與BIM相關的幾個概念的差異

　　幾個概念。BIM即建筑工程信息模型(Building Information Modeling);BLM即建筑工程全生命期管理(Building Lifecycle Management);BLIM即建筑工程全生命期信息模型(Building lifecycle Information Modeling;BLI建筑工程全生命期信息管理(Building lifecycle InformationManagement)。

　　BIM。BIM原意應是BLIM(Modeling)，美國人為了好讀，把“L”去掉了。實際上，當初提出這一課題的學者，主要目的是：研究基于建筑工程全生命期的信息模型。在這一課題中，有2個關鍵詞：一是全生命期(Lifecycle)。建筑工程全生命期的關鍵時期是，項目立項、策劃、勘察、設計、施工策劃、施工、竣工驗收、使用、維修、改造和拆除。二是信息模型(Information Modeling)。信息模型主要包括制定建模標準、信息管理標準和應用標準。

　　其中，建模標準是建筑全生命期需要提供哪些軟件工具，每一類軟件工具應提供哪些基本功能，并且這些工具都應遵守數據存儲標準和應用標準。信息管理標準是組織(人)、領域、專業、對象等及其相關信息，信息的分類、編碼及其邏輯關系;數據的組織關系、邏輯關系以及數據與工程實體的關聯關系;數據的物理結構、存儲結構等。應用標準包括函數接口標準和數據交換標準。

　　作為一個BIM工具軟件，最基本的應該遵守提供信息管理標準和應用標準，否則就算不上是BIM軟件工具。BIM是建立一種建筑工程項目全生命期的數據集成、管理與應用機制。其數據，最基本的不僅能表達工程項目實體間的關聯關系，同時還可以滿足建造和管理的需要、以3維方式有序地展示工程項目;其機制不僅可以集成和管理工程項目全生命期產生的各類數據，同時，項目相關方能方便地應用其中他所需要的數據，并且，還能隨著項目的進程不斷豐富和完善項目數據。

　　BLM與BLIM。有人認為，BLM源自制造業的PLM(Product Lifecycle Management)，討論這個問題，價值不大，這里的關鍵是BLM(Building Lifecycle Management)與BLIM(Building lifecycle Information Management)究竟有什么區別?BLIM需要遵守可以共享的信息模型，對建筑工程全生命期進行生產管理;而BLM不一定需要遵守共同的信息模型，對建筑工程全生命期進行生產管理。

　　圖1 各專業之間采用推拉紙質圖/電子圖的方式進行工作

　　BLIM(Modeling)與BLIM(Management)。 BLIM建筑工程全生命期信息模型(Building lifecycle Information Modeling)與BLIM建筑工程全生命期信息管理(Building lifecycle Information Management)是有區別的。前者的工作重點是，如何建立信息模型，信息模型建好以后，至于別人怎么用，不用管，那是別人的事(見圖1);后者，不僅要解決信息模型的問題，同時還要解決采用什么工具，對建筑工程全生命期進行生產管理的問題(見圖2)。

　　圖2 各專業之間采用數據中心工作平臺的方式進行工作

　　目前BIM尚未突破階段性應用

　　目前BIM并未突破信息模型，其研究、開發應用的重點主要還是在設計階段，建筑工程全生命期其它階段也有一些研究、開發應用成果，但成效不像設計階段那么大。在設計階段BIM的研究、開發成果主要可以總結為：3維空間設計、參數化設計、面向對象設計、協同工作、信息共享和可視化等。

　　3維空間設計。人工時代，建筑物主要靠平面、立面和剖面三種圖表達。CAD時代，建筑物還是靠平、立、剖三種圖表達。但進步了，其進步主要表現在：計算機替代了人工，提高了設計質量和效率;平、立、剖三種圖可以合成展示建筑物全貌，觀察其設計效果。但值得注意的是，我國制圖技術標準規范，目前還是針對建筑物的平面、立面和剖面三種圖形表達而編制的。

