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基于5W2H視角的BIM應(yīng)用研究

2019-08-21 01:17李洪翔
大經(jīng)貿(mào) 2019年6期
關(guān)鍵詞:軟件建筑信息

【摘 要】 BIM技術(shù)的應(yīng)用近年來一直是研究的重點(diǎn),本文運(yùn)用5W2H分析法探討B(tài)IM技術(shù)的定義、應(yīng)用BIM的原因、BIM應(yīng)用的使用主體和責(zé)任主體、BIM應(yīng)用的范圍、BIM應(yīng)用的時(shí)機(jī)、BIM的實(shí)施方式和BIM應(yīng)用的成本與效益等問題,指出BIM應(yīng)用中的不足,以期有利于BIM技術(shù)應(yīng)用水平的提升。

【關(guān)鍵詞】 BIM技術(shù) BIM應(yīng)用 5W2H

1.引言

早在1975年,喬治亞理工大學(xué)的Chunk Eastman教授在其研究的課題“Building Description System”中就提出了“a computer-based description of a building”概念,這便是最早的建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)理念。我國BIM技術(shù)的研究起步較晚,2008年,中國建筑科學(xué)研究院等單位共同起草了工業(yè)基礎(chǔ)類平臺(tái)規(guī)范(GB/T25507—2010),將數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)IFC(ISO/PAS 16739: 2005)轉(zhuǎn)化為了國家標(biāo)準(zhǔn),2009年,國家住宅工程中心開展關(guān)于BIM標(biāo)準(zhǔn)的研究,提出了中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架( CBIMS),2016年和2017年國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部陸續(xù)發(fā)布了《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51212-2016)和《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51235-2017)。加上《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提到,在“十三五”時(shí)期,我國將全面提高建筑業(yè)信息化水平,著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。這便意味著BIM未來仍是建筑業(yè)信息化發(fā)展的核心技術(shù)和方法,關(guān)于BIM技術(shù)應(yīng)用的研究未來來也會(huì)更加多元化。

2. 5W2H分析法

“5W2H分析法”是第二世界大戰(zhàn)中美國陸軍兵器修理部首創(chuàng)。發(fā)明者用5個(gè)以W開頭的英文單詞和2個(gè)以H開頭的英文單詞進(jìn)行設(shè)問,其具體內(nèi)容包括①What:內(nèi)容是什么?具體是什么工作?②Why:為什么要這樣做?理由何在?造成這樣的結(jié)果是什么?③Who:由誰來負(fù)責(zé)、承擔(dān)?完成誰的任務(wù)?為誰做?④When:什么時(shí)間做?什么時(shí)機(jī)最適宜?何時(shí)完成?⑤Where:在哪里做?從哪里入手?⑥How:如何完成?用什么方法?⑦How much:做到什么程度?數(shù)量、質(zhì)量如何?成本效益如何等7個(gè)方面。

3. BIM技術(shù)應(yīng)用的5W2H分析

3.1 What:BIM的定義

明確BIM的定義,是順利推進(jìn)BIM技術(shù)的關(guān)鍵。BIM是一個(gè)設(shè)施(建設(shè)項(xiàng)目)的數(shù)字表達(dá)和可以分享的知識(shí)資源,內(nèi)容既包括設(shè)施的物理信息也包括設(shè)施的功能信息,目的是為各種各樣的決策提供一個(gè)可靠的基礎(chǔ),時(shí)間則是從設(shè)施的概念產(chǎn)生到拆除的整個(gè)生命周期。

