1、BIM行业发展分析报告docx1引言BIM (Building Information Modeling)建筑信息模型化是近年来一项引领建筑数字技术走向更高层次的新技术，它的全面应用将大大提高建筑业的生产效率，提升建筑工程的集成化程度，使设计、施工到运营整个全生命周期的质量和效率显著提高、降低成本。BIM的出现正在改变项目参与各方的协作方式，使每个人都能提高生产效率并获得收益，从而引发了建筑行业一次脱胎换骨的革命。为了帮助更好地了解这场变革的广度和深度，集团信息中心BIM团队特此合作撰写了这份BIM行业发展分析报告。这份分析报告结合了2010年度Autodesk公司举办的创新杯-BIM设计大赛
2、获奖案例，对参赛及获奖的共计70个项目进行分析研究，客观总结了BIM在行业、企业内部的发展情况，BIM目前尚未成熟的方面对策，以及BIM在二维和三维之间的关系等方面，帮助团队理清自身在集团内部的定位及价值，让相关专业人员获得新的启发。2BIM在行业内部的发展情况2.1BIM在工业建筑的发展近年来工业生产技术发展迅速，生产体制变革和产品更新换代频繁，工业建筑正在向大型化和微型化两极发展；同时普遍要求在使用上具有更大的灵活性，以利发展和扩建，并便于运输机具的设置和改装。BIM带来了技术上的革新，各大工业设计院纷纷投入使用，如中机六院、中冶南方等。案例介绍机械工业第六设计研究院简称中机六院，是我国最
3、早成立且影响广泛的设计单位之一，也是成功运用BIM技术于实践的单位之一。中机六院早在2003年就对BIM进行了探索，经过两年的项目试点以及两年的应用与普及，自2010年起，自行研发了基于工业建筑的BIM协同设计平台、信息模型管理系统，包括了二、三维联动展示系统、三维模型文件远程更新、现场安装指导及信息采集、管线拓扑分析、工厂富信息模型平台、设计成品管理系统等内容。其浙江中烟杭州制造部联合工房项目（见图1）从施工进度模拟、投资模拟、资源优化、施工组织优化、大型疑难构件和设备装配模拟等方面着手，解决了多专业多系统在大空间范围内空间、时间的协调，设计施工阶段复杂的修改变更，各专业工程量的统计，各专业
4、为工艺设备预留接口定位，施工配合等问题，提高了BIM工程设计质量，探索更好的设计模式和流程。此次浙江中烟项目是目前国内制造行业规模中规模最大的BIM工程设计，也是国内烟草行业首例BIM工程设计项目，在Autodesk2010年BIM项目中获得多个奖项。图1. “U”型布局，东西长453.8 m ，南北宽375.45m，体量庞大中机六院BIM的成功应用值得借鉴，可以概括为以下几个特点：设计精细、项目精化、设计程度深(多专业)、应用程度深(软件开发)。2.2BIM在民用建筑的发展近年来以奥运、世博为契机，涌现出一大批以高、大、精、深为特征的标志性建筑，建造技术水平居世界前列。此外，码头、飞机场、航
5、站楼、客运站等大量基础上设施的建设，掀起了中国建设热潮。早在2003年，国内龙头房地产企业万科的董事长王石就提出“像造汽车一样造房子”，也就是试行发展住宅产业化。浦东三林的“万科金色里程”项目是万科集团大量运用预制混凝土技术建造的首个项目，它的成功标志着住宅产业化、标准化、工业化的可行性。就像航空和汽车行业，BIM将使得更大和更复杂的建筑项目预制件成为可能。更低的劳动成本，更安全的工作环境，减少原材料的需求和高质量，这些将为建筑行业发展带来强大的推动力，代表着BIM已经为民用建筑，乃至整个工程建筑行业的技术发展指明了方向。案例介绍本次BIM大赛华通国际的回龙观项目通过BIM平台整合与优化传统住
