BIM技術發展的現狀和應用概述

建筑信息模型(Building Information Modeling),也就是俗稱的BIM技術。 這項技術被稱之為“革命性”的技術,源于美國喬治亞技術學院(Georgia Tech College)建筑與計算機專業的查克伊士曼(Chuck Eastman,Ph.D.)博士,并逐步被軟件開發企業實施和推廣,成為今天國內外工程建設行業的核心技術之一。

BIM技術的出現,解決了傳統CAD技術無法滿足工程建設行業多樣化發展的需要,讓更多優美復雜建筑的落地成為可能。 它以建筑工程項目的各項相關信息數據作為基礎,建立起三維的建筑模型,通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。 一方面通過三維的方式,全面表達建筑物本身,同時將更多數字信息集成到模型中,從而能夠更加準確和高效的指導設計、建造、管理等方面的工作協同。

多年來,BIM技術雖然在經過多年的發展,BIM技術我國積極政策的指引、社會各界的參與下,其優勢逐步獲得市場認可,并在實際商業項目應用中,彰顯了其巨大的優勢和價值。但BIM技術的應用仍然存在一定的局限性。

到目前為止,BIM技術在實踐的過程中,遇到的問題主要可以分為以下幾個方面:

1、BIM應用軟件種類繁多,數據共享和交互無法無縫對接。在工程建設行業,目前市面上存在很多不同廠商的專業應用軟件,一方面這些軟件各有所長,在解決具體業務問題時比較難替代,另一方面由于市場競爭和技術壁壘,軟件之間的數據比較難共享和交互。在實際項目應用過程中,雖然可以通過IFC解決部分問題,但是由于專業和業務的復雜性,仍然在一定程度制約了BIM的應用和發展。

2、BIM應用標準落地難度大。一方面,BIM技術源于國外,對國內具體標準支持方面存在一定差距;另一方面,工程建筑行業專業多,規范多,項目類型和需求各不相同。雖然我國在BIM標準方面進行了很大的努力,但是目前工程建設行業的標準仍然以CAD二維思維進行,BIM標準更多只是作為項目決策的輔助和二維圖紙的補充。這是導致BIM技術無法進行全生命周期應用的重要原因之一。

3、項目人才隊伍參差不齊,技術應用落地難度大。一方面目前在國內BIM從業人員仍然以建模員為主,實際項目需要的人員不僅要掌握復雜BIM軟件使用,同時還需要在項目設計和施工等方面具有一定的專業和實踐背景,這方面的復合型人才在行業內依然比較匱乏。另一方面,專業人員對BIM技術的了解和掌握是需要大量實際項目的應用過程中,花費大量時間去積累的,而在現有高周轉的生產模式下,很少有人能夠抽出更多的時間和精力,深入研究BIM技術的應用點。這也是目前我們在實際項目中難以發掘全生命周期應用的重要原因。,

BIM+互聯網,帶來的機遇和挑戰

隨著技術的不斷發展和進步,國內在 BIM核心技術的開發方面開始有一定的 積累和發展 ,并在“互聯網+”的模式和指導下 ,開始探索BIM數據服務項目全生命周期的可能性。平臺化產品開始逐步涌現,并在各個方面嘗試和探索數據的價值。

BIM平臺產品的出現和發展,給行業BIM發展帶來了更大的空間和可能。主要 表現在以下幾個方面:

1、便捷性。

項目數據獲取的不便捷是制約項目效率和準確性的關鍵因素之一。在傳統工程項目中,由于人員分散,數據繁多,業務復雜,BIM模型查閱難等原因,導致項目協同的過程中,出現大量的數據孤島,制約了項目協同的效率。平臺的出現,一方面集中管理了項目的數據,并且支持模型和圖紙等專業數據的輕量化查閱,極大方便了項目參與人員獲取數據的便捷性;另一方面,大量的平臺供應商開始嘗試支持BIM模型輕量化,讓 更多項目人員能夠查閱和體驗BIM技術的價值,讓基于BIM的項目協同成為可能。

