BIM+數(shù)字化+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將引領(lǐng)建筑業(yè)

近日，麥肯錫全球研究院發(fā)布文章《想象建筑業(yè)數(shù)字化未來(lái)》（Imagining construction’s digital future），認(rèn)為建筑業(yè)需要變革，并認(rèn)為瓦解的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，BIM、數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)將引領(lǐng)建筑業(yè)發(fā)展。麥肯錫全球研究院估計(jì)到2030年將有57萬(wàn)億的基礎(chǔ)設(shè)施投入，這會(huì)大規(guī)模刺激一些公司投入新的技術(shù)和改進(jìn)實(shí)踐方法來(lái)提高生產(chǎn)效率和項(xiàng)目交付方式。在該報(bào)告中，認(rèn)為在接下來(lái)的5年中，如下幾種方式可以改變建筑業(yè)。

上世紀(jì)70年代，大型航空公司開(kāi)始使用3D計(jì)算機(jī)模型，這幫助航空業(yè)生產(chǎn)效率提高了10倍。然而，建筑業(yè)還沒(méi)有采用覆蓋項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維全過(guò)程的集成平臺(tái)。相反，建筑業(yè)仍然依賴定制的軟件工具，項(xiàng)目業(yè)主和承包商經(jīng)常使用不同的平臺(tái)，相互之間并不同步。結(jié)果，就沒(méi)有了單獨(dú)的數(shù)據(jù)源以提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)、成本和時(shí)間管理的集成、實(shí)時(shí)的信息。

下一代5DBIM能為任何一個(gè)項(xiàng)目提供實(shí)體和功能特征的5維信息，即除了標(biāo)準(zhǔn)的3D空間設(shè)計(jì)參數(shù)以外，還包括項(xiàng)目的成本和進(jìn)度。同時(shí)也包括一些細(xì)節(jié)，例如幾何結(jié)構(gòu)、規(guī)格、美學(xué)、熱能和聲學(xué)特性。一個(gè)5DBIM平臺(tái)能為業(yè)主和承包商提供項(xiàng)目成本和進(jìn)度變更影響的識(shí)別、分析和記錄，也能幫助承包商更好開(kāi)展早期風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和決策。

一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，有75%采用BIM的企業(yè)認(rèn)為，BIM技術(shù)給他們帶來(lái)了積極回報(bào)，包括更短的項(xiàng)目周期、紙質(zhì)文檔和材料成本的節(jié)省等。如果進(jìn)一步和AR（放大現(xiàn)實(shí)）及可穿戴裝備結(jié)合，5DBIM技術(shù)的價(jià)值會(huì)更大。為了更好地獲得BIM技術(shù)的豐富價(jià)值，項(xiàng)目業(yè)主和承包商從設(shè)計(jì)階段就需要將用戶嵌入進(jìn)來(lái)，所有的利益相關(guān)者都采用和BIM兼容的標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和報(bào)告格式。此外，業(yè)主和承包商需要投入資源和資金來(lái)應(yīng)用BIM。

管理數(shù)字化意味著需要從現(xiàn)有的紙質(zhì)方式遷移到在線、實(shí)時(shí)信息共享方式，以確保透明化、協(xié)同、及時(shí)跟蹤和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、質(zhì)量控制以及最終更好的、更可靠的產(chǎn)出。

行業(yè)表現(xiàn)較為糟糕的一個(gè)原因是目前仍然依賴紙質(zhì)文件來(lái)管理項(xiàng)目，包括藍(lán)圖、設(shè)計(jì)圖紙、采購(gòu)和供應(yīng)鏈訂單、設(shè)備日志、日進(jìn)度報(bào)告以及竣工審核。由于缺乏數(shù)字化，信息共享延遲司空見(jiàn)慣，業(yè)主和承包商使用不同版本的文件經(jīng)常發(fā)生，這導(dǎo)致了變更和索賠。

近年來(lái)，業(yè)主和承包商開(kāi)始應(yīng)用數(shù)字化協(xié)同和現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)解決方案。一個(gè)大的國(guó)際施工企業(yè)最近宣布，和軟件公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)一款基于云的、移動(dòng)使能的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)，以開(kāi)展大型工程項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)控制、預(yù)算和文檔管理。幾個(gè)大的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商已經(jīng)成功進(jìn)行項(xiàng)目管理工作流的數(shù)字化。

數(shù)字化工作流具有顯著的好處。在美國(guó)一個(gè)隧道項(xiàng)目中，有600家供應(yīng)商、承包商開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的平臺(tái)用于招投標(biāo)和合同管理，就每周節(jié)省了20個(gè)小時(shí)的管理工時(shí)，消減了制作報(bào)告75%的時(shí)間，文件傳遞速度加快了90%。在另一個(gè)案例中，50億的鐵路項(xiàng)目節(jié)省了超過(guò)1.1億成本，并且通過(guò)工作自動(dòng)化大幅度提高了審查和批準(zhǔn)的工作效率。

