BIM:关于“过程”VS“模型”的思考——BIM:关于“过程”VS“模型”的思考

2018-09-27 21:06:49
标记转自:建筑时报/2018 年/8 月/23 日/第 007 版
BIM:关于“过程”VS“模型”的思考
祝珑

  一谈到 BIM,专家们往往会及时提醒客户:“我们介绍的 BIM 是‘Building Information Modeling’,而不是‘Building Information Model’,BIM 是利用数字模型进行建设项目设计、施工、 运营管理的过程,而不仅仅是我们要生产的那个产品(建筑物)的数字模型,虽然 BIM 模型也是 BIM 过程的成果之一。”那么,BIM 究竟是过程,还是模型呢?
  先来看看这里所谓的过程究竟是个什么过程。BIM 是利用建筑物数字模型里面的信息在设 计、施工、运维等各个阶段对建筑物进行分析、模拟、可视化、施工图、工程量统计的过程。显 然,这里的核心是信息,一个创建、收集、管理、应用信息的过程。
  再来看看那个所谓的模型。当然这是作为工作客体的那个建筑物的虚拟模型(数字模型), 那么要这个模型做什么用呢?当然是支持我们的设计、施工、运维决策和实施。那靠什么支持呢? 当然是存放在模型中的信息了。因此,所谓 BIM 模型(或者说虚拟模型、数字模型),它的核心 不是模型本身(几何信息、可视化信息),
而是存放在其中的专业信息(建筑、结构、机电、热 工、声学、材料、价格、采购、规范、标准等)。所以,笔者以为,BIM 既是过程,也是模型, 但是归根结底是信息。
思考一:BIM 采用什么样的信息组织方法?
  BIM 的核心是信息,同样的信息在不同的项目阶段,不同的参与方会有不同的组织、管理和 使用方法,这样的结果就是信息冗余,即多个工程文档包含同一个信息,可能只是表达方式不一 样。
  随着项目信息的不断发展,信息冗余就会导致潜在的协调错误,随之而产生的就是对信息检 查过程的需求,在不同时间节点上的信息检查消耗了项目的工期和预算,而在协调检查过程中没 有发现的错误被带到施工现场就引起了施工延误和重复工作,从而产生了额外的项目成本。
  自然,大家需要一个代表这个建设项目且具有唯一性的工程信息模型,由此可以导出所有针 对这个项目的各个“视图”——不同参与方在项目不同阶段对项目进行各种专业工作的信息应用, 例如做结构分析、日照模拟、工程量统计、施工计划优化等。
  理论上信息的唯一性是合理的,也是可能的,因为信息所代表和描述的实际项目是同一个。 因此完全有可能建立一个包含项目所有必要信息的模型来支持各种不同的信息应用。
  另外,满足人类生产生活需要的建设项目的类型可以是无限的,但是组成项目的基本元素(构 件、部件、组件)是有限的,虽然基本元素本身也是在不断发展着的。因此,基本元素是可以通 过不断完善的方法建立起标准模型和信息库的。
  具有唯一性的建设项目基本元素,通过组合构成同样具有唯一性的建设项目,需要由不同的 专业人士在不同的建设和使用阶段使用不同的技术和方法进行不同目的的作业(视图),并且产 生表示这些作业过程和成果的不同类型的文档作为合同提交物,这就是对信息代表的本体(项目) 和信息不同的应用之间关系和过程的描述。
思考二:BIM 是一个模型还是多个模型?
这也是接触 BIM、应用 BIM 的同行经常碰到的问题,通常有两种说法:
  其一,在介绍 BIM 概念的时候,通常我们会看到这样的说法:BIM 是包括建筑物所有几何、 物理、性能信息的数字化表达,与建筑物有关的所有信息都存储在单一模型中,不同的项目参与
方在不同项目阶段需要使用什么信息都可以从 BIM 模型中获取。BIM 跟目前广泛使用的 CAD 和 可视化技术不同,后两者只包含了建筑物的部分信息。
  其二,另外一些 BIM 资料介绍了在项目不同阶段、不同的项目成员会建立各自的 BIM 模型, 常见的 BIM 模型包括场地模型、建筑模型、结构模型、机电模型、施工模型、协调模型、竣工模 型等。
这又是怎么一回事儿呢?或许可以从以下两个方面来解释。 首先,单一模型之说是从逻辑关系的层面上来描述的,BIM 是一个包含建筑物所有信息的模
型;而多个模型的说法是从实际操作层面出发来描述的,由于技术的、业务的、法律的等各种因 素的制约,项目成员必须建立各自的 BIM 模型。
  其次,从信息组织、建立、管理、应用的角度来分析,一个模型还是多个模型并不是问题的 关键,就跟你用什么软件做 BIM 一样,只是一种工具和方法的选择,关键在于在这个过程中这个 建设项目的信息有多少内容、以什么格式、被多少项目成员、在什么工作上精确、高效、完整地 使用了,
从而提高了多少生产效率、避免了多少潜在错误、减少了多少建设工期、降低了多少工 程造价。
  因此,真正需要关心的不是一个模型还是多个模型的问题,而是关于这个模型的信息精度和 维度(类型)、模型对象的属性信息、模型信息的详细等级、模型信息将被如何使用等信息的创 建、管理和使用问题。
思考三:工程建设行业赋予 BIM 什么使命?