3.2 Why:應(yīng)用BIM的原因

從哲學(xué)的角度看,新事物是指符合事物發(fā)展的客觀規(guī)律和前進(jìn)趨勢(shì)、具有強(qiáng)大生命力和遠(yuǎn)大前途的事物。BIM作為近年來建筑行業(yè)的新事物,可以從哲學(xué)上的兩個(gè)角度來看其應(yīng)用的原因,第一個(gè)角度是從建筑業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律和前進(jìn)趨勢(shì)分析BIM應(yīng)用的必然性,第二個(gè)角度是探尋BIM技術(shù)自身是否具有強(qiáng)大的生命力和遠(yuǎn)大的前途。從第一個(gè)角度來看,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展自2014年5月進(jìn)入新常態(tài),受宏觀經(jīng)濟(jì)的影響,建筑行業(yè)產(chǎn)值雖每年仍呈遞增趨勢(shì),但增長幅度卻逐年下滑。造成建筑業(yè)當(dāng)前困局的根本原因是建筑業(yè)割裂的行業(yè)結(jié)構(gòu)、信息流失嚴(yán)重、注重建造成本而忽視其生命周期的價(jià)值。為了加強(qiáng)建筑行業(yè)間的聯(lián)系、保留更多信息數(shù)據(jù)、進(jìn)行建筑生命周期管理,BIM應(yīng)運(yùn)而生。從第二個(gè)角度看,BIM作為以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,在當(dāng)今電子信息技術(shù)變化迅速、信息數(shù)量劇增的全球信息環(huán)境下,更適合時(shí)代的發(fā)展,擁有更加廣闊的前景。

3.3 Who:BIM應(yīng)用的使用主體和責(zé)任主體

3.3.1 使用主體

由于BIM是為了實(shí)現(xiàn)信息共享,打通整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)鏈,故其使用主體包括業(yè)主、勘察、設(shè)計(jì)、施工、項(xiàng)目管理、監(jiān)理、材料、設(shè)備等數(shù)十個(gè)參與方。但目前各參與方的狀態(tài)卻不容樂觀。

對(duì)主要的3個(gè)參與方:業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工企業(yè)進(jìn)行分析。業(yè)主因?yàn)檎降姆e極推動(dòng)對(duì)BIM很重視,然而絕大多數(shù)都沒有一個(gè)清晰的思路運(yùn)用BIM,因而也就舍不得在BIM上大規(guī)模投資;設(shè)計(jì)方得益于BIM的三維可視化,在碰撞檢查、管線空間優(yōu)化等方面可頻繁地使用BIM模擬技術(shù),減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,是最有動(dòng)力應(yīng)用BIM技術(shù)的一方;理論上,對(duì)于施工企業(yè),BIM技術(shù)是工程建設(shè)施工期間的重要環(huán)節(jié),建立以BIM技術(shù)為中心的信息管理體系,不僅可以保證施工質(zhì)量,BIM數(shù)據(jù)庫更加精確快速的計(jì)算還能能夠大大減少物資和勞動(dòng)力的浪費(fèi),除此之外將BIM技術(shù)和施工方案的結(jié)合,可以在三維可視化和時(shí)間維度進(jìn)行模擬施工,減少施工過程中的返工和質(zhì)量問題等,BIM的應(yīng)用對(duì)施工企業(yè)大有裨益。實(shí)際上,BIM在施工企業(yè)中的應(yīng)用有很多難點(diǎn),投入巨大,收益不直觀等。

3.3.2 責(zé)任主體

BIM應(yīng)用的責(zé)任主體,主要是與BIM數(shù)據(jù)相關(guān)的責(zé)任人,但國內(nèi)在有關(guān)方面的研究很少,我國關(guān)于BIM的政策法律也不夠成熟,導(dǎo)致法律責(zé)任界限不明確,相關(guān)責(zé)任主體很難確定。首先,BIM數(shù)據(jù)的所有權(quán)不明確,例如,業(yè)主雇傭設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目,由于支付了設(shè)計(jì)費(fèi)用,業(yè)主會(huì)認(rèn)為自己擁有該設(shè)計(jì)的所有權(quán),但如果設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用的某些信息是個(gè)人專利,不愿被共享,問題就被復(fù)雜化了。若為了解決上述問題,根據(jù)項(xiàng)目參與者來制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享程度,則會(huì)出現(xiàn)公有數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)問題。BIM中公有數(shù)據(jù)包括設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營維護(hù)等階段的基本構(gòu)件信息和基本屬性信息,涉及的參與主體眾多,由于數(shù)據(jù)公有的屬性,那么公有數(shù)據(jù)的安全儲(chǔ)存該由誰負(fù)責(zé)?公有數(shù)據(jù)若丟失該由誰負(fù)責(zé)?公有數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確導(dǎo)致的損失又該由誰負(fù)責(zé)?這些問題都亟待研究與處理,相關(guān)政策法律也亟待完善。