員工移動(dòng)解決方案對(duì)效率提升產(chǎn)生了同樣的效果。長(zhǎng)期以來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)人員和辦公室人員實(shí)時(shí)溝通是一個(gè)大問(wèn)題。但同時(shí)，以下因素限制了移動(dòng)解決方案的應(yīng)用，包括：不同移動(dòng)解決方案的兼容性問(wèn)題、可靠度、高速寬帶和非直觀設(shè)計(jì)及用戶界面不友好等。低成本的移動(dòng)連接費(fèi)用已經(jīng)導(dǎo)入了新一代“移動(dòng)優(yōu)先”的基于云端的APP使用方式，即使在遙遠(yuǎn)的施工現(xiàn)場(chǎng)，也能實(shí)時(shí)更新。目前，有60%的資金投入到了數(shù)字化協(xié)同和移動(dòng)解決方案，如在平板和智能手機(jī)上使用APP，將施工藍(lán)圖和計(jì)劃的變化實(shí)時(shí)告知現(xiàn)場(chǎng)人員，現(xiàn)場(chǎng)圖片也能超級(jí)鏈接到項(xiàng)目計(jì)劃中。也有一些公司提供移動(dòng)時(shí)間記錄、實(shí)時(shí)成本編碼、工人定位和問(wèn)題日志及追蹤。還可以實(shí)現(xiàn)變更管理、時(shí)間和材料追蹤，調(diào)度，生產(chǎn)效率測(cè)度和事故報(bào)告。

人、設(shè)備和大量工作在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展，使項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)會(huì)變得越來(lái)越密集，他們產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，很多數(shù)據(jù)沒(méi)有被收集，更不用說(shuō)測(cè)算和處理了。很多領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始實(shí)際應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)了，傳感和無(wú)線技術(shù)使設(shè)備連接起來(lái)并越來(lái)越“智能”。在工地現(xiàn)場(chǎng)，物聯(lián)網(wǎng)能使建筑機(jī)械、設(shè)備、材料、結(jié)構(gòu)甚至模板能和中央平臺(tái)“會(huì)話”以獲得關(guān)鍵性能參數(shù)。傳感、近場(chǎng)通訊（NFC）設(shè)備，以及其他設(shè)備能幫助監(jiān)控工人和設(shè)備的生產(chǎn)效率，包括：設(shè)備監(jiān)控和維修、存貨管理和訂購(gòu)、質(zhì)量評(píng)估、能量效率管理和安全管理等。

最常用的近場(chǎng)通訊技術(shù)是RFID，其廣泛應(yīng)用于物流、零售和制造業(yè)，以收集精細(xì)化的產(chǎn)品、地點(diǎn)、時(shí)間和交易數(shù)據(jù)。目前，近場(chǎng)通訊技術(shù)也在演化，標(biāo)簽tags將很快能包括很多信息，例如規(guī)格、日期、缺陷、供應(yīng)商、設(shè)備廠商、維修記錄、運(yùn)行參數(shù)等。RFID設(shè)備，包括掃描器、接收器、標(biāo)簽的成本都在不斷降低，一些新的設(shè)備也在涌現(xiàn)。

除了物聯(lián)網(wǎng)外，高級(jí)分析技術(shù)也至關(guān)重要。倫敦大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目采用這些方法大大節(jié)省了時(shí)間和資金，項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和數(shù)據(jù)分析公司一起構(gòu)建了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的適配儀器和監(jiān)控系統(tǒng)，這一系統(tǒng)吸收現(xiàn)場(chǎng)傳感數(shù)據(jù)、施工進(jìn)度數(shù)據(jù)、工人和設(shè)備移動(dòng)數(shù)據(jù)。基于這些信息，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)識(shí)別異常和潛在風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)于人口稠密和歷史文化敏感性的倫敦至關(guān)重要。類似的例子比比皆是。啟發(fā)于高級(jí)分析技術(shù)，一些石油天然氣巨頭采用匹配正確的團(tuán)隊(duì)，指派合適的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)，以及修改工作流程，最小化浪費(fèi)改進(jìn)了效率，提高了20%~25%的效率。另一個(gè)例子，一個(gè)大的中東施工企業(yè)和軟件公司一起開(kāi)發(fā)了預(yù)測(cè)分析引擎，以防止設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)故障發(fā)生，這節(jié)省了大量故障停機(jī)時(shí)間、燃油成本和維修開(kāi)支。事件模擬和優(yōu)化算法也已經(jīng)幫助造船企業(yè)優(yōu)化了施工計(jì)劃。

其他行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明，首先采取行動(dòng)的企業(yè)會(huì)建立持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在建筑業(yè)同樣如此。在下一個(gè)世紀(jì)，這些明天的贏者會(huì)成為技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)字化的領(lǐng)先者。抵抗變革不再是未來(lái)的一個(gè)選項(xiàng)。

隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家政策的大力支持，BIM技術(shù)將逐步發(fā)展成為建筑工程設(shè)計(jì)的主要手段，有助于提高效率、節(jié)約成本、提高施工質(zhì)量、完善運(yùn)營(yíng)管理等。我們應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，積極學(xué)習(xí)BIM技術(shù)，深入挖掘BIM在工程設(shè)計(jì)中的潛力，促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

（編輯：奚雅青）