6、宅设计流程，将其逐步标准化，制定了REVIT平台住宅设计流程操作手册和公司REVIT设计标准，提高住宅项目设计效率，并将在过程中积累下来的样板文件、族库资源整理入库，便于以后的住宅设计。武汉建筑设计院的胡晓非也较早开始尝试运用BIM进行建筑设计，针对不同项目提出不同的BIM流程，着重住宅服务标准的制定以及各类标准报表、项目专署标准组件库，运用BIM工具对单体建筑的各方面进行细致刻画，达到了出图的深度。鉴于现在BIM理念的广泛推广及所得到的市场认可度，各建筑设计院结合现有技术力量，通过BIM平台整合传统的住宅设计流程，将其逐步标准化，提高住宅项目设计的工作效率。 2.3开展BIM的优势建筑设计行
7、业开展BIM的优势有以下几点：1)相比传统的设计方法，BIM 解决方案使企业的生产力提高，并且最大的好处是设计正确性的提升，所有信息都存放在一处能够尽可能减少设计错误。 2)配合施工阶段更好地支持快速跟踪、严格管理的计划，并更好地分担和分享设计/建造的风险和回报。 3)通过前期更快地提供服务、更具竞争力的设计手段BIM 可以提高实际投标胜出机率。工业设计涵盖了各类化工、医药、冶金等厂房、构筑物、高新技术产业建筑、工业区配套设施建筑等方面，其流程、生产特点和工艺相对而言较为单一，更有利于开展BIM。工业建筑BIM应用的成功经验对于民用建筑尤其是住宅标准化的推动和机电专业，有一定的借鉴作用。中机六
8、院本次获得了最佳BIM工程设计和最佳协同设计二等奖，他们在获奖资料中总结到，“BIM是基于建筑工程全生命周期的概念，不能简单理解为三维设计，BIM应用应满足最终用户“富信息模型”（见图2）使用的需求，因此设计院的交付物不能只停留与图纸交付，而应是一个可扩展的信息模型，在我们和业主的互动中，我们认为这种模式必然需要建立一个设计院与业主方之间的信息共享平台，类似全生命周期的模式运作可能是设计院未来的方向。” 图2.富信息模型平台3BIM在企业内部的发展情况3.1目前市场上几种BIM存在的形态1)业主成立的BIM团队，如中信泰富BIM团队业主需要BIM做事情：记录和评估存量物业：./;和GIS系统集
9、成：无论业内人士还是公众都可以用和真实世界同样的方法利用物业的信息,对营销/物业使用和应急响应等都有极大帮助；物业管理和维护：BIM模型包括了物业使用/维护/调试手册中需要的所有信息,同时为物业改建/扩建/重建或退役等重大变化都提供了完整的原始信息。，2)大型设计企业内部成立BIM团队，如现代集团和CCDI设计可以用BIM做的事情:方案设计：使用BIM技术能进行造型/体量和空间分析外,还可以同时进行能耗分析和建造成本分析等,使得初期方案决策更具科学性;扩初设计：建筑结构机电各专业建立BIM模型，利用模型信息进行能耗/结构/声学/热工/日照等分析，进行各种干涉检查和规范检查，以及进行工程量统计；
10、施工图：各种平/立/剖面图纸和统计表都从模型中得到；设计协同：设计有十多个甚至几十个专业需要协调，包括设计计划/互提资料/校对审核/版本控制等；设计工作重心前移：目前设计师50%以上的工作量用在施工图阶段，BIM可以帮助设计师把主要工作放到方案和扩初阶段，恢复设计师得本来面目。设计院鼓励不同专业的设计师共同参与，各专业的协调与多方的沟通工作会容易很多。设计院的BIM主要协调不同专业设计师的情况，包括建筑/结构/机电/造价/绿色/数据/通讯/安全等，保障高质高效提供各类设计图纸，以及为了实现这个目的和业主的沟通交流，和承包商的施工配合等。3)施工企业内部成立的BIM团队，如上海建工集团、上海安装
11、施工单位可以用BIM做的事情:虚拟建造：在BIM模型中使用实际产品后进行物理碰撞(硬碰撞)和规则碰撞(软碰撞)检查；施工分析和规划：BIM和施工计划集成的4D模拟，时间-空间合成以后的碰撞检查；成本和工期管理：BIM/施工计划和采购计划集成的5D模拟；预制：BIM和数控制造集成的自动化工厂预制；现场施工：BIM和移动技术/RFID技术以及GPS技术集成的现场施工情况动态跟踪。4)BIM专项咨询公司，如铿利科技、香港天乐创新科技咨询公司承接的业务，可以是专业或专项的咨询服务，也可以为项目各参与方提供外包服务，其客户包括项目的所有参与者。公司大多为外商独资，有着丰富的经验，在做国内项目的过程中沿用
