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辯證看待施工企業(yè)中的 BIM 應(yīng)用發(fā)展趨勢
2015年6月，國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布“關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見”，到現(xiàn)在6年已經(jīng)過去了。當(dāng)前，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用的高潮似乎已經(jīng)過去。除了設(shè)計領(lǐng)域BIM應(yīng)用依然不夠積極外，施工領(lǐng)域BIM應(yīng)用的熱度似乎正在減退。如何看待施工企業(yè)中的BIM應(yīng)用發(fā)展趨勢？應(yīng)該說，這是一個復(fù)雜的問題。要想回答這個問題，簡單羅列事實或意見是沒有用的，應(yīng)該提高站位，利用科學(xué)方法進(jìn)行分析。辯證法就是這樣一種方法，它以全面的、聯(lián)系的、發(fā)展的觀點看世界。本文從應(yīng)用目的、應(yīng)用對象、應(yīng)用方法、應(yīng)用人才、應(yīng)用效益共5個方面，基于辯證法對施工企業(yè)中BIM應(yīng)用進(jìn)行剖析，最后總結(jié)施工企業(yè)中的BIM應(yīng)用發(fā)展趨勢。
應(yīng)用目的：展示vs深入應(yīng)用
在施工企業(yè)中，BIM技術(shù)最早主要是用于展示。即，建立施工對象的三維模型，直接將其用于施工準(zhǔn)備階段展示施工現(xiàn)場布置方案；或者做成動畫，將其用于在招投標(biāo)過程中展示施工方案，以及在施工過程中展示施工過程進(jìn)行技術(shù)交底等。簡單地說，就是用于給人看；特別是，給領(lǐng)導(dǎo)看，給領(lǐng)導(dǎo)留下好印象。
施工企業(yè)BIM的實操應(yīng)用迄今為止并不多，主要應(yīng)用點包括：碰撞檢查、深化設(shè)計、管線綜合、二次結(jié)構(gòu)洞口預(yù)留、砌筑排磚、基于4D或5D的施工管理等。毋容置疑的是，實操應(yīng)用可以帶來實實在在的經(jīng)濟(jì)效益。相比于展示，實操應(yīng)用的難度較大，而深入應(yīng)用的難度更大，因此，兩者尚未在工程項目中得到普遍應(yīng)用。
顯而易見，不能僅憑多數(shù)工程項目中BIM應(yīng)用限于展示這一點，就否定BIM應(yīng)用的前景。一方面，因為展示也是必要的。對內(nèi)，如果單位領(lǐng)導(dǎo)連展示都看不到，他怎么會支持BIM應(yīng)用工作？對外，因為建設(shè)單位的領(lǐng)導(dǎo)往往不是建筑領(lǐng)域出身，如果你不給他做直觀展示，如何能夠與他進(jìn)行深入溝通？所以，展示是本單位領(lǐng)導(dǎo)支持BIM應(yīng)用的重要條件，也是對外溝通的重要工具。當(dāng)然，BIM應(yīng)用重要目的是實操應(yīng)用和深入應(yīng)用。目前，實操應(yīng)用和深入應(yīng)用沒有普遍開展起來，主要是因為存在企業(yè)存在缺乏人才、缺乏易用的工具、應(yīng)用不夠深入等問題。解決這些問題，需要時間。如果假以時間，BIM的實操應(yīng)用以及深入應(yīng)用是可以期待的。想一想，CAD技術(shù)在我國設(shè)計領(lǐng)域的普及應(yīng)用花了幾乎20年的時間，在此過程中，CAD應(yīng)用軟件以及人們的應(yīng)用能力都在不斷提高，應(yīng)用經(jīng)驗不斷得到積累。BIM技術(shù)比CAD技術(shù)更加復(fù)雜，它的普及即使再花上20年也不為過。