　　BIM“時代”，直接在3維空間設計，建筑物用一個3維立體圖表達，當需要任一平、立、剖圖形時，可以從3維立體圖模型中得到。它也進步了，除效率和質量更高外，進步主要表現在，參數化設計、面向對象設計、相關方協同設計和信息共享等方面。

　　參數化設計。3維參數化設計是BIM設計工具的主要技術之一，也是有別于二維CAD的一種全新的設計方法，它靠工程參數來創建、驅動三維建筑模型，它是提升設計質量和效率的重要技術保障。其主要特點是：修改其中一個或幾個參數，設計對象不需要一點一線的從頭畫起，就可以變成另一種實體“形狀”，并立即以3維方式予以展示。

　　面向對象設計。籠統地說，對象就是專業人士要進行研究和應用的工程實體，如樓層、立面、區域、房間、梁、墻、板、柱;連續梁、剪力墻等。對象不僅能表示工程實體的狀態，還能附著信息、有關操作規則、計劃或事件，工程實體對象的狀態,都可以用數據進行描述，并且還可以對其進行操作，操作后其“形狀”馬上會發生改變。

　　例如，假定一個填充墻為一個對象，該填充墻上有一個門，門上端有一個過梁，當該填充墻移動、修改或刪除時，門和過梁隨之移動、修改或刪除。由此可見，在填充墻對象中，不僅可以記錄該填充墻的長寬高幾何尺寸、材料名稱和材質要求等，還可以記錄門的寬高幾何尺寸、規格型號、材料名稱和材質要求以及門所需配件(如，門鎖等)的規格型號和數量等，以及過梁的長寬高幾何尺寸、材料名稱和材質要求等。再則，對象的信息，并不是要求一次輸入，以后不能再修改和增加了，它可以隨著工作的深入，不斷的往對象里添加在工程項目生產、管理中所需的一切信息，例如，等到投標或做采購預算階段，再賦予填充墻、門和過梁的相關材料的單位單價，為計算工程制造成本準備數據。正因為有了對象，和對象可以繼承、并不斷地往里添加信息的特性，才使得BIM更具有研究、開發應用的價值。

　　協同工作。協同工作是提升建筑工程項目各個環節質量和效率的重要方式。協同工作分為協同設計和協同作業。協同設計是設計項目組、專業內部和各相關專業間的設計思想、方案的交流和溝通，交流、溝通的平臺是項目數據中心(見圖2);協同作業是項目業主、設計方、施工方、監理方、運營商等項目相關方，進行方案和文件交流和溝通，溝通的平臺是項目數據中心(見圖2)。由此可見，項目數據中心溝通平臺改變了傳統的推拉紙質圖/電子圖的工作方式(見圖1)，降低了溝通成本，提高了溝通協同工作的效率和質量。

　　信息共享。建筑工程項目涉及項目的相關方以及項目的許多不同專業等。由于BIM具有承載各種信息的能力，整個建筑工程項目的相關信息或整套文檔資料都存儲在數據中心，整個工程項目的建造模型、管理信息等都已數字化，并已完全相互關聯，憑借這個數據中心工作平臺，不但消除了各個專業之間交流溝通的困難，還為項目相關建設方提高了共享成果、協同工作的溝通協調機制。

　　可視化。按照可視化是一切用“圖”來傳遞和溝通信息的技巧和方法的解釋，可視化應兼有二維通俗化的特點和三維直觀化的優勢，也就是說，可視化應具備工程實體的最基本二維或三維“表視”，以及效果圖、動畫、實時漫游、虛擬現實等設計和展示手段，以盡可能的滿足相關設計師的需求，使其工作效率更高，觀察設計成果可選擇的視角度更多，判斷更為客觀，決策更為準確，例如，建筑物實體間的碰撞檢查十分有效。