12、国外的流程。铿利科技（Gehry Technologies，简称GT）是盖里事务所旗下子公司， GT自主研发了以CATIA V5引擎为主的适合于建筑行业的BIM软件Digital Project，在异型曲面建模方面表现出色，公司在上海、广州、香港、北京等地均设有办事处参与当地项目。香港乐天创新科技也是一家兴起较早的BIM咨询公司，但因种种原因，其BIM团队已面临解散。相比国内BIM如火如荼的开展，此异类现象不得不引起重视。从中我们也可以发现BIM在现阶段仍有不成熟的方面，有待时间去进一步完善，详细内容将在第四章中论述。5)设计师个人，如南京大学老师傅筱、武汉建筑设计院胡晓非一方面设计师运用的B
13、IM技术是以教学为主，让更多的人接触了解到BIM；另一方面设计师运用的BIM若要发扬开来,还是需要设计院的支持,进而扩大为以设计师为主的BIM团队里,不然仍是简单的设计师针对其设计作品软件的应用,不能真正体现BIM的价值。要实现全社会的BIM必须要多方参与，BIM是为缩短业主/设计/施工各参与方的距离而产生的，目前主要的应用范围还是在设计院，设计企业内部的BIM，一方面可以研发BIM未开发的价值，可以传播BIM的价值， 可以服务于企业内部，也可以服务于外界，项目实施过程中设计的主动权较大，各参与方之间的协调能动性较大，执行力相对较强，容易形成属于自己的一套流程标准。无论是哪个方面的服务形式，设
14、计都占有独特的优势。我们的BIM团队现处于初级阶段，以发展为主，但如何在以后的市场立足，需要有清晰的规划路程。3.2BIM的技术应用从检验是否使用BIM技术的标准看： 可视化 BIM技术是贯穿整个建筑的生命周期。建筑生命周期是指建筑物从规划、设计、施工图绘制到施工、运营使用、管理，及最后的报废拆除。在设计阶段最后的图纸都是二维图形的表达，需要将二维图纸的内容翻译成真实的建筑。在BIM的工作环境里，由于整个过程是可视化的，所表达的是建筑物的实际形状与构件的各种信息，样式、材质、单位重量、成本。所以可视化的结果不仅可以用来汇报和展示，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视
15、化的状态下进行。在目前CAD和可视化作为建筑业主要数字化工具的时候，CAD图纸是项目信息的抽象表达，可视化是对CAD图纸表达的项目部分信息的图画式表现，由于可视化需要根据CAD图纸重新建立三维可视化模型，因此时间和成本的增加以及错误的发生就成为了这个过程的必然结果，更何况CAD图纸是在不断调整和变化的，这种情形下，要让可视化的模型和CAD图纸始终保持一致，成本会非常高，一般情形下，效果图看完也就算了，不会去更新保持和CAD图纸一致。这也就是为什么目前情况下项目建成的结果和可视化效果不一致的主要原因之一。 使用BIM以后这种情况就变过来了，首先BIM本身就是一种可视化程度比较高的工具，而可视化是
16、在BIM基础上的更高程度的可视化表现，达到这一作用的软件必须同时符合设计、几何和属性信息、效果的要求。主流的BIM软件：Revit、基于MicroStation平台上的建筑工程设计软件。 协调设计院使用BIM技术主要协调不同专业设计师的情况，包括建筑、结构、机电、造价、绿色、数据、通讯、安全等，保障高质高效提供各类设计图纸，以及为了实现这个目的和业主的沟通交流，和承包商的施工配合等。通过BIM技术是目前能帮项目经理们解决多方协调问题的最有效的手段。在这方面大多是使用协同设计平台与协同工作平台。协同设计平台是指通过BIM软件自身的功能，用于帮助团队提高工作效率质量、减少返工并确保项目按时完成。主