2、參與感。

BIM+互聯網的出現,讓項目各個層次人員通過BIM方式參與項目成為可能。在傳統的工程項目中,由于專業軟件,時間和地域等方面的限制,各個項目參與方疲于應付項目瑣碎事務,無法全力參與到項目協同中,從而限制了能力和智慧的發揮。在BIM+互聯網平臺的幫助下,更多項目參與者能夠隨時隨地便捷的參與到項目中,基于BIM數據,查看瀏覽,溝通交流,高效協同,極大提升項目團隊參與感。從管理角度來說,這也是打造高品質項目產品的關鍵因素之一。

3、業務賦能提效。

通過BIM+互聯網平臺的協作模式,項目參與各方一方面可以高效參與項目,另一方面在團隊協作和知識經驗賦能的平臺環境中,讓高效率完成復雜任務成為可能。例如在傳統業務中對圖紙的底線審查,往往依賴經驗豐富的“老中醫”;而通過互聯網平臺,一方面可以利用規則引擎結合BIM模型實現關鍵點的自動審查,另一方面可以利用智能推薦引擎指導一定經驗的初級工程師結合BIM模型按照既定經驗流程完成底線審查任務。

4、管理高效可控。

在傳統項目業務中,管理相關任務和指令比較難于準確及時傳達到一線,并且無法有效追蹤相關業務執行的情況,這極大增加了項目的風險以及項目管理者的心理負擔。通過BIM+互聯網方式,項目管理更加直觀可控。項目管理者一方面可以在繁多的數據中,發現項目風險的蛛絲馬跡,另一方面能夠充分結合BIM全面直觀的能力,進行高效的項目管理,做到不漏項可追溯。這極大減少 了項目風險 和相關人員的心理壓力。

BIM+互聯網經過快速的發展,一方面不僅促進了BIM技術在設計和施工領域的應用,同時也使BIM技術在成本和運營方面投入更加可控。市面上BIM+互聯網應用的不斷涌現,為BIM技術全生命周期應用提供了強力的技術支撐,讓更高效項目全生命周期管理成為可能。但是,目前市面上的BIM+互聯網平臺的IT屬性大于專業屬性(例如:系統的大量表單/列表/字段;部分PLM,PDM也嘗試市場競爭),導致項目參與人員在使用平臺時的學習成本高,體驗較差等問題。 目前,BIM+互聯網應用雖然給業務帶來了諸多好處,但是在實際業務中仍然有很多需要提高的地方。筆者認為有以下幾個方面值得探討和挖掘:

1、BIM+互聯網源于IT技術,在業務場景結合方面還有一定差距。工程項目建設主要包括兩個場景,圖紙場景和工地場景。目前市面大部分業務系統脫離圖紙和工地,大量模塊,表單和列表與圖紙/工地場景結合度低,導致項目參與人員需要大量時間適應IT思維和操作習慣,從而限制了BIM+互聯網平臺價值的發揮。

2、管理與業務不平衡,導致BIM+互聯網平臺應用落地難。市面上大部分IT公司推動的系統更多服務于管理者,強管理,輕業務,希望通過平臺解決企業或項目管理的問題。這為大量業務前端造成壓力,導致了上有政策下有對策的局面,無法真正有效發揮BIM+平臺的價值。筆者認為,BIM+互聯網在解決項目管理能力方面比較有限,更多是為清晰的管理思路進行支撐和助力。 如何做到管理和業務的平衡,是實現管理和業務真實協同的關鍵。

3、技術與業務的差距,制約價值的發揮。例如BIM模型輕量化展示技術方面,一方面需要考慮數據格式繁多的支持效率,另一方面在大模型和圖紙支持中,仍然有一定技術限制。現有的流行技術,無論是后端渲染還是前端渲染技術,在應用場景方面仍然有一定局限性,在工程項目全場景應用方面有一定限制。如何實現有限技術條件下對業務的支撐,需要對業務場景和技術有更深刻研究和探索。