3.4 Where:BIM應(yīng)用的范圍

可以從BIM軟件的類別來看BIM應(yīng)用的范圍,其中最主要的是BIM核心建模軟件,如Revit、Bentley、ArchiCAD、Digital Project.除此之外,還有BIM方案設(shè)計(jì)軟件(Onuma、Affinity)、可持續(xù)分析軟件(Ecotech、IES等)、可視化軟件(3DS MAX、Lightscape等)、模型綜合碰撞檢查軟件(Navisworks等)、造價(jià)管理軟件(魯班、Innovaya等)、運(yùn)營管理軟件(Archibus、Navisworks),這些軟件都可以與BIM核心建模軟件聯(lián)合工作,所以BIM應(yīng)用的范圍可以涵蓋規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營整個(gè)建筑全生命周期。但目前在過國內(nèi),BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于復(fù)雜造型建筑的設(shè)計(jì),以提高設(shè)計(jì)效率;碰撞檢查,減少圖紙錯(cuò)誤;出構(gòu)件加工圖,保證構(gòu)件加工精確;建立建筑三維模型,指導(dǎo)施工??偟膩碚f,由于在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)所得成果更加直觀有效,因此現(xiàn)今BIM應(yīng)用集中于設(shè)計(jì)階段,在施工階段的應(yīng)用有限,在造價(jià)管理和運(yùn)營管理方面的應(yīng)用基本空白,離建筑全生命周期的應(yīng)用還需更長時(shí)間的發(fā)展。

3.5 When:BIM應(yīng)用的時(shí)機(jī)

國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年和2017年陸續(xù)發(fā)布了《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51212-2016)和《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51235-2017),在國家BIM標(biāo)準(zhǔn)體系計(jì)劃中,一共有六本標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)陸續(xù)出臺(tái),這意味著中國開始逐步施行自己的BIM標(biāo)準(zhǔn)化政策,同時(shí)也說明我國BIM應(yīng)用仍處于探索階段。目前全球建筑業(yè)界已普遍認(rèn)同BIM是未來趨勢(shì),將有非常大的發(fā)展空間,我國在“十三五”期間大力推廣裝配式建筑,加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),可見,市政BIM市場(chǎng)、裝配式建筑BIM市場(chǎng)或?qū)⒊蔀锽IM技術(shù)最具潛力的市場(chǎng)之一。

BIM作為建筑業(yè)信息化發(fā)展的一項(xiàng)新興技術(shù),與所有的新興技術(shù)一樣都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)技術(shù)成熟度曲線,見圖1,即會(huì)經(jīng)歷萌芽期、過熱期、低谷期、復(fù)蘇期和成熟期。

由于中國市場(chǎng)廣度大、建筑市場(chǎng)的參與者多,有的地區(qū)BIM已經(jīng)進(jìn)入了過熱期甚至是反思期,而有的地區(qū)才剛剛萌芽,未來隨著BIM應(yīng)用的更多的問題的出現(xiàn),BIM技術(shù)可能會(huì)陷入短暫的低谷期,但若資金雄厚的大型企業(yè)能夠挺過這一低谷期,BIM就會(huì)再次蓬勃發(fā)展,可以預(yù)見,這些企業(yè)也會(huì)成為BIM應(yīng)用的的領(lǐng)頭羊。

3.6 How:BIM的實(shí)施方式

BIM在國內(nèi)雖然經(jīng)過十余年的發(fā)展,已經(jīng)開始初步得到市場(chǎng)認(rèn)可,但整體而言BIM滲透率較低,僅有10.4%企業(yè)的開始大規(guī)模推廣BIM,這說明我國目前還缺乏一種BIM落地的有效途徑,僅用一款BIM軟件、一個(gè)模型是不可能實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期管理的。我國目前主張將整個(gè)BIM拆分成多個(gè)子模型、多種專業(yè)軟件,通過軟件之間的數(shù)據(jù)交換,來提高效率,并在《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51212-2016)中提出了P-BIM(Practice-based BIMmode)概念。