　　我們需要什么樣的BIM

　　到目前為止，盡管所謂的BIM在設計階段、計算工程量階段，甚至在施工階段有些局部性成果。尤其在設計階段，可以說研發出了一些比較實用、方便的工具。但是，筆者認為，這些都不是BIM的核心價值所在。BIM的目標或核心價值應該是建筑工程項目的信息化，即針對建筑工程的生產制造和管理的需要，首先應研究建立建筑工程全生命期可以共享信息的數據存儲、管理與應用模型，或建筑工程項目數據庫中心數據模型，然后，針對建筑工程項目數據庫中心數據模型研發各種應用工具，滿足建筑工程項目全生命期各類專業人士管理和生產制造的需要。

　　當然，要完全研究出建筑工程項目信息模型和滿足建筑工程項目全生命期各類專業人士管理和生產制造需要的各種應用軟件工具，這不是在短期內可以完成的!

　　目前，對于中國的建筑企業來說，由于行業內企業經營范圍或分工以及其它方面的原因，在建筑工程項目全生命期中，設計和施工的內部以及它們之間，相互溝通，交流信息和文件資料的工作量最大，需求最急迫。其中最急需的系統功能是：一是提供高效的各專業設計工具，滿足各專業內部和專業間的協同設計;二是便于施工添加有關信息，便于設計施工方案，模擬施工過程，反饋模擬信息至設計階段，反復修改設計，選擇較佳設計方案和形成多媒體投標方案以及施工組織管理方案(見圖3)。三是數據對象的重組以及可追溯。例如建筑設計方案，隔墻上是兩根梁，而在結構設計中，隔墻需要轉換成荷載，其上部的兩根梁應是合并成一根梁。因此，不僅要求應用系統能重新定義設計對象、數據對象，同時還可以追溯到不同專業之間的設計對象的轉換情況。再如，在結構設計中，需要將相關的多根梁，定義成連續梁;多塊相關板定義成一塊連續板等。四是自動生成工程項目的工程量以及資源(物資材料、設備等)需用量等。阻礙這些功能性工具軟件發展的最主要的原因是，沒有建立能滿足設計、施工公認的、工程項目共享信息模型。

　　圖3 多方案優化設計

　　如果設計階段能為施工階段提供全面精確的工程量及其資源用量，那么，整個建筑行業生產和管理一定會出現重大變革，可以減少施工管理階段大量、重復性勞動，減少交易成本。 目前有人片面地把設計階段的軟件等同于BIM，也有人把三維算量軟件視為BIM，這是偷換概念，是推銷自己的軟件產品的一個噱頭。

　　解決這些問題的辦法是：一是研究制定設計和施工可以共享信息的信息模型及其存儲、管理、應用機制。二是制定行業標準規范，規定上游工作階段(如，建筑、結構、水電、暖通、設備、建筑物理、裝飾和施工等設計專業或工作階段)，展示說明本工作階段必須提交的信息外，還必須為下游工作階段提供哪些信息，并為其工作階段補充完善信息創造條件。

　　具體的要求是，設計階段應為施工階段提供工程量及其資源用量，或設計階段為施工階段創造必要的條件，便于其補充信息，實現工程量及其資源用量的統計工作。目前，研究和開發應用BIM技術碰到的最大問題是：一是3D設計會增加設計階段工期，對設計人員的能力要求也更高。二是BIM的3D功能和運行速度有待改進。三是面向對象、參數化的設計方法，在某種程度上增加了設計工作量。四是設計企業是BIM的最大受益者嗎，誰為3D產生的效益買單。五是應用需求最強烈的施工企業，設計、施工的信息渠道不通暢，沒有好的技術讓有關方面感興趣來改變這一現狀。

　　對于中國建筑業來說，如果沒有施工企業的參與，連設計、施工的一體化都達不到，這樣的信息系統，稱不上BIM，也不能說我們進入了BIM時代。BIM系統還有待相關領導部門、專業人士的共同努力!