随着信息技术的不断发展,BIM技术已经成为建筑工程项目中不可或缺的重要组成部分。然而,业内对BIM“一模到底”的概念理解和资产价值的认识一直存在较大的分歧。很多人错误地认为“一模到底”中的“模”是指在项目前期建立一个完整的BIM模型,并满足不同应用场景的需求,这种观点既是对BIM技术的误解,也不符合建筑工程项目的运作模式。本文将从BIM“一模到底”的基本概念、应用价值、现阶段存在的问题和解决思路,以及在AI加持下的发展趋势等多个方面深入分析,以期为广大建筑工程从业者和决策者提供更清晰的认识和指导。
1.对BIM“一模到底”的认知碰撞
BIM“一模到底”的道路充满了困难和挑战,走得并不顺利。有人认为这条路根本就走不通,因为BIM模型的源头在设计,设计师的工作重心、工作模式和工作经验限制了其所建模型的深度,很多施工和运维方面的问题在设计模型中并没有被充分考虑,设计模型的颗粒度细分不足,施工单位拿到设计模型后无法正常使用,需要重新建立施工模型,无法实现“一模到底”。但是,也有人认为:BIM“一模到底”在项目应用中确实存在各种各样的问题,但是其在预测性分析、设计优化、数据驱动、信息共享和成果可视化等方面的优势是不可否认的,也是不可逆的发展趋势,针对项目中出现的各类具体问题,不断探索、逐步解决后,BIM“一模到底”的道路将变得越来越宽阔。
2.政策助推BIM“一模到底”落地实施
2023年2月,宁夏回族自治区发布《关于推行建筑信息模型(BIM)技术应用的通知》,文中提出:在工程各环节全过程推行BIM技术应用,建立BIM数据管理平台的模型数据共享和交付机制,建设基于BIM技术的工程建设项目行政审批管理系统,“一模到底”助力全面提高审查审批效能和参建各方降本提质增效,加快推动建筑领域生产方式变革。
今年3月,湖南省长沙市政府办公厅印发《关于推动智能建造与新型建筑工业化协同绿色低碳高质量发展行动方案》,其中明确,推进建筑工程BIM“一模到底”数字化应用和国内自主可控BIM软件研发,逐步实现装配式建筑项目实施BIM全覆盖。建成以筑梦云平台为核心的建筑领域数字化发展平台,推动智能建造数字共享,形成建筑信息化协同发展新格局。
今年4月,湖北省发布《关于全省施工图BIM审查功能上线试运行的通知》,推动一模多用,鼓励企业以BIM为数据载体,通过“一模到底”推动工程建设各环节的数据交换和数字化交付,提升数字化服务能力。其他省市也在不断完善配套政策和技术标准,积极推进并细化BIM“一模到底”落实措施,有效提升BIM技术的应用价值。
3.BIM“一模到底”的发展优势
为什么要推进BIM“一模到底”?作者经过广泛调研和深入讨论后认为,这不仅仅是为了减少重复建模和数据录入,而是希望通过“基础模型”这一数据载体,实现数据的全面归集和高效应用。主要体现在以下几个方面:
(一)提高协作效率、减少专业冲突:建筑工程项目的各个参与方以统一且准确的“基础模型”为数据来源,再根据各自的角色增加和共享项目信息,这样可以减少信息孤岛,有效避免不同模型之间的冲突和误差,极大提高沟通和协作效率,快速解决设计、施工和运营过程发现的各类问题,这对保证项目质量至关重要。
(二)优化工程项目管理和运营:基于BIM“一模到底”的工作原则,建筑物的所有信息都可以被准确记录并实时更新,这使得项目管理和运营更加高效和可靠。同时,建筑物的所有维护和运营活动都可以在基于模型的数字环境中进行,建筑物的维护人员依靠可视化和智能化的技术支持,实时监测建筑物的状态,快速定位和解决各种问题,如设备故障、安全隐患等,这种基于BIM模型的数字环境为维护和运营活动提供了更好的管理效果。
(三)提高项目可视化和仿真能力:在项目实践中,以“基础模型”为载体,将所有相关数据整合到一个模型中,可以创建详细的三维BIM可视化模型。各参与方可以更好地理解和评估设计方案(如性能分析、碰撞检测等),预判潜在的施工问题,优化施工过程。这有助于提前发现并解决可能的冲突和问题,避免了后期的重大改动和额外成本。
(四)促进数字化转型和智慧建筑发展:推进BIM“一模到底”是数字化转型和智慧建筑发展的重要一步。BIM可以为建筑行业引入新的工作流程和技术,提高效率、降低成本和风险,并且为人工智能、大数据分析和物联网等各种创新技术的应用提供了基础。例如:在项目运维阶段基于竣工模型建立数字化运维管理系统,可实现动态维护保养和数字化运营管理。