去年參加中國圖學(xué)學(xué)會組織的龍圖杯BIM大賽，看了一個應(yīng)用BIM進(jìn)行砌筑排磚的項目，其應(yīng)用的深入程度讓人眼前一亮。以往的同類工作只是展示排磚結(jié)果，雖然屬于實操應(yīng)用，實際過程并不這樣做，因為雖然按排磚結(jié)果提前備料，在現(xiàn)場照此砌筑可以節(jié)省材料，但是增加了備料、現(xiàn)場選擇適當(dāng)磚塊按序砌筑的環(huán)節(jié)，帶來的效益又有限，所以企業(yè)和工人都不愿意這樣做。這就是所謂的BIM應(yīng)用“兩層皮”現(xiàn)象。但是，在這個項目中，他們增加了少量磚塊規(guī)格，然后用BIM按新規(guī)格的磚塊先在軟件中進(jìn)行自動砌筑排磚，新規(guī)格磚塊的備料直接讓材料廠商完成，由此可以減少現(xiàn)場切割磚塊引起的材料浪費，也幾乎不增加麻煩。據(jù)測算，僅此一項可以減少4%的材料用量。這相當(dāng)于將砌筑排磚應(yīng)用點進(jìn)行了深化，可以稱得上是一個典型的BIM技術(shù)深入應(yīng)用的例子?？梢姡钊霊?yīng)用需要以展示性應(yīng)用為基礎(chǔ)。
應(yīng)用對象：大型復(fù)雜工程項目vs一般工程項目
目前，很少有施工企業(yè)在所有的工程項目中都應(yīng)用BIM技術(shù)。更普遍的是，企業(yè)只在大型復(fù)雜工程項目中使用。企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)往往出于3種考慮中的一種或多種：一種是，為了兌現(xiàn)向甲方所做的承諾，因為大型復(fù)雜工程項目的甲方在招標(biāo)時一般都會提出應(yīng)用BIM技術(shù)的要求；其次是，為了體現(xiàn)對新技術(shù)的重視和展現(xiàn)技術(shù)實力，并在各種BIM大賽中拿到獎項，為企業(yè)帶來品牌效益，使之成為企業(yè)營銷的資本，而要想在BIM大賽中獲獎，非大型復(fù)雜項目很難獲獎；最后一種是，為解決項目中的難題，例如，若進(jìn)行包含不規(guī)則曲面形體的大型復(fù)雜工程項目的施工，將不得不采用BIM技術(shù)。在一般工程項目中，對BIM應(yīng)用的需求不像在大型復(fù)雜工程項目中那么迫切，而BIM應(yīng)用額外需要軟件和硬件的投入以及相關(guān)人才，受限于這些因素，很少有施工企業(yè)會在一般項目中應(yīng)用BIM技術(shù)。
隨著時間的推移，有的企業(yè)提出要實現(xiàn)全員、全項目BIM應(yīng)用。以中建八局為例，大約4年前，該企業(yè)發(fā)現(xiàn)BIM建模并沒有那么復(fù)雜，于是，開始對企業(yè)全員進(jìn)行BIM培訓(xùn)，然后開始在全部新接項目中應(yīng)用BIM技術(shù)。后來，經(jīng)過總結(jié)在項目中應(yīng)用BIM技術(shù)的經(jīng)驗，形成了企業(yè)的BIM應(yīng)用手冊。當(dāng)啟動新項目時，在建立BIM模型的基礎(chǔ)上，項目部可以按照該手冊，結(jié)合工程項目特點選擇BIM應(yīng)用點，然后就可以使工程項目BIM應(yīng)用收到較好的應(yīng)用效果。這種應(yīng)用戰(zhàn)略也給中建八局的BIM應(yīng)用帶來了豐碩的成果。近年來，在國際BIM大賽中，中建八局接連取得大獎；在國內(nèi)多個BIM大賽中，中建八局頻頻取得突出的成績。毫無疑問，中建八局在這方面的投入也非?？捎^。僅考慮軟件和硬件的投入，全局至少需要數(shù)千萬元，更不用說還需要組織人員進(jìn)行培訓(xùn)。但是，作為一個年營業(yè)額超過2000億元的行業(yè)國有骨干企業(yè)，承擔(dān)的大多數(shù)工程項目都是大型復(fù)雜工程項目，這樣的投入顯然不會成為負(fù)擔(dān)，而帶來的回報也會覆蓋投入。那么一般企業(yè)，特別是很少承擔(dān)大型復(fù)雜工程的民營施工企業(yè)，在他們承接的量大面廣的一般工程項目中應(yīng)該如何辦呢？
