BIM：關(guān)于“過程”VS“模型”的思考工程

一談到BIM，專家們往往會及時(shí)提醒客戶：“我們介紹的BIM是‘Building Information Modeling’，而不是‘Building Information Model’，BIM是利用數(shù)字模型進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營管理的過程，而不僅僅是我們要生產(chǎn)的那個(gè)產(chǎn)品（建筑物）的數(shù)字模型，雖然BIM模型也是BIM過程的成果之一。”那么，BIM究竟是過程，還是模型呢？

先來看看這里所謂的過程究竟是個(gè)什么過程? BIM是利用建筑物數(shù)字模型里面的信息在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個(gè)階段對建筑物進(jìn)行分析、模擬、可視化、施工圖、工程量統(tǒng)計(jì)的過程。顯然，這里的核心是信息，一個(gè)創(chuàng)建、收集、管理、應(yīng)用信息的過程。

再來看看那個(gè)所謂的模型。當(dāng)然這是作為工作客體的那個(gè)建筑物的虛擬模型（數(shù)字模型），那么要這個(gè)模型做什么用呢？當(dāng)然是支持我們的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維決策和實(shí)施。那靠什么支持呢？當(dāng)然是存放在模型中的信息了。因此，所謂BIM模型（或者說虛擬模型、數(shù)字模型），它的核心不是模型本身（幾何信息、可視化信息），而是存放在其中的專業(yè)信息（建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、熱工、聲學(xué)、材料、價(jià)格、采購、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等）。所以，筆者以為，BIM既是過程，也是模型，但是歸根結(jié)底是信息。

思考一：BIM采用什么樣的信息組織方法？

BIM的核心是信息，同樣的信息在不同的項(xiàng)目階段，不同的參與方會有不同的組織、管理和使用方法，這樣的結(jié)果就是信息冗余，即多個(gè)工程文檔包含同一個(gè)信息，可能只是表達(dá)方式不一樣。

隨著項(xiàng)目信息的不斷發(fā)展，信息冗余就會導(dǎo)致潛在的協(xié)調(diào)錯(cuò)誤，隨之而產(chǎn)生的就是對信息檢查過程的需求，在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的信息檢查消耗了項(xiàng)目的工期和預(yù)算，而在協(xié)調(diào)檢查過程中沒有發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤被帶到施工現(xiàn)場就引起了施工延誤和重復(fù)工作，從而產(chǎn)生了額外的項(xiàng)目成本。

自然，大家需要一個(gè)代表這個(gè)建設(shè)項(xiàng)目且具有唯一性的工程信息模型，由此可以導(dǎo)出所有針對這個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)“視圖”——不同參與方在項(xiàng)目不同階段對項(xiàng)目進(jìn)行各種專業(yè)工作的信息應(yīng)用，例如做結(jié)構(gòu)分析、日照模擬、工程量統(tǒng)計(jì)、施工計(jì)劃優(yōu)化等。

理論上信息的唯一性是合理的，也是可能的，因?yàn)樾畔⑺砗兔枋龅膶?shí)際項(xiàng)目是同一個(gè)。因此完全有可能建立一個(gè)包含項(xiàng)目所有必要信息的模型來支持各種不同的信息應(yīng)用。

另外，滿足人類生產(chǎn)生活需要的建設(shè)項(xiàng)目的類型可以是無限的，但是組成項(xiàng)目的基本元素（構(gòu)件、部件、組件）是有限的，雖然基本元素本身也是在不斷發(fā)展著的。因此，基本元素是可以通過不斷完善的方法建立起標(biāo)準(zhǔn)模型和信息庫的。

具有唯一性的建設(shè)項(xiàng)目基本元素，通過組合構(gòu)成同樣具有唯一性的建設(shè)項(xiàng)目，需要由不同的專業(yè)人士在不同的建設(shè)和使用階段使用不同的技術(shù)和方法進(jìn)行不同目的的作業(yè)（視圖），并且產(chǎn)生表示這些作業(yè)過程和成果的不同類型的文檔作為合同提交物，這就是對信息代表的本體（項(xiàng)目）和信息不同的應(yīng)用之間關(guān)系和過程的描述。