4. BIM“一模到底”的定义与释义
BIM“一模到底”有着突出的技术优势,那么是哪些因素制约了BIM技术的发展和BIM“一模到底”路径的实现呢?为了统一认识,更好地理解BIM“一模到底”存在的问题并找到解决方法,我们首先需要了解其概念和实践,在总结大量项目BIM应用实践经验的基础上,我们对BIM“一模到底”给出如下定义:BIM“一模到底”指在工程项目的全生命周期中,使用同一个BIM“基础模型”作为工程项目的原始数据来源,从设计到施工再到运营维护阶段,保持BIM模型的一致性和准确性;同时,考虑到项目实施过程中各阶段不同部门对BIM模型的应用需求和应用目标有较大差别,相应技术人员应基于BIM基础模型进行信息和模型的附加,实现数据集成、BIM应用和资源共享。所以,我们认为BIM“一模到底”中的“模”指的是工程项目的基础模型,基于“基础模型”来谈“一模到底”才能有利于保持BIM模型的一致性和有效性;基础模型是有别于设计模型的,设计模型、算量模型、施工模型、运维模型等都是在基础模型上的进行信息附加所得到的应用层面的技术成果。
5. BIM“一模到底”现存问题及解决思路
明确了BIM“一模到底”的基本概念,我们就能够透过表象更好的揭示影响BIM技术发展的问题本质。虽然政府职能部门和企事业单位针对BIM技术应用过程中出现的问题进行很多积极的探索和研究,但仍存在一些问题尚未得到系统性的解决。因此,我们将从以下几个方面进行深入分析:
(一)团队协作机制不足:BIM“一模到底”的成功实施需要项目团队各部门不同专业的人员基于统一的建模标准、数据标准和文件标准等协同完成。然而,在很多项目中,开展BIM工作之前,项目管理团队通常没有进行详细的BIM工作规划,也缺乏相应的技术标准来支持该工作。不同团队或部门各自为战,使用自己的一套模型,并且缺乏必要的沟通协作机制,必然导致沟通和协调方面的障碍,模型间的数据同步和转换也会变得困难重重。
(二)BIM模型标准不完善:现阶段,无论是在项目、企业还是国家层面,都存在缺乏统一的BIM标准和通用的模型规范这就导致了在实践中缺乏BIM“一模到底”的执行依据,尤其是在基础模型和应用模型的建模标准方面。目前的项目实践中经常会出现基础模型颗粒度不够的问题,项目人员往往只重视建筑、结构、机电设备等主要构件的建模,而对于建筑物的细节和次要构件的建模和管理则相对较少,从而导致模型的准确性和全面性不够。此外,还存在忽视建筑物在不同阶段变化和演化的情况的问题,导致无法很好地应对设计变更和迭代的需求,进而导致模型与实际工程存在较大的差异。
(三)数据兼容性存在问题:BIM“一模到底”需要各个专业的模型之间能够进行数据交换和互操作。依靠一款BIM软件串联设计、采购、生产、施工、运维等各个阶段是不现实的。目前,全球也没有这样一款软件能够满足工程项目全生命周期内各阶段的功能需求,所以我们必须根据不同的功能要求选择合适的软件来配合使用。但是,不同软件和格式之间的兼容性问题可能导致数据丢失、转换错误或者无法正确解读。
(四)缺乏合适的软件支持:BIM“一模到底”需要使用适合的软件和工具。国内应用的核心建模软件Revit、ArchiCAD、Tekla等都还是国外软件为主,这些软件进入中国市场后多少都存在一些水土不服的现象,项目实践过程中也会出现各种各样的问题。然而,国产建筑工业软件的技术积累又比较薄弱,难以短时间内突破国外软件多年的研发积累所形成的技术壁垒,在产品性能、稳定性、用户体验等方面与国外主流产品相比仍存在较大差距,国内软件产品还是以应用端产品为主(如工程造价、施工管理等),所以现阶段缺少合适的软件是制约BIM“一模到底”发展的重要因素。当然,这也是需要各个层面联合发力必须啃下来的一个硬骨头。
(五)项目实施复杂性:BIM“一模到底”的实施需要大量的时间、资源和技术支持。例如,在项目实施过程中不同的作业班组相互穿插施工,任何一个突发状况都可能造成原施工组织计划的调整和变化,BIM技术在施工阶段如果不能很好的适应这一变化,现场施工数据的真实性就无法保证。再例如:项目需要对现有建筑进行大规模改造或重建,这就需要对现场进行详细测量和数据收集,然后使用这些数据来创建精确的模型。这个过程需要大量的时间和人力成本,对于项目预算和进度的管控提出了一定的挑战。
