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马智亮:BIM应用现状

发布时间:2020/05/08 专家观点 标签:BIM应用bim技术BIM数据库发展趋势建筑行业浏览次数:1674

马智亮介绍:清华大学土木工程系教授、博士生导师,我国现阶段建设行业信息化领域学术研究的领导人物。负责纵向和横向科研课题近40项,共发表各种学术论文150余篇,并多次荣获省部级科技进步奖、“首届全国信息化研究成果奖提名奖”等多项科研奖励。2013年至今,连续5年作为《中国建筑施工行业信息化发展报告》执行主编,对建筑行业信息化进行深入研究,报告内容覆盖行业信息化总体、BIM应用与发展、BIM深度应用与发展、互联网应用与发展、智慧工地应用与发展等。以下是马智亮先生对BIM应用现状的观点解读。

 

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我国的BIM国家标准与国外有哪些区别?首先我认为BIM的国家统一标准一定要符合本国的BIM应用特点,同时要解释其他BIM标准中涉及的共性问题,是BIM应用的基础标准。在基础标准之上还有设计应用标准、施工应用标准、制造标准等其它类型的BIM标准。现在我国已经出台了“BIM国家统一标准”和“BIM施工应用标准”,总体上看统一标准相对简单,施工应用标准更加具体实用。

关于我国的BIM国家标准,现在看来还没有完全起到应有的作用。国家标准是其他类型标准的基础,用来规定其他标准的共性问题。但在实际编写的过程中,其他标准没有过多的将其作为基础标准进行参考。主要原因是我国的BIM国家标准相对简单,描述的过于抽象,相对缺乏可操作性。

国际上做的相对好的BIM基础性标准要数美国的“NBIMS标准”了,到目前为止,该标准的版本已经升级到了“NBIMS标准3.0”。从诞生开始,这套标准的定位就是作为国家的BIM标准来使用的。“NBIMS标准”规定了整体BIM应用框架和基础共性问题,尤其是在该标准的第三版中,很明确地阐述了做BIM要涉及哪些标准,通过较为清晰的标准体系明确哪些属于基础性标准,在此之上又需要涉及到哪些应用标准。

“NBIMS标准”在编制上也采纳了较为成熟的标准体系内容,该标准引用了“BuildingSmart体系”中的相关概念,比如数据模型标准IFC、交付标准IDM等等。在统一的标准框架下,具体的标准制定就可以直接引用那些比较成熟的标准,无需再专门组织进行编写了。当然引用是要符合标准组织的具体要求和流程的,必须由专家委员会投票通过或者要通过专门的评审体系审核。这样一来,相关标准的制定既保证了体系的完整性,又可以借鉴和利用好基础标准。

再有就是BIM国家标准的细度,国家统一标准的细度决定其可操作性。“NBIMS标准”内容相对详细,这决定了该标准具有很强的可操作性,其中还引用了很多现有的标准。相较而言,我国的BIM统一标准就显得过于简单,很难发挥其应有的作用。

由于我参加了BIM施工应用标准的编写,对该标准也更了解一些。从内容上来看,施工应用标准还是兼顾了我国施工BIM应用的实际情况,介绍了我国施工企业现阶段已经投入应用的BIM技术,相对全面的反映出了BIM应用现状。在此基础上,标准还体现出了BIM技术的应用趋势。因此,该标准中既有施工阶段相对成熟的BIM应用,也有企业再向前走就可以做到的BIM应用,从价值上来讲,还是具有较强指导作用的。

但是,我国的这类标准与国外标准的可比性并不强,主要原因是体系不一样,相比国内的标准,国外标准的体系相对全面和完整,尤其是国外的基础标准相对完善。基础标准除了数据模型标准、分类编码标准之外,还有像IDM这样用来规定识别BIM应用流程和交付要求的标准,实际应用者再去通过MVD完成与应用相关的信息交换。与此相比,国内的标准更偏重于施工单位的实际应用,软件单位也可以用作参考。