思考二：BIM是一個(gè)模型還是多個(gè)模型？

這也是接觸BIM、應(yīng)用BIM的同行經(jīng)常聽到經(jīng)常碰到的問題，通常有兩種說法：

其一，在介紹BIM概念的時(shí)候，通常我們會看到這樣的說法：BIM是包括建筑物所有幾何、物理、性能信息的數(shù)字化表達(dá)，跟建筑物有關(guān)的所有信息都存儲在單一模型中，不同的項(xiàng)目參與方在不同項(xiàng)目階段需要使用什么信息都可以從BIM模型中獲取，BIM跟目前廣泛使用的CAD和可視化技術(shù)不同，后兩者只包含了建筑物的部分信息。

其二，另外一些BIM資料介紹了在項(xiàng)目不同階段、不同的項(xiàng)目成員會建立各自的BIM模型，常見的BIM模型包括場地模型、建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、機(jī)電模型、施工模型、協(xié)調(diào)模型、竣工模型等。

這又是怎么一回事兒呢？或許可以從以下兩個(gè)方面來解釋。

首先，單一模型之說是從邏輯關(guān)系的層面上來描述的，BIM是一個(gè)包含建筑物所有信息的模型；而多個(gè)模型的說法是從實(shí)際操作層面出發(fā)來描述的，由于技術(shù)的、業(yè)務(wù)的、法律的等各種因素的制約，項(xiàng)目成員必須建立各自的BIM模型。

其次，從信息組織、建立、管理、應(yīng)用的角度來分析，一個(gè)模型還是多個(gè)模型并不是問題的關(guān)鍵，就跟你用什么軟件做BIM一樣，只是一種工具和方法的選擇，關(guān)鍵在于在這個(gè)過程中這個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的信息有多少內(nèi)容、以什么格式、被多少項(xiàng)目成員、在什么工作上精確、高效、完整地使用了，從而提高了多少生產(chǎn)效率、避免了多少潛在錯(cuò)誤、減少了多少建設(shè)工期、降低了多少工程造價(jià)。

因此，真正需要關(guān)心的不是一個(gè)模型還是多個(gè)模型的問題，而是關(guān)于這個(gè)模型的信息精度和維度（類型）、模型對象的屬性信息、模型信息的詳細(xì)等級、模型信息將被如何使用等信息的創(chuàng)建、管理和使用問題。

思考三：工程建設(shè)行業(yè)賦予BIM什么使命？

所有發(fā)達(dá)和比較發(fā)達(dá)的國家都把GDP的一個(gè)很大比例投資在固定資產(chǎn)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、維護(hù)、更新、拆除等工作上，在這個(gè)過程中，很大比例的工程建設(shè)項(xiàng)目遭遇到工期拖延、造價(jià)突破預(yù)算的問題。要求全球工程建設(shè)行業(yè)提高工作效率的壓力越來越大。

美國有關(guān)部門的研究表明，建筑業(yè)的無效工作（浪費(fèi)）高達(dá)57%，而制造業(yè)的這個(gè)數(shù)字是26%，兩者相差31%。如果建筑業(yè)通過技術(shù)升級和流程優(yōu)化能夠達(dá)到目前制造業(yè)的水平，按照美國2008年12800億美元的建筑業(yè)規(guī)模計(jì)算，每年可以節(jié)約將近4000億美元。

我國固定資產(chǎn)的投資規(guī)模為10萬億人民幣左右，其中60%依靠基本建設(shè)完成，生產(chǎn)效率與發(fā)達(dá)國家比較還存在不小差距，如果按照美國建筑科學(xué)研究院的資料來進(jìn)行測算，通過技術(shù)和管理水平提升可以節(jié)約的建設(shè)投資將是驚人的。

