从3D BIM到5D BIM的应用及困难

       1前言

       自1975年BIM的概念被首次提出，至今已过去40年，BIM逐渐被业界认识，如果说20世纪80年代CAD的出现和迅速发展是建筑行业的第一次革命，那么近几年BIM技术的成熟与应用是建筑行业的第二次革命。BIM是一种建筑模型三维的空间展示，而在此基础上，融入“时间信息”与“造价信息”，形成由3D(实体)+1D(进度)+1D(造价)的五维建筑信息模型，即5DBIM，相较于3DBIM，5DBIM它集成了工程量、工程进度、工程造价，不仅能统计工程量，还能将建筑构件的3D模型与施工进度的各种工作(WBS)相链接，动态地模拟施工变化过程，实施进度控制和成本造价的实时监控。可以预见，BIM技术的二次开发是未来的发展趋势，除了当前正在兴起的5DBIM，今后可能会出现6D、7DBIM，但就目前来说，要从3DBIM(也即三维实体模型)拓展到5DBIM，还存在以下的一些困难及障碍。

       2困难及障碍

       2.1国家的相关的政策法规对于BIM的规定还有待完善

       在国家层面上，住房与城乡建设部在2011年发布的《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》中指出“‘十二五’期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。”2013年又在《关于征求关于推荐BIM技术在建筑领域应用的指导意见(征求意见稿)意见的函》中对需要参评国家优质工程以及鲁班奖的工程项目提出了BIM相关的要求。作为我国经济第一大省，又是改革开放的桥头堡，广东省在2014年9月发布《关于开展建筑信息模型BIM技术推广应用工作的通知》中也提到“到2014年年底。启动10项以上BIM技术推广项目建设；到2015年年底，基本建立我省BIM技术推广应用的标准体系及技术共享平台；到2016年年底，政府投资的2万平方米以上的大型公共建筑，以及申报绿色建筑项目的设计、施工应当采用BIM技术，省优良样板工程、省新技术示范工程、省优秀勘察设计项目在设计、施工、运营管理等环节普遍应用BIM技术；到2020年年底，全省建筑面积2万平方米及以上的工程普遍应用BIM技术”。

       作为建筑业的主管部门，不管是国家的住建部还是省一级的住建厅，都已出台对BIM的推广和应用的规划和目标，但细看这些《通知》，只是一个相对宽泛的概念，怎样使用BIM技术，是仅仅利用3DBIM做其基本的模拟施工，碰撞试验，三维渲染，还是拓宽它的使用途径，与成本和施工现场的真实进度结合，即所说的5DBIM，并没有详细地说明，这也就导致目前情况下，BIM的使用形式大于实质。并且真正在施工过程中使用BIM技术大多是建筑施工企业，国家的政策和法规不完善，导致在施工单位向建设方提出相关费用的要求时，往往会被拒绝。

       2.2管理人员的缺乏

       虽然BIM的概念很早就被提出了，但开始得到大力推广也就在最近几年，因此，建筑施工企业和建设方目前成熟的BIM人员还较少，大部分管理人员已经习惯于传统的施工管理模式，只有部分专业人员对软件了解较多，很多人对BIM只是存在于了解层面，对于软件操作及应用流程都了解较少，公司相关部门的领导对5DBIM的了解不深，也很片面，对他们来说，实施BIM技术对施工过程进行管理，更多的是面对业主要求的被动选择，没有充分意识到，BIM技术以及5DBIM将会加深建筑业的信息化的程度，这对建筑企业来说既是挑战也是机遇，能够把握住这次机会，提前介入、学习、布局，对当前建筑施工企业的转型升级，在激烈的竞争中取得优势是一个很好的机会。

       2.3软件本身还不完善

       就当前而论，3DBIM技术还是成熟的，无论是土建类的revit；钢结构的TEKLA；还是机电用的magicad；都能够处理工程施工中的碰撞检查以及冲突调试，但是5DBIM技术还不太成熟，以广联达的5DBIM为例，在实际运用过程中，流水段划分功能有缺陷，划分之后有些墙、板构件不按照流水段分界线断开；进度文件只能链接Project的，而且不支持两个及以上文件的进度合并；软件不能对模型进行更改操作，尤其重要的是如果原先的revit文件没设置过原点，那么合并的时候会出错；进度模拟导出视频有缺陷。要把模型导出；土建、安装、幕墙模型之间合并没有太大的问题，但有些revit自建族无法识别，插件导出模型文件时需要重新关联。

