文 | 马智亮 清华大学土木工程系教授
来源 | 中国建筑业BIM应用分析报告2022
《中国建筑业BIM应用分析报告(2022)》已经正式发布,《报告》由中国建筑业协会与广联达科技股份有限公司联合策划、调研、编写,中国建筑工业出版社出版。
为了深入了解、持续追踪中国建筑业BIM应用的现实情况,中国建筑业BIM应用分析系列报告自2017年始,已连续6年针对中国建筑业BIM应用发展情况进行了总结,为建筑业企业BIM应用开拓思路,坚定建筑业企业BIM应用信心,形成了一定的价值沉淀和行业影响力。
本文将分享清华大学土木工程系教授马智亮关于BIM发展趋势的观点。
01
如何看待BIM在全寿命周期的应用?
住房和城乡建设部印发《“十四五”建筑业发展规划》提出要加快推进建筑信息模型(BIM) 技术在 工程全寿命周期的集成应用,请谈一下您对此的理解与看法?
我理解,这主要是在引导BIM模型数据在建筑全寿命周期中的集成化管理和信息共享,以及BIM技术和其他技术的集成应用。我认为,这非常必要。
目前在我国BIM应用实践中,呈现出“铁路警察,各管一段”的状况,即BIM模型自建自用,没有把建筑全寿命周期各阶段打通,从而造成各阶段重复建模的状况,没有充分发挥BIM技术的潜力。
另一方面,在建筑全寿命周期的后期阶段,例如在生产、施工以及运维阶段,BIM应用带来的效益很有限,特别是在运维阶段,BIM模型主要起信息底座作用,需要结合云计算、大数据、物联网等新兴信息技术发挥更大作用。
如果能实现BIM技术在工程全寿命周期中的集成应用,BIM模型一旦建立,相关信息就可以在后续环节或阶段被直接利用,而在后续阶段或环节产生的信息,也会依次添加到BIM模型中,或与BIM模型中的有关实体建立关联。
这样一来,一则可以避免工程全寿命周期中信息的重复录入,提高有关参与方的工作效率;
二则可以避免信息重复录入可能伴随的错误,从而保证信息的一致性,提高工作的质量。此外,通过实现BIM技术与其他技术的集成应用,可以使BIM模型数据发挥更大作用,实现更大价值。
当然,这实现起来难度也很大。造成这样的情况主要有两点原因:BIM应用标准的不成熟和BIM应用软件的不成熟。推进BIM在工程全寿命周期的集成应用,意味着需要推进BIM应用标准和BIM应用软件的发展,使之趋向成熟,满足BIM技术在工程全寿命周期的集成应用需求。
02
推进BIM应用有哪些困难?
您认为现阶段企业及项目,在推进BIM应用过程中最大的困难有哪些?形成这种阻碍的原因是什么?
我认为,主要存在以下4点困难:
第一,受益方不愿意为BIM应用付账。
这方面的困难尤其体现在设计项目中。由于建筑工程设计的交付物主要是二维图纸,且对设计深度的要求并不高,所以利用传统的CAD系统已经能够很好地开展相关设计工作。如果采用BIM技术进行设计,一方面设计人员需要学习新软件,相应地设计单位需要购买新软件;另一方面,设计人员在建立设计模型时,需要确定更多的设计信息,达到传统的施工阶段才进行的深化设计的深度。
这样一来,设计人员的工作量会大幅度增加。但这带来的好处是,设计质量可以得到提高,并形成便于复用的设计信息库。
对此,作为主要收益方的项目甲方却往往不额外付费,从而导致在设计阶段推进BIM应用的困难。
第二,有关方未获得对BIM的正确认知。
应用BIM技术,通常首先建立BIM模型,该模型具有可见性、可计算性、可共享性、可管理性等好处,其中,可见性的好处利用建模软件直接可以获得,而其他3项特性往往需要进一步利用应用工具软件。
迄今为止,很多项目的应用停留在发挥可见性的好处这一层次,只是给人留下“BIM技术适用于展示”的印象,而未能让BIM技术发挥更大的作用。
例如,在设计阶段,利用可共享性好处,可以高效进行包括能耗、日照、舒适性等性能化分析,从而设计更好的建筑;在施工阶段,可以进行4D BIM以及5D BIM应用,更进一步,可以应用基于BIM的项目管理系统,从而对施工过程进行有效的管理。
第三,BIM应用和项目实践“两张皮”。
BIM应用对施工单位来讲,往往具有一定的难度,所以很多施工单位抱着“试试看”的态度开始BIM应用,BIM应用并未与实际施工紧密结合在一起,从而形成“两张皮”。
另外,近年来,我国全国上下举办了很多BIM大赛,不少单位纷纷响应,并且结合项目,以“武装到牙齿”的方式开展BIM应用,只求应用点全,未以解决工程问题、提高工程质量或管理水平为应用前提,其结果是形成了“为了BIM而BIM”的状况。
在这种情况下,即便是拿到了奖项,却未能带来显著的效果,这样的BIM应用当然不可持续。
第四,缺乏复合型BIM应用人才。
有效的BIM应用需要既懂专业又懂BIM技术的人才。如果只懂专业,不懂BIM,当然无法启动BIM应用;如果只懂BIM,不懂专业,就不能了解实际应用需求,从而造成BIM应用和项目实践“两张皮”现象,进而不能带来好的应用效果。
03
如何评价BIM应用的价值?
您认为BIM应用的价值应如何评价?如何让各方在BIM应用方面的价值达成认可和共识?
