李井竹　王仲英

【摘要】隨著信息技術的迅猛發(fā)展，建筑業(yè)大數據海量產生，BIM技術與信息技術的深度集成應用日趨廣泛。文章研究了大數據的特點與建筑業(yè)數據信息標。準通過分析BIM技術應用的現狀與存在的問題，提出了在大數據環(huán)境下，為加強行業(yè)標準的制定、提高人才培養(yǎng)質量、構建BIM協同平臺等方面的發(fā)展策略。

【關鍵字】大數據 數據分析 BIM技術 應用策略

1引言

BIM技術是建筑業(yè)信息化的基礎，是建筑工程項目可視化、數字化的表達，是集成建筑工程全生命周期中的數據，能夠在項目的創(chuàng)建、管理、應用與共享等方面，實現可持續(xù)發(fā)展的信息交流與共享。

2大數據與建筑業(yè)數據

2.1大數據的特點

根據IDC國際數據公司檢測，各行業(yè)產生的數據量大約每兩年翻一番，呈指數級增長態(tài)勢，2020年全球數量將達到35ZB，人類社會已經邁進大數據時代。大數據的特點可用4個V表達，既總量大（Volume）、多樣性（Variety）、時效性（Velocity）和價值大（Value）。前三個特征是從數據本身和數據處理要求來對大數據進行描述的，但數據積累和應用的最終目的是要產生價值。通過數據分析與數據挖掘，將數據中反映出來的規(guī)律進行歸納總結，形成知識，進而從大數據中識別有用的信息，從而創(chuàng)造價值。數據的生成和收集是大數據分析的基礎，數據挖掘得到的信息與知識是大數據的價值所在。

2.2建筑業(yè)數據

建筑業(yè)是一項復雜科學管理，管理過程中將產生巨大的信息量。建筑業(yè)包括普通民用建筑、工業(yè)建筑、道路、橋梁等設計、施工和維護。建筑設計階段的分析、建模、計算和繪圖;施工階段的進度控制、造價控制和質量控制;完工運營階段對建筑的監(jiān)控、維護等都會產生大量數據。建筑物中也包含著各種各樣的信息，建筑的結構、給排水系統、空調系統和電氣系統等各種資源供給和環(huán)境營造等產生了復雜的數據。建筑業(yè)數據具有數據類型多、數據總量大、數據收集難、數據交互性強、數據時效性高等特點，提高了數據后期處理分析的難度。

BIM的發(fā)展離不開大數據的支持，將建筑業(yè)數據信息進行全生命周期的建模、項目管理和數據集成，進行建筑業(yè)大數據挖掘，形成以軟件為載體的建筑信息的共享和協作平臺。推進基于BIM的數值模擬、空間分析和可視化表達，研究構建工程信息數據庫，最終實現工程信息的有效傳遞和共享。

2.3建筑信息模型BIM數據標準

BIM模型采用IFC體系作為共同的數據標準，采用參數化建模技術，實現信息數據的一致性、關聯性、及時性和共享性。IFC是由國際組織IAI（International Aliance for Interoperability國際互用聯盟）制定的開放性國際標準，是面向對象的數據模型。定義了建筑業(yè)項目全生命周期中的相關的實體、過程和關系等，使建筑業(yè)的信息能夠以數據的形式存在于基于IFC標準的模型中。

IDM（Infornation Delivery Manual信息交付手冊）標準和MVD（Model View Definitions模型視圖定義）是對信息的交互過程進行規(guī)范化定義，將交互的信息內容、過程和參與者等進行規(guī)定，將所需要的數據內容進行有效的利用。IDM標準是以自然語言定義從BIM模型中交換出來的信息。MVD標準則是將此信息交換過程與IFC標準相映射，變成計算機能夠讀懂的定義。

IFD庫作為IFC標準的補充內容，通過給所有概念分配GUID的方式來使計算機能夠準確地識別這些人類語言定義的信息。庫中的術語和屬性都擁有GUID且與IFC標準相映射。