美國建筑業(yè)用戶圓桌會議（CURT - The ConstructionUsers RoundTable）為解決上述問題提出了如下四條建議：一是業(yè)主的領(lǐng)導(dǎo)力。業(yè)主在項(xiàng)目早期通過信息共享驅(qū)動所有項(xiàng)目成員的協(xié)同作業(yè)可望取得理想的結(jié)果——快速、高效、成本預(yù)算內(nèi)實(shí)現(xiàn)的建設(shè)項(xiàng)目。二是集成項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。所有項(xiàng)目成員（包括設(shè)計(jì)師、承包商、供應(yīng)商、制造商、運(yùn)營維護(hù)人員）使用統(tǒng)一的系統(tǒng)化方法做項(xiàng)目，將使得項(xiàng)目參與方的目標(biāo)與項(xiàng)目的總目標(biāo)一致，這個(gè)方法就是目前已經(jīng)得到行業(yè)廣泛認(rèn)可的一體化項(xiàng)目實(shí)施方法IPD（IntegratedProject Delivery）。三是公開信息共享。項(xiàng)目協(xié)同作業(yè)必須以公開、及時(shí)、可靠的信息共享作為基礎(chǔ)，支持實(shí)現(xiàn)這一建議的軟件種類或技術(shù)名稱目前還沒有一個(gè)行業(yè)普遍接受的統(tǒng)一名稱，具有一定知名度的名詞有三個(gè)：PIM（ProjectInformation Management，項(xiàng)目信息管理）、PIP（ProjectInformation Portal，項(xiàng)目信息門戶）和CPM（CollaborativeProject Management，協(xié)同項(xiàng)目管理）。四是虛擬建筑信息模型。這個(gè)就是BIM，盡管發(fā)展過程中也出現(xiàn)過若干不同的名詞，例如數(shù)字建筑（Digital Building）、虛擬建筑（Virtual Building）、建筑產(chǎn)品模型（Building Product Model）等，但是BIM經(jīng)過近十年的應(yīng)用已經(jīng)成為了能夠覆蓋前述其他術(shù)語同時(shí)也是全球工程建設(shè)行業(yè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。

2007年美國建筑科學(xué)研究院（NIBS - National Institute of Building Sciences）頒布的美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)第一版第一部分為以BIM為核心的信息化技術(shù)設(shè)定的目標(biāo)是到2020年為美國建筑業(yè)每年節(jié)約2000億美元。

思考四：BIM會改變項(xiàng)目參與方的職責(zé)嗎？

我們可以看到一大批討論流程變化、項(xiàng)目實(shí)施方式變化、BIM能力要求變化、BIM團(tuán)隊(duì)組織變化的資料，但是有一點(diǎn)幾乎是可以肯定的，各項(xiàng)目成員在項(xiàng)目中的職責(zé)并不會變化，因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目成員的專業(yè)知識、經(jīng)驗(yàn)和職責(zé)都是建設(shè)、運(yùn)營一個(gè)優(yōu)秀的工程項(xiàng)目所必需的。

盡管項(xiàng)目成員的職責(zé)并不會因?yàn)锽IM而變化，但成員之間的關(guān)系和工作方式卻會發(fā)生變化，甚至可以是很大的變化。

原來項(xiàng)目成員之間更在意各司其職，各自都有自己的工作目標(biāo)，有時(shí)成員之間可能因?yàn)槔婧惋L(fēng)險(xiǎn)沖突成為對手，有了BIM以后更重視協(xié)同作業(yè)，把項(xiàng)目的成功作為成員共同的目標(biāo)。

原來項(xiàng)目成員的工作更多是按順序進(jìn)行的，有了BIM可能更多的工作可以并行開展了。

總而言之，應(yīng)用BIM的目的不是為了使工程項(xiàng)目的建設(shè)與運(yùn)維工作更復(fù)雜化，而是為了找到更好地實(shí)現(xiàn)行業(yè)目標(biāo)的辦法——高效優(yōu)質(zhì)完成工程項(xiàng)目，滿足建筑業(yè)客戶的需求。  

（編輯：奚雅青）