BIM技术引入我国10多年来,迅速升温,称为建筑行业的热点,至今还没有降温的迹象。
如果BIM应用不能带来显著的应用价值,是不会出现这样的情况的。客观地讲,BIM应用在促使建筑工程提质增效方面带来很大的价值。
目前,一些施工企业在一些复杂的项目施工中主动应用BIM技术已经充分地体现了这一点。当然,在设计企业中BIM应用的积极性不够高,在一般项目施工中BIM应用的例子也不多,这都是客观事实。
其主要原因,既有认识问题,也有技术问题。
首先谈技术问题。BIM技术诞生以来不过20年的历史,鉴于BIM技术的复杂性,它尚未达到完全成熟的程度,这会影响到BIM应用。
例如,目前用于设计阶段的BIM软件多数来自国外,还不能完全支持我国的设计规范;而我国自产的BIM软件还有待发展。用于施工阶段的BIM软件虽然多来自国内的软件厂商,但应用时间还不长,有待于在应用过程中不断提高,达到易用的程度。
再谈认识问题。有必要让各方对BIM应用方面的价值达成认可和共识。
可以通过以下3个途径:
一是在公共工程中推行BIM应用,并应有相应的费用作为支撑,从而使各方愿意应用BIM,并获得相应的好处。
二是树立并宣传应用效益显著的BIM应用项目。特别是针对一般项目,对于结合项目实际有选择地应用BIM并带来实际效益的,应该加以总结和宣传,让相关方认识到,BIM技术不是仅仅适用于大型复杂工程。
三是继续加强满足应用需求且易用性好的BIM软件的开发,扩大BIM应用范围,改进BIM应用效果,以促进BIM应用价值方面的共识的达成。
04
“国产化”对建筑企业发展有何影响?
“自主可控、国产化”技术应用及创新发展成为新趋势。请您谈一下其对建筑业企业发展将带来哪些影响?对比国外BIM技术及应用发展情况,我们的主要差距是什么?
“自主可控、国产化”技术应用及创新发展一方面是我们不得已而为之,因为西方国家实施制裁引起技术阻断不仅是威胁,而且已经有了现实先例。另一方面,我国是一个大国,我国的市场足够大,可以独自支撑一些重要的工程软件,从而形成我国经济的新增长点。
作为建筑企业,在西方国家实施制裁引起技术阻断尚未发生时,应该开始使用国产软件,以便支持国产BIM软件的发展。国产BIM软件最近几年的发展也很快。在国家有关部门的支持下,正在追赶国外软件。在技术阻断发生前就开始使用国产软件,就可以避免技术阻断突然发生时引起的震荡。同时,支持国产软件的发展,也可以带来比国外软件功能更强、易用性更好的BIM软件,从而直接受惠。
目前国产BIM软件与国外软件相比,主要差距体现在BIM建模软件上。反映在用户体验上,主要体现在系统处理复杂形体建筑的能力和系统的稳定性上。
应该看到,前一方面的改进需要我国企业花时间去追赶,而后一方面的改进需要我国企业通过大量工程应用,持续打磨现有软件。
相信,在我国有关企业的努力下,并在政府有关部门和国内企业的支持下,这些差距可以尽快缩短,从而使国产BIM软件具有替代国外软件的能力。
05
构建BIM “中国芯”需要哪些资源?
助力“中国建造”高质量发展,构建BIM “中国芯”,要具备哪些资源要素?未来发展的重点是什么?
目前,“中国建造”已经成为我国对外的一张名片。但是,“中国建造”还有必要高质量发展,进一步巩固我们的优势,并使我们的优势不受西方国家非法制裁的干扰。BIM技术在“中国建造”中已经发挥了巨大的作用,但目前我们还没有完全掌握BIM的核心技术——BIM建模软件。
作为BIM应用的平台性软件,它在BIM应用中起着基础性作用。应该说,BIM建模软件在“中国建造”高质量发展中具有重要地位。
作为BIM建模软件发展的资源要素,主要有以下3个:投入、人才和项目。
投入是持续改进BIM建模软件的基础,既需要政府方面的支持,也需要企业的大量投入;
人才是指通过拥有人才,保持正确的开发方向以及有效的开发过程,力求做到事半功倍;
项目意味着及时在大量实际项目中应用,反复打磨,尽快开发出满足应用需求、易用性好的BIM建模软件。
06
BIM技术应用发展趋势是什么?
未来一段时间,BIM技术创新及场景应用的趋势是什么?建筑业企业应该做好哪些方面的准备?
我认为,BIM技术创新仍然具有很大潜力,特别是在BIM技术与其他技术的集成应用方面。
例如,BIM技术与人工智能技术的集成应用可以提高建筑设计的工作效率和质量,BIM技术与云计算、大数据、物联网、移动通信、人工智能等技术的集成应用,可以提高建筑施工及运维阶段的管理效率和管理水平,并带来显著的经济效益。
作为场景应用的发展趋势,我认为,BIM技术作为一个基础性技术,在建筑行业的转型升级中将发挥巨大的作用。
目前,行业的数字化转型成为一个大趋势,受到政府有关部门和企业的重视。对建筑行业来说,基本的对象就是项目,而项目数字化的基础就是项目的数字化表达,完全离不开BIM技术。
因此,随着企业数字化转型的发展,建筑企业BIM应用将迎来一个新阶段。
为此,建筑企业应该继续重视BIM技术的应用,将BIM技术真正应用到企业的业务中,并真正让它发挥重要作用。
这就需要企业客观、全面认识BIM,把握BIM技术,为充分利用BIM技术奠定基础;按需、求真应用BIM,结合工程,应用BIM技术赋能或实现创效降本;持续、深入发展BIM,自主或合作开发BIM新技术,获得核心竞争力。