IFC、IDM/MVD和IFD是建筑信息模型的數據基礎，這三方面的綜合應用給BIM模型提供了最基本的數據環(huán)境。建模的數據由IFC標準格式進行儲存，IFD庫對IFC標準進行補充，更加細致的用GUID標識建筑業(yè)中的各種概念。IDM/MVD對應用BIM模型的各項目參與方之間不同的信息交換需求進行了語義定義，并通過與IFC標準的映射來讓計算機能夠識別并處理這些信息交換需求。

3數據分析在BIM應用中的現狀與問題

3.1BIM應用現狀

近年來，我國建筑業(yè)BIM技術發(fā)展迅猛，在建筑工程的設計階段、施工階段、運維階段等得到廣泛應用?！笆濉睍r期，建筑業(yè)信息化建設不斷深入，基于BIM的信息化集成應用環(huán)境是發(fā)展趨勢。

建筑設計企業(yè)的BIM技術主要應用于方案設計、施工圖、設計協同等。利用BIM技術建立三維環(huán)境仿真模型，生成3D圖紙、配置文件等，對現場環(huán)境進行針對性分析，對設計方案進行比較，對空氣循環(huán)、材料、排水等建材材料模擬產生的數據進行統計整理，對預算成本進行控制等。施工企業(yè)的BIM技術主要應用在于碰撞檢查、模擬施工、三維渲染、有效協同、宣傳展示等方面。在工程建設進度、質量及成本管理等應用中的也發(fā)揮著作用，提高了工程管理成效，全方位提升工程建設的綜合效益。運維企業(yè)在運維階段應用主要體現在信息管理、維護管理、節(jié)能減排管理等方面。

2019年，中國建筑業(yè)協會對全國31個省市回收到的868份BIM用戶有效問卷進行調研。從BIM應用現狀、應用重點、發(fā)展趨勢、應用方法與應用價值等多個視角分析了2019年建筑業(yè)企業(yè)BIM應用情況。通過調查發(fā)現，2019年與2017年相比，BIM應用超過3年的企業(yè)從22.7%大幅提升到50.12%。項目數量在10個以上的企業(yè)從16.9%提高到33.07%，占比提升了近一倍。調研數據顯示，企業(yè)層面有清晰BIM目標規(guī)劃的與BIM技術應用年限、應用項目數量有關?，F階段，建立BIM組織的達58%，在技術、商務、生產等方面的業(yè)務均有覆蓋。在技術管理中的方案模擬、碰撞檢查、圖紙會審和交底等較為成熟的業(yè)務應用率超過50%。

3.2存在的問題

我國建筑業(yè)企業(yè)的BIM應用環(huán)境已初步成熟，為企業(yè)管理和生產方式變革提供了工具和手段。但我國BIM總體應用水平不高，仍面臨著諸多瓶頸。當前主要存在著以下三方面問題：

①標準不統一：BIM數據維度復雜，要求具有統一的數據信息標準。但在我國，一是數據孤島普遍存在，數據交換難，建筑法規(guī)不統一，存在多樣性;二是在不同省市地區(qū)，建筑業(yè)的行業(yè)信息標準不統一，存在行業(yè)壁壘;三是大數據綜合分析、智能分析等技術尚未形成較為完整的技術體系;四是我國建筑工程缺少細分專業(yè)領域應用標準，IFC體系國際數據標準也沒有在我國有效地應用和推廣。

②人才短缺：人是BIM應用的關鍵。首先是在企業(yè)內部，BIM技術人員具有BIM理念，且掌握BIM工具的復合型BIM人才較為缺乏，不能夠制訂科學合理的BIM應用規(guī)劃和方案，阻礙了BIM技術在實際應用中的發(fā)展和推廣。其次是高校對BIM人才的培養(yǎng)滯后。高校人才培養(yǎng)的目標、策略、路徑等與市場需求存在差距，師資力量缺乏、相關課程開設不足等現實情況，造成了新生力量掌握BIM技術的整體水平不高。