17、流使用方法：Revit工作集（团队工作）模式和文件链接模式。协同工作平台是指把分布在世界上多个地方的同一个项目的信息在一个单一的环境中，以使工程项目团队中的每一个人都能够很方便地访问和维护它，并且能够确信您的团队所参考的信息是最新的。和一些通用的文档管理系统的不同的是不仅仅是一个文档存储系统，而且是一个信息创建的工具，它应与很多应用软件做很紧密的集成，使系统能和许多应用系统能做信息交换，比如AutoCAD、MicroStation绘图软件和Microsoft Office办公软件的集成。主流软件：ProjectWise。 模拟模拟就是预知，人们通过计算机各种模拟手段，预知比如建筑性能、建筑与建
18、筑环境控制、建筑施工进度控制、建筑成本控制等。“设计-分析-模拟”一体化才能动态表达建筑物的实际状态，设计有变化，紧跟着就需要对变化以后的设计进行不同专业的分析研究，同时马上需要把分析结果模拟出来，供业主对此进行决策。非BIM不能完成此任务。目前基于BIM的模拟有以下几类：设计阶段：日照模拟、视线模拟、节能（绿色建筑）模拟、紧急疏散模拟、CFD模拟等.主流软件：ECOTECT、IES、PKPM PBECA、EnergyPlus招投标和施工阶段：4D模拟（包括基于施工计划的宏观4D模拟和基于可建造性的微观4D模拟），5D模拟（与施工计划匹配的投资流动模拟）等。主流软件：Navisworks、DE
19、LMIA销售运营阶段：基于web的互动场景模拟，基于实际建筑物所有系统的培训和演练模拟（包括日常操作、紧急情况处置）等。主流软件：虚拟现实优化通过把设计、施工、运营优化进行成本的控制。目前基于BIM的优化可以做下面的工作：项目方案优化：把项目设计和投资回报分析集成起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上。特殊（异型）设计优化：裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行
20、优化，可以带来显著的工期和造价改进。限额设计：BIM可以让限额设计名符其实主流软件：Revit、Rhino、Digital Project出图目前行业内关于BIM技术的使用情况，大部分是通过在BIM软件里做模型到初步设计深度，施工图阶段通过二维软件进行深化。少部分是通过BIM软件直接设计到出图。主流软件：Revit+AutoCAD从服务于设计项目的各阶段看： 概念设计概念性设计是不需要完成建成的建筑，根据建筑师的思维想象创造出来的东西。很多建筑大师都做很多出色的概念建筑，借以表达自己的想法与主张。在计算机辅助设计这块，衍生式设计成为一个新的名词，它可以捕获并利用设计意图与几何图形之间的关键关系
21、，使建筑师和工程师能够进行以前几乎无法想象的设计并获得以前几乎无法想象的结果。使用关联的参数和计算方法，设计人员可以便捷地浏览大量的“假设”方案，再将这些建筑外形同步经过软件分析，比如太阳辐射量、日照、CFD等，进一步验证形体的可实施性。分析的结果可以返回到设计的形体，根据分析结果自动生成更合理的设计。主流软件：(Grasshopper、Generative Components)+Ecotect方案设计使用BIM技术能进行造型、体量和空间分析外，还可以同时进行能耗分析和建造成本分析等，使得初期方案决策更具有科学性；在实现绿色设计、可持续设计方面的优势：BIM方法可用于分析包括影响绿色条件的采
22、光、能源效率和可持续性材料等建筑性能的方方面面；可分析、实现最低的能耗，并借助通风、采光、气流组织以及视觉对人心理感受的控制等，实现节能环保；采用BIM理念，还可在项目方案完成的同时计算日照、模拟风环境，为建筑方案的“绿色”元素提供技术支撑。主流软件：Revit Architecture、Rhino、Ecotect、IES、AutoCAD初步设计初设就是进一步深化，达到可以进行各专业施工图设计的条件，建筑、结构、机电各专业建立BIM模型，进行各种干涉检查和规范检查，以及进行工程量统计。主流软件：Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP、Navis