根據(jù)目前的情況，成立專門的團(tuán)隊，結(jié)合承擔(dān)的工程項目的實際，深挖深耕BIM應(yīng)用，有效地實施BIM應(yīng)用，可稱為“少數(shù)人的BIM”，是可行的做法。不少民營施工企業(yè)已經(jīng)這樣做了。例如，很多民營施工企業(yè)都成立了BIM中心或BIM工作站，集聚或培養(yǎng)BIM人才，專門在企業(yè)承擔(dān)的重要工程項目中應(yīng)用BIM技術(shù)。在這些應(yīng)用中，開始往往是展示性應(yīng)用。通過這個過程，培養(yǎng)和鍛煉隊伍，摸索應(yīng)用經(jīng)驗。逐漸地，開展實操應(yīng)用甚至深入應(yīng)用。目前有的企業(yè)已經(jīng)取得了良好應(yīng)用效果。筆者知道的一家擁有建筑工程施工總承包特級資質(zhì)的民營企業(yè)—浙江巨匠建設(shè)公司，成立了一個由60多人組成的BIM中心，結(jié)合工程項目需求開展BIM應(yīng)用。該中心的機制是，為本公司承接的工程項目提供BIM應(yīng)用服務(wù)，受服務(wù)的項目是自愿的，而且需要為服務(wù)買單。BIM中心分別派出BIM小組進(jìn)駐受服務(wù)的工程項目，與工程技術(shù)人員及管理人員一道，確定應(yīng)用目標(biāo)和應(yīng)用點，最終履行服務(wù)，為項目帶來效益。由于很多項目經(jīng)理從接受項目服務(wù)中嘗到了甜頭，所以很多新項目的項目經(jīng)理往往需要提前與BIM團(tuán)隊打招呼才能預(yù)定到BIM應(yīng)用服務(wù)。也就是說，在這家企業(yè)內(nèi)BIM服務(wù)供不應(yīng)求。究其原因，該中心將BIM定位為管理工具，而且其BIM團(tuán)隊既有工程項目實施經(jīng)驗，也掌握了BIM技術(shù)，所以在實施BIM應(yīng)用時，能夠結(jié)合工程項目的特點，對癥下藥解決工程問題，并帶來效益，這就使得項目經(jīng)理們感到利用這樣的BIM應(yīng)用服務(wù)物有所值。
應(yīng)用方法：單純應(yīng)用vs研發(fā)應(yīng)用
所謂單純應(yīng)用是指施工企業(yè)只使用市售的BIM應(yīng)用軟件進(jìn)行BIM應(yīng)用，自己并不根據(jù)應(yīng)用需求開發(fā)并應(yīng)用BIM應(yīng)用軟件。目前市面上可以買到的BIM應(yīng)用軟件主要包括：建模軟件如Revit、TeklaStructures、ArchiCAD等；工具軟件例如多功能軟件Navisworks、渲染軟件Lumion、廣聯(lián)達(dá)BIM土建鋼筋算量軟件等；平臺軟件BIM360、廣聯(lián)達(dá)BIM5D等。一般應(yīng)用流程為，首先使用建模軟件建立BIM模型，然后使用工具軟件進(jìn)行碰撞檢查、成本預(yù)算等專項應(yīng)用，最后應(yīng)用平臺軟件進(jìn)行項目的動態(tài)管理。目前這些軟件的功能分別趨于成熟，并且在不斷迭代改進(jìn)，因此基本能夠滿足施工企業(yè)BIM應(yīng)用的需求。
但是，實際應(yīng)用中的需求是多樣化的。一方面，現(xiàn)有軟件目前還不能覆蓋所有應(yīng)用對象類型，例如，針對橋梁和隧道的建模軟件并不存在，為了提高工作效率，往往需要在既有建模軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。另一方面，迄今為止在建筑行業(yè)，很多企業(yè)已經(jīng)實施企業(yè)信息化管理，最近幾年興起了智慧工地和智能建造等應(yīng)用熱點，BIM模型是這些應(yīng)用的數(shù)字化基礎(chǔ)，因此，有必要將BIM應(yīng)用與這些應(yīng)用集成起來。由于不同企業(yè)擁有不同的企業(yè)信息化管理系統(tǒng)、智慧工地平臺以及智能建造應(yīng)用系統(tǒng)，要想實現(xiàn)集成，往往需要通過專門研究和開發(fā)。施工企業(yè)出于成本和效率的考慮，往往自己組織團(tuán)隊進(jìn)行研究和開發(fā)。因此，對BIM的單純應(yīng)用是施工企業(yè)BIM應(yīng)用的低級階段的需求，而對BIM的研發(fā)應(yīng)用是高級階段的需求。