③協同平臺應用不普及：狹義的BIM是解決項目施工過程中的技術問題，是一項工程技術。廣義的BIM包括建筑信息模型、通訊、云數據等，是一項管理技術，用于提升管理能力為目標，增強企業(yè)核心競爭力?，F階段，我國BIM的專項應用多，集成應用少，尤其是與項目管理系統相結合的集成化、協同化應用更少。BIM存在管理不統一、軟件開發(fā)不完備、集成度不高等問題，缺乏面向用戶系統的、協同的BIM信息化應用平臺。

4大數據環(huán)境下BIM的發(fā)展策略

4.1加強行業(yè)標準的制定

BIM應用標準、數據接口標準等是規(guī)范行業(yè)信息資源，促進信息的共享和整合，實現BIM技術與項目管理相融合的保障。

近年來，國家非常重視建筑行業(yè)標準的制定。住建部在2012年開始制訂工程建設標準規(guī)范，各地方政府相繼出臺了關于BIM應用的各類政策推動和指導性文件。2016年住建部發(fā)布《建筑信息模型應用統一標準》。2019年的《建筑信息模型設計交付標準》《建筑工程設計信息模型制圖標準》和《建筑信息模型分類和編碼標準》三項BIM領域內重要國家、行業(yè)標準的發(fā)布，有力地推動了BIM技術在我國的應用，促進了我國智能建筑業(yè)的發(fā)展。

BIM標準體系不僅需要國家標準的支持，還需要企業(yè)標準有效地配合。與國家標準相比，BIM行業(yè)標準擔任著落地實施的任務。國內BIM標準的制定更要合理地借鑒國外BIM標準，確保標準體系的完整性，從而提高建筑工程整體水平。

4.2提高人才培養(yǎng)質量

一是建筑行業(yè)企業(yè)大力投入，按需培養(yǎng)人才。在項目實踐中不僅要培養(yǎng)掌握BIM技術的人，更應該注重培養(yǎng)具有BIM理念，掌握BIM方法熟練操作技術的BIM復合型人才。結合崗位和業(yè)務領域需求，構建合理的BIM人才結構體系。

二是高等院校做到適應社會需要，強化校企協同，培養(yǎng)BIM人才。充分調研行業(yè)企業(yè)對BIM人才的需求，及時調整專業(yè)人才培養(yǎng)方案，加大師資培養(yǎng)力度。通過鼓勵學生參加專業(yè)認證等方式，促進學生系統掌握BIM技術，提升能力水平，為社會培養(yǎng)BIM技術生力軍。

（3）構建BIM協同平臺

在BIM協同平臺上，橫向收集建設項目全生命周期的信息，縱向與項目和崗位的BIM應用相集成。運用系統的觀點、方法和理論，在統一的平臺下，開展組織、協調、控制等活動，產生數據，獲取信息，進行經營管理與決策，構建多方共贏，形成協同發(fā)展的產業(yè)生態(tài)平臺。

2015年住建部在《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》中明確提出，到2020年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)應掌握并實現BIM與企業(yè)管理系統和其他信息技術的一體化集成應用。2019年住建部批準《工程建設項目業(yè)務協同平臺技術標準》為行業(yè)產品標準。在政策層面上，為協同平臺的應用定下了指導性目標。在國家對BIM行業(yè)的大力推動下，系統化、協同化的BIM平臺將有力促進項目全生命周期升級，驅動管理模式的創(chuàng)新，實現企業(yè)科學決策，引領建筑業(yè)智慧化運行與發(fā)展。

5小結

BIM與大數據的融合推動了建筑業(yè)技術水平的不斷提升。以BIM為核心，隨著移動應用、物聯網、人工智能等為代表的新一代信息技術的引入，建筑行業(yè)信息化的深度集成與應用，對提高協同工作效率，實現項目精細化管理具有重要的推動作用。這是開創(chuàng)智慧建筑時代的關鍵所在，這也是未來BIM的重要發(fā)展方向。