23、works辅助软件：Rhino、Digital Project施工图设计可以用于施工的图纸，各种平面、立面、剖面图纸和统计报表与图纸归类都从BIM模型中得到以及节点大样深化设计。主流软件：Revit、AutoCAD4BIM尚不成熟之处及对策4.1缺乏动态控制的管理理念长久以来，国内工程建设行业在项目管理的进度控制、成本控制以及质量控制等方面普遍存在着重计划编制，轻过程追踪以及缺持续改进的现象，这正是一种缺乏动态管理理念的表现。例如若干年前全球知名项目进度管理软件P3进入中国以来至今，从对各项目应用P3的情况反馈来看，总体效果就是轰轰烈烈开始，悄无声息结束。进度和资源配置信息的真实性和及时性很难
24、保证。通过对本次BIM设计大赛70多只入围参赛作品和行业现状的分析，可隐约发现BIM这一新兴技术的应用也存在雷同的问题。主要表现为许多单位将BIM作为三维可视化的替代工具，虽然BIM可以实现可视化，但BIM绝不仅仅是可视化，许多设计师、设计咨询机构从方案创作到绘制第一版施工图为止，其模型的精度和详细程度颇高，不仅能衍生方案初期各层面的分析模型，而且几乎可以直接满足施工图的出图需要。但对施工阶段的工程变更控制，过程中项目信息的收集和追踪，以及模型信息数据的更新维护大多未曾涉及也没有切实可行的控制措施。这实则在一定程度上已经偏离或者说违背了BIM服务理念的初衷。而包括工程变更在内的各种动态的工程信
25、息恰恰是影响工程质量和造成进度滞后的主要因素。因此借助BIM技术为依托，为项目各参建方提供一套能满足项目目标实现和过程状态受控的信息咨询服务，不仅是建设单位、工程监理为解决项目管理难题的需求，更是市场的需求。4.2BIM对从业人员有一定要求BIM从业人员不仅必须掌握一定程度的IT技能，能熟练运用BIM工具（软件），还必须具有相应的专业工程背景，并对行业发展有敏锐的洞察力。因为没有掌握BIM的IT技术肯定无法从事BIM咨询工作，而没有专业背景的BIM，会把BIM引向可视化和效果表现的道路，其市场价值和服务水准将大打折扣。目前国内工程建设行业尤其是在项目实施阶段之一的施工企业内，从业人员的CAD和
26、信息技术掌握水平普遍不高，是我国工程建设迈向现代化信息化主要的障碍因素之一。因而组建一支由各专业背景人员组成的BIM咨询团队，既符合市场规律，又符合专业分工细化的趋势。4.3项目初期工作量较大正如“影响建筑能效的80%的决定都是在设计初期做出的”，分析模拟等一系列BIM的应用子集越来越趋向于设计的前期。模拟应用结果的准确性及时性与模型承载的信息质量成正比，因此，创建适应于各层面项目多维集成管理的信息模型需要准备大量原始的技术资料，但有相当部分的资料收集工作，例如技术协议、制造商图纸等，出于知识产权保护和保密程度等原因，有些关键资料很难获取。因而无论是设计师的BIM，还是建造师的BIM都无法向各
27、自两端延伸，由于合同关系的限制也不允许其向两端延伸，因而BIM咨询应该是建设方在设计、施工、供应商、物业管理等服务以外的一个独立的咨询服务供应商。且以EPC、IPD等工程总承包的项目效果最佳。4.4部分数据格式不统一由于不同软件供应商之间的市场竞争和技术壁垒等原因，目前部分BIM模型和待分析的数据信息需做大量手动和半手动的调整后才能进入模拟分析软件，繁琐且耗时，不能灵活实现多种层面的应用价值。上游原始BIM模型的技术指标倘若不满足下游应用的要求，一旦原始信息修改调整，会导致大量的重复工作；分析应用的反馈信息也无法完成对原始模型和数据的调整，BIM的互操作性大打折扣。简言之，设计师的BIM可能提