有關(guān)BIM應(yīng)用施工企業(yè)的研發(fā)主要分為兩個方面：一方面是在已有BIM應(yīng)用軟件上進(jìn)行的二次開發(fā)，例如，中建八局為了提高建模效率，發(fā)動全局開發(fā)了用于進(jìn)行建筑施工BIM模型建模的構(gòu)件庫；另一方面研發(fā)了基于BIM的項目管理平臺（也稱智慧工地平臺）。筆者知道已經(jīng)有幾個行業(yè)骨干企業(yè)研發(fā)了這類平臺的研發(fā)，并已開始應(yīng)用。這里平臺一般支持各專業(yè)BIM模型的導(dǎo)入，同時支持傳感器數(shù)據(jù)接入，可以在移動端進(jìn)行輕量化顯示，并將施工過程管理數(shù)據(jù)，例如進(jìn)度、質(zhì)量等管理數(shù)據(jù)掛接至模型元素，便于進(jìn)行查詢。這類平臺軟件和上述市售的BIM應(yīng)用軟件在功能上趨同，但相對于后者，可以更好地滿足企業(yè)的需求。尤其是，當(dāng)一個企業(yè)擁有大量項目時，自主研發(fā)可以提高軟件的經(jīng)濟(jì)性，增加管理的主動性。當(dāng)這類自主研制的平臺實現(xiàn)在項目中的普及應(yīng)用時，BIM技術(shù)也就得到了普及應(yīng)用。
應(yīng)用人才：純BIM人才vs專業(yè)人員兼BIM人才
BIM作為一項新技術(shù)，應(yīng)用它，不僅需要具備軟件和硬件，還需要培養(yǎng)相應(yīng)的人才。和其他計算機應(yīng)用領(lǐng)域的人才一樣，BIM應(yīng)用人才可以分為兩類，即：純BIM人才和專業(yè)人員兼BIM人才。前者指對BIM應(yīng)用軟件的使用方法非常熟悉，但對領(lǐng)域?qū)I(yè)工作，例如技術(shù)應(yīng)用工作和管理應(yīng)用工作并不熟悉的人才。后者指既熟悉BIM應(yīng)用軟件的使用方法又熟悉領(lǐng)域?qū)I(yè)工作的人才。BIM應(yīng)用開始階段主要依靠前一類人才，而隨著BIM應(yīng)用的深入，應(yīng)主要依靠后一類人才。
在BIM應(yīng)用開始階段，BIM技術(shù)主要屬于展示性應(yīng)用，掌握BIM軟件使用方法的人，往往來自軟件公司或來自高等院校，他們可以根據(jù)軟件開發(fā)商在提供軟件時指出的應(yīng)用點，開展BIM應(yīng)用。這樣的應(yīng)用往往比較膚淺，不太實用。要想讓BIM應(yīng)用真正落地，需要后一類人才，但不僅是讓他們學(xué)會BIM軟件使用方法，還應(yīng)該讓他們結(jié)合工程項目的實際，有目標(biāo)地、創(chuàng)造性地對BIM技術(shù)加以應(yīng)用。在去年的龍圖杯BIM大賽中，筆者對中建五局的一個項目匯報印象至深。這是一個醫(yī)院項目的BIM應(yīng)用。應(yīng)用者分析該工程重難點在于，作為政府工程，概算控制要求高，變更多，他們把BIM應(yīng)用重點就放在這兩點上。例如，為控制概算，他們分別在最容易造成概算失控的土石方施工、樁基施工等環(huán)節(jié)中應(yīng)用BIM技術(shù)，減少過度施工和返工，另外，對于各種類型的房間和管井，通過應(yīng)用BIM制作施工樣板，讓工人理解意圖；為了減少設(shè)計變更，針對容易產(chǎn)生變更的地方，通過利用BIM技術(shù)，與業(yè)主和用戶在開建之前進(jìn)行反復(fù)溝通，最終取得了較好結(jié)果?？梢钥吹剑@是一種帶著想要解決問題開展的主動BIM應(yīng)用。