从本质上讲,国外标准着眼于BIM的基本问题,强调解决这些基本问题,从而充分发挥模型的作用,实现多阶段多参与方的信息共享。由于对基础性工作的强调,应用性的内容相对少一些,虽然在基础标准里面也包括一些应用类技术标准,但并不是其重点关注的方向。他们认为过分强调BIM技术的应用性容易将思维固化,不利于在BIM技术应用上的创新。相比较而言,目前我国的BIM标准中,基础性的内容相对缺失,更加强调BIM技术的应用价值。从这个角度看,我们的BIM标准应该在基础性方面多下些功夫,可以多借鉴国外的先进经验,也可以将好的内容做本土化引用。

对于企业而言,是否有必要制定企业的BIM标准?我认为,做任何事情都应该建立一定的标准。在BIM应用的过程中,企业是存在制定企业层面BIM标准的需求的。那么对于企业而言,BIM标准究竟要发挥哪方面的作用呢?我认为主要是模板作用。企业通过制定BIM标准和规范,可以将BIM应用经验积累下来,并有效的向下传递,让先进的BIM应用得以推广。应用水平相对落后的人员在能力上实现更迅速的提升,从而让任何组织都可以借助于标准来推动BIM应用。

但企业的标准应用范围非常有限,往往只能在企业内部使用。国家和行业BIM标准的应用范围应该更大,是连接企业与企业间,甚至是整个行业之间BIM应用的桥梁,通过BIM技术真正实现企业乃至建筑行业的信息共享。所以说,企业制定的BIM标准只能是为企业自身带来价值,如果想让标准为行业的BIM应用创造价值,就需要更多的考虑与自身发生联系的行业上下游业务情况,比如施工企业会和业主、设计单位打交道,就要了解他们的需求,制定能为各方都带来价值的BIM标准才行。

所以企业的BIM标准是存在局限性的,应用的范围也很有限。以基础标准和应用标准来界定,企业的标准做到应用层次就可以了,标准只要说清需要利用BIM技术做什么,如何做,需要用哪些软件来做就可以。

如何评价BIM技术的应用为施工企业带来的价值?现阶段,BIM技术已经在很多项目上得以应用,当然也有一些用BIM技术的项目是源于业主要求等被动式因素,这里我们先不做探讨。关于我们应该如何来衡量BIM所带来的价值,我想还是要通过实践去解答。目前,有很多企业在主动应用BIM技术,这些企业对BIM应用的体会可能会更加深入。

总体上说,BIM技术肯定是有价值的,具体的价值也可以归纳出很多。工程施工是个复杂的过程,用传统技术和流程进行工程管理的时候,经常会发生很多意想不到的事情,造成浪费、返工是很常见的。在这个阶段BIM技术就发挥了“先试后建”的作用。施工前可以通过BIM技术先模拟一遍建造过程,这其中包括了技术和管理方面,当然目前在BIM上的应用主要还是以技术为主。这就像是写文章,先打草稿自然胸有成竹,这样写出来的文章整体性更强,质量也更高;如果是想到哪写到哪,质量肯定不能得以保证,写的不对划掉再改也会浪费很多的时间和精力。

对于项目的施工过程也是这个道理,如果事先用BIM技术提前模拟一遍,做到“先试后建”,后续的施工过程就可以更加顺利了,特别是复杂的工程,这个过程的意义就更加重要了。同时BIM技术还能充分发挥计算机的作用,相对于二维图纸,BIM技术能在计算机中实现信息的传递和数据的共享,从而实现各种类型的分析,这将给项目带来极大的价值。例如BIM5D产品,就可以借助数据模型自动将进度计划制定好,如果用传统方法制定合理的进度计划,就要花费更多的人力;现在用BIM技术,至少人员的投入是可以减少的。