28、高了设计品质，但未必满足建造师沿用BIM施工管理的需要。因而作为第三方专业的BIM咨询机构通过项目实践的锻炼，在掌握客户需求的前提下，研究各个BIM应用环节的特点和不同BIM工具环境的差异与共性，逐步摸索和持续改进出一套能满足绝大部份工程项目的技术指标和流程导则。4.5网络通讯缺乏保障BIM咨询服务是三维图形技术、网络通讯和电子商务的结晶，由于建筑生产的单件性，流动性，施工生产过程的复杂性、工作环境多变性都决定了参建团队的临时性。特别是建造师的BIM经常受到施工现场网络通讯条件的限制，其准确性难以保证及时性严重滞后。即便是EPC、IPD这类专门为解决因设计、施工分工明确衍生的问题的方法，在没有
29、BIM咨询作为依托和载体的情况下，为建筑业带来的价值将大大地受到限制，换言之，只有把BIM和上述方法整合起来使用才能更加有效地解决面临的挑战。4.6身份认证体系尚属空白既然BIM咨询是一套服务于项目全生命周期的解决方案，其使命除了辅助设计、配合施工之外，建设单位或监理单位应能借助BIM咨询提供的信息，提高沟通协调的效率，增进协作，明确项目组织结构中各子系统、各单位部门的任务分工和职责范围，提升项目目标实现的控制能力。这就涉及到各参建方在围绕BIM模型共同工作的环境中的身份认证、权限划分的问题。而目前国内除银行业以外，在这一方面还没有较为完善的且具备法律效应的电子身份认证和授权体系。这同BIM本
30、身发展是一样的，都是一项涉及面广不可能一蹴而就的庞大的行业工程。借鉴部分成功先例，现阶段可以考虑从组织措施，例如各参建单位设BIM联络专职与BIM咨询机构对口，或合同措施，例如签订有关的补充协议等明确范围和权限的方法加以解决。4.7结论BIM是世界公认的服务项目全生命周期的理念，BIM工具（软件）是一套综合性的项目管理工具（软件）。它对于大型工程参建各方的程序化，规范化管理都可以起到促进作用。但是，比起软件工具更重要的是管理体制与管理思维的同步变更。要用好BIM工具（软件），做好BIM咨询服务，需要企业决策层的重视，需要配套的管理制度，需要创新的管理思维方式，需要BIM相关人员做很多细致和具体
31、工作。5BIM在二维和三维之间的关系本次创新杯BIM设计大赛展示的作品中,部分设计公司的作品完全运用BIM三维设计技术从方案设计之初到最终施工图出图的设计全过程来完成设计作品，体现了建筑设计的最终目的是回归到真正的三维设计中，这也是建筑设计行业今后发展的必然趋势。但从目前集团实际情况来看，是否有必要像BIM大赛中展示的作品中，完全运用BIM软件例如REVIT，CATIA等用于施工出图，这点是值得探讨的。因为在目前软件还不是很成熟的状况下，完全运用其出全过程图纸，是需要花费相当大的人力和时间成本的，反而不值得效仿和推广。但这仅仅是针对目前的情况，未来是否会大力推广也是要视软件研发的技术成果而定。
32、在目前软件的功能研发还未完全成熟的状况下如何最大化的运用BIM三维设计的技术功能，结合二维设计的成功经验，在设计过程和最终出图这两个阶段需要总结一些暂时的措施和方法来适应目前的出图的需要。这个问题是目前我们值得重视的一个探索和研究的方向。5.1为什么现阶段不建议完全运用BIM技术来进行全过程的设计任何技术的推广都是基于实际的成功案例来决定是否符合市场需求的和其存在的意义。在项目里，让设计师来做BIM这样一个想法由来已久，有些设计师内部也有曾经尝试使用BIM技术绘图，但都因为遇到一些困难而最终放弃，例如： 软件上使用的不习惯，软件的功能不能完全满足设计的要求，或者用BIM软件画了一个阶段的图后，由于一些困难并没有坚持使用BIM软件到设计的最后，画了一半后导入Autocad，深化了一定程度后就放弃了BIM技术的使用。这个其实是大家运用BIM技术的一个误区，没有真正了解目前应该在什么阶段运用BIM技术和在运用B
