务一个万亿级的建筑业市场,即使应用BIM只给我国建筑业带来1%的直接建设成本节省,而不计算诸如建筑性能和质量的提高、施工周期的缩短、资源浪费和对环境影响的减少等其他价值,其值得与否也是不需要计算就可以判断的。而如果存在10%甚至更多成本节省潜力的话,那就可以毫不夸张地说BIM是一场建筑业技术和管理的革命了。

二、BIM中国战略研究应该从哪里开始?

要研究中国的BIM实施战略,首先要弄清楚BIM本身以及BIM的现状,然后我们才可以在此基础上研究实践中国的BIM到底应该做什么,如何做?

大家知道,想说清楚BIM本身和BIM现状不是一件容易的事,作者在对美国、英国、加拿大、澳大利亚、挪威、荷兰、日本、韩国、香港等国家和地区的政府及行业机构、大专院校、软件供应商、专家学者、用户的BIM资料进行研究的基础上,结合国内BIM研究应用的现状和趋势,试图将BIM本身和BIM现状放在一张图上表示出来,抛砖引玉,为我国的BIM战略研究实践提供一些基本素材。我们把这张图称之为“BIM河洛图”,这可以作为研究中国BIM战略的起点。

BIM河洛图包括三个部分,现分别简单说明如下:

1、由来

BIM的由来和其他新技术新方法的由来并没有什么不同,都是来源于业务需求,又为业务需求服务,上图的第一个部分可以简单描述如下:

业务需求(不管是主动的需求还是被动的需求)引发BIM应用,BIM应用需要BIM工具和BIM标准,业务人员(专业人员)使用BIM工具和标准生产BIM模型和信息,BIM模型和信息支持业务需求的高效优质实现。

2、基本关系

“一阴一阳之为道”,古人把阴和阳作为人类描述世界万事万物发展变化的两个基本元素。

类似地,如上图第二部分所示,我们可以用BIM应用、BIM工具和BIM标准以及与之对应的BIM应用机构、BIM工具研发机构和BIM标准制定机构三个基本元素来描述BIM,这三者之间的关系如下:

* BIM应用机构:业务需求引发BIM应用,应用需要工具,工具需要标准,工具和标准产生项目所有阶段、不同参与方和各类软件可以使用的BIM模型和信息,BIM模型和信息支持业务需求。这也就是BIM的由来和BIM应该完成的任务。

* BIM工具研发机构:工具推动应用,工具遵守标准

* BIM标准制定机构:标准规范工具,标准促进应用

这就是对BIM本身的认识。

3、详细说明

图的第三部分是对BIM三个基本元素发展现状的一个经过提炼梳理以后的详细描述。

(1)BIM应用

业务需求永远是新技术新方法产生和推广应用的第一推动力。对BIM应用的业务需求来自于社会和业主对用更少成本、更短时间建设更高质量建筑物的要求,这种要求自然而然迫使开发商、设计、施工等建筑业参与方向技术和管理寻求解决方案,BIM就是这种寻找和探索的结果。

对于不同企业来说,这些业务需求基本可以分为两种类型:其一是企业为提高自身竞争力主动产生的需求,其二是在该企业的客户或政府主管部门各种合约或非合约、强制或非强制的要求下被动产生的需求,这种不同类型的业务需求引发了各种与之对应的以解决业务需求为目标的BIM应用。

BIM应用覆盖建设项目从概念产生到设施拆除的整个生命周期,包括规划、设计、施工、运营、维护、改建、扩建、转让、拆除等各个环节,这就是BIM应用的第一维度。

BIM应用涉及建设项目的所有参与方和利益相关方,包括政府主管部门、业主、建筑师、工程师、建造师、造价师、项目经理、预制加工商、产品供应商、市场人员、运营维护人员、用户等,这是BIM应用的第二维度。

BIM应用本身的不同层次和深度是BIM应用的第三维度,包括3D可视化、建筑性能分析、设计方案审核、4D施工方案和施工计划模拟、5D动态预算管理、现场进度和质量监控、自动化加工制造、工业化建造、团队和流程改造、打通产业链、BIM运营维护管理等。

(2)BIM工具

BIM工具是由不同的软件厂商研发出来的,国外市场影响较大的BIM软件厂商包括Autodesk, Bentley, Graphisoft, Gery Technology, Solibri等,国内较有市场影响的BIM软件厂商包括PKPM、鲁班、广联达等。

此外,BIM工具的研发需要BIM基础研究作为后盾,在这方面影响力比较大的机构有斯坦福大学、宾夕法尼亚大学和乔治亚理工学院等。

(3)BIM标准

由于BIM应用覆盖不同类型的建设项目和建设项目的整个生命周期、涉及项目所有参与方和利益相关方、以及需要使用不同厂家研发的数十上百种软件工具,因此BIM标准就成为了BIM成功应用不可或缺的基础。

BIM标准可以从两个维度进行分类,第一个维度是标准制定和遵守的层次,按照这个维度BIM标准可以分为国际标准、国家标准、行业或地区标准、企业标准和项目标准等。第二个维度是标准本身内容的种类,目前看来主要有下面这样一些类型:

* 信息互用(交换)标准:例如IDM, IFC, IFD, CSI/2等(请参考作者系列博文《实现BIM价值的三大支柱 - IFC/IDM/IFD(一 - 五))

* 信息分类标准:例如OmniClass, Uniformat, MasterFormat等

* BIM基础标准:例如美国国家BIM标准NBIMS,该标准制定者对NBIMS的定位是“BIM标准的标准”,或者叫BIM宪法

* BIM应用标准(指南):例如英国、澳大利亚、加拿大等国家或行业的BIM标准,BIM实施指南,美国总务管理局、陆军工程兵、总承包商协会的BIM标准,BIM法律和合同范本等

BIM标准是由不同的标准制定机构来发展维护和推广应用的,国外有影响的BIM标准制定机构包括美国建筑科学研究院(NIBS)下属的buildingSMART alliance、美国标准和技术研究院(NIST)、美国施工规范研究所(CSI)等,国内BIM标准的制定应该由住房和城乡建设部归口管理,另外BIM用户和行业协会也是BIM标准特别是BIM应用标准的制定者和使用者。

三、小结

以上内容是对BIM本身和BIM现状的一个综合描述,BIM河洛图构成了我们今天开展BIM中国战略研究的一个基本面,也可以说是我们今天开展BIM中国战略研究的一个起点。

随着BIM研究和应用的不断深入,BIM河洛图的内容会有不断的更新和变化,但是我们相信BIM河洛图的基本元素和基本结构将在未来3-5年甚至更长时间内保持稳定不变,可以作为我们进行BIM研究和实践的一个基础。

对于中国的BIM战略应该研究什么和如何研究这个问题,本文一开始就明确表示这不是任何一个个人或组织能够单独完成的工作,但是这样一个战略至少应该回答如下的一些问题:

* 中国建设项目的不同阶段和参与方需要哪些BIM应用?如何开展和实施?

* 中国的BIM工具研发应该做些什么?谁来做?

* 中国应该制定哪些BIM标准?谁来制定?这些BIM标准如何规范BIM工具研发?如何促进BIM应用?

我们期待全体行业同仁的参与和贡献,期待BIM能尽早为中国工程建设行业整体生产效率和质量的提升带来最大价值。

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本文作者2016-5-14 22:02
BIM
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