P-BIM模式是根據(jù)不同的建筑領(lǐng)域建立不同的BIM實(shí)施模式,對(duì)各領(lǐng)域項(xiàng)目進(jìn)行不同的項(xiàng)目分解,針對(duì)不同領(lǐng)域項(xiàng)目、子項(xiàng)目的任務(wù)制訂專門的信息創(chuàng)建與交換標(biāo)準(zhǔn),為各個(gè)專業(yè)承包商與從業(yè)者開發(fā)幫助他們完成工作業(yè)務(wù)的專業(yè)軟件與協(xié)調(diào)軟件,創(chuàng)建符合每個(gè)工作任務(wù)需要的子模型,并將虛擬模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)建實(shí)體模型進(jìn)行對(duì)比分析,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)。簡單來說就是把我國本土的應(yīng)用軟件和硬件以及國內(nèi)市場(chǎng)上不服水土的國外BIM軟件按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行改造,提升數(shù)字化能力,成為符合BIM要求的P-BIM軟件,也可以將P-BIM通俗地理解為以實(shí)踐為基礎(chǔ)的、本土化的BIM方法和軟件。

3.7 How much:BIM應(yīng)用的成本與效益

企業(yè)應(yīng)用BIM的成本主要集中于三個(gè)部分,第一部分為應(yīng)用軟件成本,BIM的大部分工作都依賴相關(guān)軟件來完成,軟件成本也是BIM應(yīng)用的主要成本;第二部分為人員培訓(xùn)成本,由于BIM屬于新形態(tài)應(yīng)用,相關(guān)人才十分匱乏,因此人員培訓(xùn)的部分也是一個(gè)必須要考慮的成本;第三部分是信息安全成本,BIM的信息是非常詳細(xì)的,如果模型數(shù)據(jù)信息被有心人竊取或是破壞,會(huì)導(dǎo)致?lián)p失慘重,因此信息安全也是一個(gè)極為重要的成本。

至于BIM的效益,針對(duì)建筑全壽命周期的不同階段,BIM有不同的價(jià)值。規(guī)劃階段應(yīng)用BIM能夠提高經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)可行性的準(zhǔn)確度,業(yè)主資金成本和建筑需求能夠得到有效控制;設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM可以減少施工圖的錯(cuò)誤和遺漏,從而減少設(shè)計(jì)變更,提高經(jīng)濟(jì)效益;施工階段應(yīng)用BIM可以更為科學(xué)地布置規(guī)劃施工現(xiàn)場(chǎng),通過多施工方案的對(duì)比,還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問題,保證施工的順利進(jìn)行;運(yùn)維階段應(yīng)用BIM能夠有效建立建筑預(yù)防、警報(bào)和處理系統(tǒng),降低管理風(fēng)險(xiǎn)。

4.結(jié)語

BIM技術(shù)雖然近年來一直是國家發(fā)展的重點(diǎn),但從實(shí)際效果來看還不夠理想,主要表現(xiàn)在:1.國內(nèi)各企業(yè)對(duì)BIM掌握和運(yùn)用程度參差不齊,企業(yè)本身具備BIM技術(shù)的能力或運(yùn)用BIM技術(shù)的成熟度與實(shí)際需求難以匹配;2.國內(nèi)應(yīng)用BIM技術(shù)的工程類型仍集中于稍大型工程,但非建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)施(土木工程)與廠房工程亦有很大的應(yīng)用價(jià)值與推廣空間;3.國內(nèi)BIM應(yīng)用的生命周期主要集中于設(shè)計(jì)與施工階段,對(duì)于運(yùn)維階段的管理不夠重視;4.BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵的資源——BIM技術(shù)應(yīng)用人才十分匱乏;5.國內(nèi)應(yīng)用BIM技術(shù)的投資報(bào)酬率等效益比較低且對(duì)效益的量測(cè)不夠積極。

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作者簡介:李洪翔(1996年-),女,漢,重慶人,在讀研究生,項(xiàng)目管理方向。

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