       2.45DBIM成本高

       （1）对电脑硬件的要求较高。目前主流的BIM软件有以下几个：民用建筑用AutodeskRevit(美国Autodesk公司)，工厂设计和基础设施用Bentley(一般用于大项目)，欧洲建筑师用的比较普遍的Archicad(芬兰图软公司)，国内市场上用revit和Archicad的较多，Revit的配置要求高一点。

       一个施工项目的管理人员多则一两百人，少则几十人，如果每个人都要配置如此高的电脑，经济压力很大，增加了项目的管理成本，从这个角度上来说，从一定程度上也阻碍了5DBIM在建筑行业从业人员中的推广及普及。

       （2）当下5DBIM软件的价格昂贵，而5DBIM所带来的效果又不能立即见效，它所带来的效益更多的是隐形的，而从企业成本控制的角度出发，成本高而又无法取得立竿见影的效果，对5DBIM的使用的愿望也没有那么强烈。

       3对策及建议

       针对5DBIM：在推广使用过程中存在以上的这些难题，为推动5DBIM在我国建筑行业更为深入的发展，提出以下建议：

       3.1思想观念上的转变

       建筑行业的从业人员，包括公司的领导层已经习惯于传统的项目管理模式，新事物的出现必将带来阵痛，但是要从思想上转变过来，信息化是制造业的趋势，也是建筑行业的趋势，建筑业是一个劳动密集型产业，以往是一种粗放式的管理，生产效率低下，斯坦福大学CIFE中心的研究表明，1964—2009年这45年间，同非农业产业相比，建筑业的劳动生产率并没有显著提高，反而有所下降。

       5DBIM的推广及使用能够集成进度管理、图纸管理、合同管理，提高建筑行业的生成效率，最终目的还是对项目能够进行精细化管理，缩减建设方和施共总包单位的成本，提升盈利能力，所以在工作过程中加强对于管理人员流程化宣讲，提高管理觉悟，让从业者转变观念，积极投身于5DBIM的推广和应用中。

       3.2国家要尽快出台关于BIM方面的法律法规及相关准则

       住建部为了推广BIM技术，在2011年5月20日、2013年8月29日、2014年7月1日、2014年7月1日分别发布1964—2009年建筑业和非农产业的劳动生产率了《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》、《关于征求关于推荐BIM技术在建筑领域应用的指导意见(征求意见稿)意见的函》、《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》、《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，但这些意见都只是在宏观层面的要求，BIM技术的行业标准，BIM以及5DBIM在当前情况下应该达到怎样的要求都没有做详细的说明，为了BIM及5DBIM技术以及后续的二次开发能够更加迅速发展以及能够贴合工程建设实际，更好地服务于工程项目的管理，期待国家的相关部门能够尽快出台相应的法律法规及执行的细则。

       3.3与国内主流的BIM5D软件生产商合作

       除了使用Autodesk主流软件之外，还要尽量使用国产软件，同时与国内主流软件供应商展开深度的合作，把所建设项目作为相应的5DBIM研发基地，因为软件厂商所研发的软件最终是要服务于项目建设的，而且要在使用的过程中为项目的施工带来实际的便利和效益，而不是华而不实，在与软件供应商合作的过程中，可以及时反馈软件的施工效果，完善软件并共同研发改进BIM及5DBIM软件的一些功能，降低了软件供应商的研发成本，反之也就降低了企业5DBIM的使用成本；另外，公司通过让软件供应商每年举行几次大规模的BIM培训，组织人员对BIM技术进行学习，项目也采用以老带新方式培训更多的BIM人员。

       3.4建议

       将BIM管理流程与公司的办公自动化(officeautomation)即OA平台搭接，现在很多企业都有自己的OA平台，管理人员日常工作中的重要一项内容就是施工现场实时数据的录入，把5DBIM的信息接入到OA平台后，可以减少项目管理人员的工作量，并且使得所录入的数据可以减少人为错误的风险，提升了企业的管理效率。

       4结论

       从BIM发展的态势来看，它应该就是建筑行业信息化过程中的风口。继续讨论BIM以及5DBIM是否真能如理论上给建筑行业带来如此深刻的变革已无意义，我们更多思考的是如何让这些功能可以更好的落地实施，提高工程项目管理效率。就目前BIM在施工项目中的使用来看，取得了一定的效果，前期土建、机电、钢结构、幕墙之间的碰撞试验减少了项目后期的变更和施工难度，模拟施工使材料和劳动力的采购和调配更加合理。但是还应看到一些不足的方面，对BIM及5DBIM的重视程度还不够，BIM更大的潜力有待开发。