當(dāng)然，既熟悉BIM應(yīng)用軟件的使用方法又熟悉領(lǐng)域?qū)I(yè)工作的人才往往要價比較高，這會抬高BIM應(yīng)用的成本。為了降低用人成本，企業(yè)可以想一些辦法。例如，可以搜集BIM成功應(yīng)用的經(jīng)驗，匯集成BIM應(yīng)用手冊，就像國家衛(wèi)建委組織專家根據(jù)臨床經(jīng)驗不斷迭代新冠肺炎診療方案，提供給全國的相關(guān)醫(yī)生使用一樣。這樣的手冊是集體智慧的結(jié)晶，在它的指導(dǎo)下，沒有經(jīng)驗的專業(yè)人員也可以卓有成效地開展BIM應(yīng)用工作。又如，在錄用人員時，可以考慮讓前一類人才和后一類人才形成一定的級配，從而讓高水平的人員帶領(lǐng)水平較低的人員工作，而不是全部雇用高水平的人員開展BIM應(yīng)用工作。
應(yīng)用效益：經(jīng)濟(jì)效益vs綜合效益
與其他信息技術(shù)應(yīng)用一樣，效益是BIM應(yīng)用繞不開的話題。理論上講，BIM應(yīng)用肯定能夠為工程項目帶來經(jīng)濟(jì)效益。但在實際過程中，這種效益往往不明顯，甚至說不清楚。特別是，有的項目為了參加BIM大賽，不考慮能否帶來效益，所有的應(yīng)用點都要做一遍，甚至還用上3D掃描儀、無人機、3D打印等價格昂貴的設(shè)備。相應(yīng)地，人力投入、時間投入也很大，如果真正去認(rèn)真核算，很大程度上，既沒有經(jīng)濟(jì)效益，還代價不菲。為了取得經(jīng)濟(jì)效益，必須對BIM應(yīng)用進(jìn)行周密的策劃，必須針對實際問題，有目的、有重點地開展應(yīng)用，可做可不做的應(yīng)用點堅決不做。
從另一方面看，如果剛剛開始BIM應(yīng)用，不可能取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。這時候，施工企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)，相當(dāng)于一邊應(yīng)用，一邊學(xué)習(xí)。如果不能取得經(jīng)濟(jì)效益，可以權(quán)當(dāng)做交了學(xué)費。如果經(jīng)過一兩個工程完成學(xué)習(xí)期之后，還是不能取得經(jīng)濟(jì)效益，這樣的BIM應(yīng)用顯然是有問題的，應(yīng)該受到質(zhì)疑。但是，施工單位將BIM應(yīng)用作為和工程項目一樣的收入源同樣是不合理的。打個比方，花錢買個手機，能要求所花的錢像資本一樣帶來源源不斷的紅利嗎？顯然不能?？墒?，手機的確值得買，因為它給使用者帶來了便利，甚至它給使用者帶來的及時信息能夠規(guī)避重大風(fēng)險。從這個意義上講，BIM應(yīng)用可以提升施工企業(yè)的管理水平，使企業(yè)能夠更加精準(zhǔn)地進(jìn)行管理，降低工程項目風(fēng)險，這不是經(jīng)濟(jì)效益所能涵蓋的。如本文開始所述，BIM應(yīng)用還可以給企業(yè)帶來品牌效益。可以總稱這些效益為綜合效益。考慮到施工企業(yè)BIM應(yīng)用水平不斷提高，管理水平隨之提高，本身還可以帶來經(jīng)濟(jì)效益和品牌效益，BIM應(yīng)用的綜合經(jīng)濟(jì)效益是完全是可以期待的。
綜上，從全面的、發(fā)展的、關(guān)聯(lián)的角度看，目前施工企業(yè)BIM應(yīng)用中出現(xiàn)的“BIM只能用于展示”“BIM只對大型復(fù)雜工程有用”“BIM應(yīng)用只要用現(xiàn)有軟件就夠了”“BIM人才太昂貴”“BIM應(yīng)用不能為企業(yè)帶來效益”等現(xiàn)有說法都不應(yīng)成為拒絕利用BIM技術(shù)的理由，相信，再經(jīng)過20年，施工企業(yè)BIM應(yīng)用將不斷深入發(fā)展，最終將像CAD技術(shù)一樣，BIM技術(shù)會成為建筑行業(yè)的重要基石。
