BIM+數字化+物聯網技術將引領建筑業

近日，麥肯錫全球研究院發布文章《想象建筑業數字化未來》（Imagining construction’s digital future），認為建筑業需要變革，并認為瓦解的時機已經成熟，BIM、數字化、物聯網將引領建筑業發展。麥肯錫全球研究院估計到2030年將有57萬億的基礎設施投入，這會大規模刺激一些公司投入新的技術和改進實踐方法來提高生產效率和項目交付方式。在該報告中，認為在接下來的5年中，如下幾種方式可以改變建筑業。

上世紀70年代，大型航空公司開始使用3D計算機模型，這幫助航空業生產效率提高了10倍。然而，建筑業還沒有采用覆蓋項目計劃、設計、施工和運維全過程的集成平臺。相反，建筑業仍然依賴定制的軟件工具，項目業主和承包商經常使用不同的平臺，相互之間并不同步。結果，就沒有了單獨的數據源以提供項目設計、成本和時間管理的集成、實時的信息。

下一代5DBIM能為任何一個項目提供實體和功能特征的5維信息，即除了標準的3D空間設計參數以外，還包括項目的成本和進度。同時也包括一些細節，例如幾何結構、規格、美學、熱能和聲學特性。一個5DBIM平臺能為業主和承包商提供項目成本和進度變更影響的識別、分析和記錄，也能幫助承包商更好開展早期風險識別和決策。

一項研究發現，有75%采用BIM的企業認為，BIM技術給他們帶來了積極回報，包括更短的項目周期、紙質文檔和材料成本的節省等。如果進一步和AR（放大現實）及可穿戴裝備結合，5DBIM技術的價值會更大。為了更好地獲得BIM技術的豐富價值，項目業主和承包商從設計階段就需要將用戶嵌入進來，所有的利益相關者都采用和BIM兼容的標準化的設計和報告格式。此外，業主和承包商需要投入資源和資金來應用BIM。

管理數字化意味著需要從現有的紙質方式遷移到在線、實時信息共享方式，以確保透明化、協同、及時跟蹤和風險評估、質量控制以及最終更好的、更可靠的產出。

行業表現較為糟糕的一個原因是目前仍然依賴紙質文件來管理項目，包括藍圖、設計圖紙、采購和供應鏈訂單、設備日志、日進度報告以及竣工審核。由于缺乏數字化，信息共享延遲司空見慣，業主和承包商使用不同版本的文件經常發生，這導致了變更和索賠。

近年來，業主和承包商開始應用數字化協同和現場移動解決方案。一個大的國際施工企業最近宣布，和軟件公司聯合開發一款基于云的、移動使能的現場監控平臺，以開展大型工程項目計劃、設計、現場控制、預算和文檔管理。幾個大的項目開發商已經成功進行項目管理工作流的數字化。

數字化工作流具有顯著的好處。在美國一個隧道項目中，有600家供應商、承包商開發了一個簡單的平臺用于招投標和合同管理，就每周節省了20個小時的管理工時，消減了制作報告75%的時間，文件傳遞速度加快了90%。在另一個案例中，50億的鐵路項目節省了超過1.1億成本，并且通過工作自動化大幅度提高了審查和批準的工作效率。

員工移動解決方案對效率提升產生了同樣的效果。長期以來，現場人員和辦公室人員實時溝通是一個大問題。但同時，以下因素限制了移動解決方案的應用，包括：不同移動解決方案的兼容性問題、可靠度、高速寬帶和非直觀設計及用戶界面不友好等。低成本的移動連接費用已經導入了新一代“移動優先”的基于云端的APP使用方式，即使在遙遠的施工現場，也能實時更新。目前，有60%的資金投入到了數字化協同和移動解決方案，如在平板和智能手機上使用APP，將施工藍圖和計劃的變化實時告知現場人員，現場圖片也能超級鏈接到項目計劃中。也有一些公司提供移動時間記錄、實時成本編碼、工人定位和問題日志及追蹤。還可以實現變更管理、時間和材料追蹤，調度，生產效率測度和事故報告。

人、設備和大量工作在現場開展，使項目現場會變得越來越密集，他們產生了大量數據，很多數據沒有被收集，更不用說測算和處理了。很多領域已經開始實際應用物聯網了，傳感和無線技術使設備連接起來并越來越“智能”。在工地現場，物聯網能使建筑機械、設備、材料、結構甚至模板能和中央平臺“會話”以獲得關鍵性能參數。傳感、近場通訊（NFC）設備，以及其他設備能幫助監控工人和設備的生產效率，包括：設備監控和維修、存貨管理和訂購、質量評估、能量效率管理和安全管理等。

最常用的近場通訊技術是RFID，其廣泛應用于物流、零售和制造業，以收集精細化的產品、地點、時間和交易數據。目前，近場通訊技術也在演化，標簽tags將很快能包括很多信息，例如規格、日期、缺陷、供應商、設備廠商、維修記錄、運行參數等。RFID設備，包括掃描器、接收器、標簽的成本都在不斷降低，一些新的設備也在涌現。

除了物聯網外，高級分析技術也至關重要。倫敦大型基礎設施項目采用這些方法大大節省了時間和資金，項目領導和數據分析公司一起構建了一個基于網絡的適配儀器和監控系統，這一系統吸收現場傳感數據、施工進度數據、工人和設備移動數據。基于這些信息，通過統計分析幫助項目團隊識別異常和潛在風險，這對于人口稠密和歷史文化敏感性的倫敦至關重要。類似的例子比比皆是。啟發于高級分析技術，一些石油天然氣巨頭采用匹配正確的團隊，指派合適的項目領導，以及修改工作流程，最小化浪費改進了效率，提高了20%~25%的效率。另一個例子，一個大的中東施工企業和軟件公司一起開發了預測分析引擎，以防止設備現場故障發生，這節省了大量故障停機時間、燃油成本和維修開支。事件模擬和優化算法也已經幫助造船企業優化了施工計劃。

其他行業的經驗已經證明，首先采取行動的企業會建立持續的競爭優勢，在建筑業同樣如此。在下一個世紀，這些明天的贏者會成為技術創新和數字化的領先者。抵抗變革不再是未來的一個選項。

隨著科技技術的不斷發展，國家政策的大力支持，BIM技術將逐步發展成為建筑工程設計的主要手段，有助于提高效率、節約成本、提高施工質量、完善運營管理等。我們應與時俱進，積極學習BIM技術，深入挖掘BIM在工程設計中的潛力，促進企業創新發展。

（編輯：奚雅青）