  所有发达和比较发达的国家都把 GDP 的一个很大比例投资在固定资产的规划、设计、施工、 运营、维护、更新、拆除等工作上,在这个过程中,很大比例的工程建设项目遭遇到工期拖延、 造价突破预算的问题。要求全球工程建设行业提高工作效率的压力越来越大。
  美国有关部门的研究表明,建筑业的无效工作(浪费)高达 57%,而制造业的这个数字是 26%, 两者相差 31%。如果建筑业通过技术升级和流程优化能够达到目前制造业的水平,按照美国 2008 年 12800 亿美元的建筑业规模计算,每年可以节约将近 4000 亿美元。
  我国固定资产的投资规模为 10 万亿人民币左右,其中 60%依靠基本建设完成,生产效率与 发达国家比较还存在不小差距,如果按照美国建筑科学研究院的资料来进行测算,通过技术和管 理水平提升可以节约的建设投资将是惊人的。
  美国建筑业用户圆桌会议(CURT-The ConstructionUsers RoundTable)为解决上述问题提出了 如下四条建议:一是业主的领导力。业主在项目早期通过信息共享驱动所有项目成员的协同作业 可望取得理想的结果——快速、高效、成本预算内实现的建设项目。二是集成项目结构。
所有项 目成员(包括设计师、承包商、供应商、制造商、运营维护人员)使用统一的系统化方法做项目, 将使得项目参与方的目标与项目的总目标一致,这个方法就是目前已经得到行业广泛认可的一体 化项目实施方法 IPD(Integrated Project Delivery)。
三是公开信息共享。项目协同作业必须以公开、 及时、可靠的信息共享作为基础,支持实现这一建议的软件种类或技术名称目前还没有一个行业 普遍接受的统一名称,具有一定知名度的名词有三个:PIM(Project Information Management,项 目信息管理)、PIP(Project Information Portal,项目信息门户)和 CPM(CollaborativeProject Management,协同项目管理)。
四是虚拟建筑信息模型。这个就是 BIM,尽管发展过程中也出现 过若干不同的名词,例如数字建筑(Digital Building)、虚拟建筑(Virtual Building)、建筑产品模 型(Building Product Model)等,但是 BIM 经过近十年的应用已经成为能够覆盖前述其他术语, 同时也是全球工程建设行业公认的标准术语。
  2007 年美国建筑科学研究院(NIBS-National Institute of Building Sciences)颁布的美国国家 BIM 标准第一版第一部分为以 BIM 为核心的信息化技术设定的目标是到 2020 年为美国建筑业每 年节约 2000 亿美元。
思考四:BIM 会改变项目参与方的职责吗?
  我们可以看到一大批讨论流程变化、项目实施方式变化、BIM 能力要求变化、BIM 团队组织 变化的资料,但是有一点几乎是可以肯定的,各项目成员在项目中的职责并不会变化,因为每个 项目成员的专业知识、经验和职责都是建设、运营一个优秀的工程项目所必需的。
  尽管项目成员的职责并不会因为 BIM 而变化,但成员之间的关系和工作方式却会发生变化, 甚至可以是很大的变化。
  原来项目成员之间更在意各司其职,各自都有自己的工作目标,有时成员之间可能因为利益 和风险冲突成为对手,有了 BIM 以后更重视协同作业,把项目的成功作为成员共同的目标。
原来项目成员的工作更多是按顺序进行的,有了 BIM 可能更多的工作可以并行开展了。 总而言之,应用 BIM 的目的不是为了使工程项目的建设与运维工作更复杂化,而是为了找到
更好地实现行业目标的办法——高效优质完成工程项目,满足建筑业客户的需求。