由上可知,BIM“一模到底”作为一种建筑信息化设计和管理方法,现阶段确实存在着一些棘手的问题,需要我们从专业角度进行深入思考和解决。经过深入的研究探讨和业内交流,我们从模型标准化、数据管理、成果权属、资源共享、成果保密等五个方面提出解决BIM“一模到底”现存问题的基本思路:
(一)模型标准化:一方面,国家层面要制定统一的BIM标准和通用的模型规范,既是作为国内BIM自主开发软件的基石,也是推动行业组织和相关机构合作的纽带。另一方面,项目层面要根据国家标准和工程项目的实际情况制定操作标准,确保模型的一致性和互操作性,每个项目都要建立一个共享的基础模型库,供建设单位、设计公司、施工单位和造价咨询单位使用,确保一模到底的实现。此外,模型标准应明确对建筑物细节和次要构件的建模要求,提高模型的准确性和适配性;同时,还应引入BIM模型的动态变更和演化机制,以应对设计变更和迭代的需求。
(二)数据管理:随着项目不断进行和变更,模型中的数据需要持续更新和管理。为了保证基础模型上附加信息的真实有效,需要建立中心化的数据平台。不同参与方能够通过实时协同工作,整合、更新和共享数据,避免版本冲突和信息丢失。同时,基于数据质量控制机制(数据验证、校核和修复),通过AI工具和人工审核相结合的方式,确保模型数据的准确性和一致性。
(三)成果权属:建立完整的BIM成果交付和权属机制。在各参与方的项目合同中要明确BIM模型的归属及使用权,确保设计单位、施工单位和建设单位之间的利益平衡。可以引入第三方专业机构(类似于传统设计行业的审图公司),对BIM模型及数据信息进行权威认证,保证模型信息的真实性和可信度。
(四)资源共享:利用云计算和大数据技术,建立BIM数据中心。并通过协同工作机制,要求设计单位、施工单位和建设单位进行信息共享和协同工作,实现模型的集中管理和数据共享,可以有效解决资源共享和协同设计的问题。
(五)成果保密:对于涉及商业机密和个人隐私的信息,采取严格的保密措施。建立安全的BIM模型管理系统,不同的项目参与人开放不同的权限,限制对敏感信息的访问和使用。结合权限管理和数字水印等技术手段,对模型进行加密和追踪,确保模型的安全性和保密性。
6. AI加持下BIM技术发展趋势
AI人工智能为BIM技术的发展前景带来了许多有利因素。BIM“一模到底”在后续的发展和应用中将朝着三个方向不断深化:基础模型颗粒化、BIM软件智能化、BIM应用云化。
★首先,BIM的发展将更加注重对建筑元素的细分和精确描述。通过将更详细的信息与基础模型关联,各个阶段的技术人员可以更容易地分工协作和决策。这种基础模型颗粒化的发展将使得BIM模型成为建筑项目管理的重要工具。
★其次,传统的BIM建模过程中需要耗费大量的时间和人力处理大量的图纸信息和相关数据,现在可以通过AI的机器学习和深度学习算法,实现对这些数据的自动分类、解析和分析。这不仅可以节省人力和时间成本,还可以提高建筑设计的质量和效率。AI还可以在设计阶段基于历史数据快速生成多个设计方案,并进行评估和优化。在施工运维阶段,AI可以通过与传感器和物联网设备的结合,实现对建筑施工和运营阶段的实时监测和管理。
★再次,随着云计算技术的发展,BIM模型数据将放在云端平台进行存储和共享。项目团队可以随时随地通过互联网访问云端成果,使得项目各方之间的沟通和协作更加便捷和实时。同时,云化的BIM模型还可以与其他建筑工具和系统集成,实现更深层次的信息交互和数据共享。采用云计算可大幅增强数据处理能力,降低对企业级服务器的算力要求和资金投入,提高BIM应用的灵活性。
7.结语
通过本文分析,我们可以逐步了解到BIM“一模到底”存在的问题以及解决的思路。同时,我们也意识到BIM“一模到底”的发展仍然面临许多困难和挑战。然而,解决问题的过程也是推动BIM技术快速发展的过程。因此,在实施“一模到底”过程中,我们建议不仅要关注问题的存在,更要积极探索解决方法,务实地解决BIM发展过程中的各种问题,以释放BIM技术的无穷潜力。