BIM+互聯網,助力工程建設行業的探索

在談到BIM+互聯網的時候,我們不得不提到“數字孿生”的概念。數字孿生是2002年密歇根大學Dr.Michael Grieves發表的一篇文章中首次提到。顧名思義,是指人類認知物體在數字世界中的呈現,從而便于我們在虛擬世界感知,模擬和優化。

在傳統定義中,普遍認為數字孿生是物理世界和數字世界的映射,從而通過對數字世界控制和模擬 相關場景,以低成本,低風險對解決方案進行優化。

在工程項目建設過程中,我們正在研究如何利用數字孿生服務設計管理,施工管理和智慧樓宇等方面,嘗試將BIM技術與互聯網相結合,打造更高效的工程項目全生命周期應用場景。

1、數字孿生在設計管理的應用

在項目設計階段,利用數字孿生打造圖紙/模型場景應用,一方面可以減少IT技術對業務場景的影響,同時能夠提高項目管理的協同和效率。這個階段,主要涉及對設計管理場景的模擬并達到如下目標:利用工程建設項目的基礎屬性,快速構建設計管理框架,包括空間和系統等信息。這樣設計管理就可以在特定的空間和專業細分下完成相關信息的提交,并在三維可視化場景中實現項目相關信息的對接和查找。

例如:在項目初始化階段,通過設定項目相關參數,完成項目場景的創建,實現項目基礎數據骨架的設定。當用戶上傳BIM模型后,平臺自動完成BIM模型數據并能夠根據平臺數據骨架實現自動匹配和映射。當用戶在使用平臺的過程中,用戶能夠通過熟悉的業務邏輯,對相關信息實現快速查找。用戶可以便捷的定位BIM模型的空間或者系統位置,并快速獲取和操作相關位置的圖紙/模型/相關問題/計劃任務等信息,從而避免從繁多的傳統平臺對數據進行查找。

2、數字孿生在施工管理的應用

在施工階段,利用數字孿生,可以快速模擬項目施工管理,從而實現項目施工管理工作的高效管理和協同。這個階段需要完成對施工管理場景的模擬,并達到如下目標:構建項目施工管理場景,包括進度計劃,BIM模型對接,質量管理,安全管理,勞務管理等應用。

例如:在項目施工階段,用戶能夠快速定位分期和分棟等相關信息,完成工程進度和工程成本的快速導入和綁定。項目參與在施工管理和協同的過程中,通過時間模擬項目進度和成本相關信息,合理安排項目資金使用;同時,用戶可以在模型中快速定位具體位置,并獲取實際進度和計劃進度的差異,并直接在可視化環境中,完成施工任務安排。在這樣的環境中,一方面能夠直觀了解工程項目的進度/質量/安全,另一方面能夠便捷的完成相關階段性工作的模擬和仿真。

3、數字孿生在智慧樓宇的應用

在運營階段,隨著物聯網技術和5G技術的不斷發展和成熟, 相關傳感器設備的成本不斷下降。 從樓宇中的大型裝備到消費級別的產品,都使用了大量傳感設備來采集樓宇各個階段和各個方面的環境和工作狀態,并通過數據分析和優化來避免產品故障,從而改善最終用戶的產品體驗和滿意度。在傳統的樓宇應用場景中,設備種類繁多,數據標準不一,對業主數字化樓宇運營帶來極大的影響。通過數字孿生,一方面能夠實現異構數據的高效整合,另一方面能夠便捷的連接 和驅動相關系統設備,實現高效的智慧樓宇運營和管理。

BIM應用技術讓承包商和業主運營商有權訪問關鍵的設計數據，并可使用該數據提高施工和運營流程的效率。相信在我國建筑業整體的努力之下，BIM 必將在我國的工程上有那大的發揮空間。以上就是BIM+互聯網，助力工程項目降本提效，更多精彩內容可關注環球網校，也可點擊下方免費下載領取學習資料。