前阵子我在南通开会时某企业负责人提到:发现凡是好企业都做信息化,凡是信息化做得好的企业都是好企业。据其统计,做建筑信息化的企业,管理人员、机构人员占总员工数量相对更少,说明建筑信息化是可以帮助企业进行管理的。其实BIM也是一样,对于项目部而言,应用BIM技术也能在减少管理人员的同时提高管理的水平。总的来讲,BIM技术最大的价值就是带来工作效率的提升和工作质量的提高,从而真正为企业提升效益。

​基于国外软件二次开发的BIM平台应该成为发展趋势吗?从设计到施工,现阶段我们用的BIM软件主要还是以国外为主,国内的BIM软件相对较少。还有些软件号称是BIM软件,但是在我看来还不能称之为真正意义上的BIM软件。

在国内,建研院做的设计类BIM软件相对不错。前阵子我受邀参加了建研院组织的座谈,为这款BIM设计平台提一些建议。可以看出他们是花了很大力气在做的,希望能够做出自己的特色,也已经在一些项目上进行了试用。目前来看,整个平台的最大特点是通过集成BIM应用,来解决各专业间“各自为政”的问题。在传统流程中,各专业设计人员普遍是做好各自的设计之后,再一起来检查是否有碰撞等问题。现在利用BIM和互联网技术,在设计过程中各专业方就可以联系在一起,相互查看设计成果、进行碰撞检查,在加快设计速度的同时设计质量也能得以提升。

但是诸如这类软件平台的开发是需要很大投入的,也需要相当长的时间去研发。建研院的这个平台大概投入了2千多万的资金,在国内来讲已经算很大的投入了,但就是这样的投入也和国外的软件研发机构无法相比。在国外,这样级别的软件研发投入远远超过了这个数字,同时也需要长期的技术积累。

我们的投入远不及国外,技术积累也还不够,技术水平自然逊色很多,那么BIM平台的研发自然也就落在了后面。事实上,这也反映了我国在BIM平台开发方面的真实情况,做不出实用的、有市场竞争力的BIM平台,市场就必定会被外国软件所占据。在别人占领市场的情况下,国内的软件公司就只能依托于国外平台进行二次开发,这种依托于国外平台的二次开实际上就是在替人家卖软件。虽然国外软件以及基于其进行二次开发的软件在一定程度上也能够满足国内用户的需求,但是这也为国内BIM应用带来数据安全的风险。作为建设大国来讲,我们还是需要自己开发基础性的软件,自己的应用平台才行。

BIM平台会不会代替项目管理平台,BIM应用是否将呈现出一种集成的趋势?BIM技术与项目管理是继承和发展的关系,并不存在取代的问题。BIM技术从实际应用角度来看主要聚焦于技术上的应用。使用者用BIM三维模型与项目的进度信息、成本信息进行关联并应用,这只是一种技术应用手段,谈不上管理。而我们所说的项目管理是进度管理、成本管理、质量管理、安全管理等等。作为管理就需要有PDCA的循环,即管理在开始时都要制定计划,然后去做检查和执行,最后要纠正。而BIM平台会不会取代项目管理平台,我认为肯定不会,但是两者之间也一定会存在继承发展和集成应用的关系。

从项目管理系统的现状来看,应用管理系统先要把计划数据录入进去,然后执行过程中按照PDCA的思路去做。在实际的应用过程中,这些项目管理系统并不好用,其中最大的原因就是填数据太繁琐。项目开工后本身时间就很紧张,还需要将全部信息都算清楚、填进去,无形中增加了很大的工作量。而BIM技术就可以很好的解决这个问题,运用BIM技术就不需要纯粹的填数据了,可以利用BIM模型中已经集成的数据,通过软件把工程量等数据直接计算出来,智能导入进项目管理系统中去,省去了一个个填写的工作。另外,项目管理系统的呈现方式不够直观,如果把BIM技术集成到项目管理系统中,就可以用更加直观的方式了解整个项目的情况了。从这个角度来讲,将BIM技术融入到项目管理系统里面去,将两套系统相融合,最终才能实现更大的价值。

关于BIM与其他技术的集成应用,有人说BIM可以认为是空间基础数据库,相当于IOS(操作系统),基于这个空间数据库,就可以做各种APP,来进行不同的分析、计算、维护工作,也可以用更多的软硬件技术与之集成应用,我赞成这个说法。从另一个角度讲,BIM技术是为了共享信息,包括不同软硬件之间的信息共享。

所以BIM带来的集成是天然的好条件,下一步肯定是要向集成化发展的,但如何集成还要再做斟酌。是把软件越做越大,还是通过一些手段来集成,比如基于API来进行集成,或是基于数据集成?我认为BIM的集成更多是基于数据来做集成的,因为BIM本身就是一个数据库,所以基于BIM技术的数据集成一定是未来BIM集成应用的发展趋势。

国内施工行业精细化管理处于什么水平?在我接触过的施工企业当中,达到精细化管理的非常少,其中中建三局是精细化管理水平相对较高的一个。在谈到管理思路上,他们认为项目的精细化管理是需要用信息化系统来支撑的,项目信息确定后将基本参数输入到系统中,系统就能够自动生成相应的计划,并将计划细分成逐个的任务。各岗位人员按照分配的任务完成工作后,将工作过程记录并录入系统进行统计汇总,最终实现对项目的精细化管理。精细化的管理是需要用精细化的手段来加以支撑的,需要计算机去做的事情用人工来代替是肯定达不到精细的。我以前做过一个基于BIM的质量管理系统,在整个过程中,要求现场人员要按规范一个个人为检查。但是实际过程中却没能达到理想的效果,归其原因是现场人员可能会编一个假数据,这样收集上来的信息就没有真实性可言了。

目前,判断施工行业是否达到了精细化管理的水平,首先要看有没有相对应的精细化管理系统去支撑。现阶段更多的企业实际上可能还是达不到精细化的水平。针对这样的情况,我认为施工企业在实现精细化管理的过程中需要寻找一个平衡点,换句话说就是要明确需要精细到什么程度,不一定是越细越好,事情走向极端往往只能是带来更多的问题。越是精细化的管理就意味着投入会越大,投入过大就会造成投入和产出比的不平衡。那么精细化的程度要如何把控呢?这就需要我们做出合理的判断,对于不同工程的不同环节要进行具体的分析。例如做质量管理工作,质量应该精细到什么程度,就需要结合实际工程特点来决定,一些工程需要做到的程度,可能其他工程就不需要做到同样细度,特别是如果需要为精细化管理付出更大的投入,就需要特别慎重了。

企业的标准化管理体系算不算精细化的一种模式?在我看来,标准化和精细化还是有所区别的,标准化更偏重于对规则的制定。也就是说员工可以做哪些事情,做事情需要做到什么程度是有规可依的,不能随意去做。而精细化是在精细程度上提出更高的要求。两者的区别在于制定标准的时候可以没有精细的要求,而更注重标准本身。所以说精细化与标准化应该有不同的侧重,不可等同。但是在实现精细化管理的过程中,必然要制定相应的标准,所以说企业的标准化是实现精细化管理的必经之路,但是有标准并不一定就意味着精细化管理的实现。

在中建集团的标准化管理要求中,对于计划划分的比较详细,有年计划、月计划、周计划等等,但这样的标准化手段也不完全是为了精细化管理。将这些计划标准化是为了不同的用途,比如年计划可能用于采购,月计划可能为了安排现场工人情况,周计划可能会更具体一些,比如用来要求各岗位人员的工作进度。在实际过程中,这些标准化管理制度能起到规范行为和管理的作用,例如可以避免工作中的偷懒现象等等。所以从这个角度来讲,企业管理制度的标准化还是非常有必要的。

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