BIM:關于“過程”VS“模型”的思考

2019-11-11 10:33:43 匠心智建 21

一談到BIM,專家們往往會及時提醒客戶:“我們介紹的BIM是‘Building Information Modeling’,而不是‘Building Information Model’,BIM是利用數字模型進行建設項目設計、施工、運營管理的過程,而不僅僅是我們要生產的那個產品(建筑物)的數字模型,雖然BIM模型也是BIM過程的成果之一?!蹦敲?,BIM究竟是過程,還是模型呢?

先來看看這里所謂的過程究竟是個什么過程? BIM是利用建筑物數字模型里面的信息在設計、施工、運維等各個階段對建筑物進行分析、模擬、可視化、施工圖、工程量統計的過程。顯然,這里的核心是信息,一個創建、收集、管理、應用信息的過程。

再來看看那個所謂的模型。當然這是作為工作客體的那個建筑物的虛擬模型(數字模型),那么要這個模型做什么用呢?當然是支持我們的設計、施工、運維決策和實施。那靠什么支持呢?當然是存放在模型中的信息了。因此,所謂BIM模型(或者說虛擬模型、數字模型),它的核心不是模型本身(幾何信息、可視化信息),而是存放在其中的專業信息(建筑、結構、機電、熱工、聲學、材料、價格、采購、規范、標準等)。所以,筆者以為,BIM既是過程,也是模型,但是歸根結底是信息。


思考一:BIM采用什么樣的信息組織方法?

BIM的核心是信息,同樣的信息在不同的項目階段,不同的參與方會有不同的組織、管理和使用方法,這樣的結果就是信息冗余,即多個工程文檔包含同一個信息,可能只是表達方式不一樣。

隨著項目信息的不斷發展,信息冗余就會導致潛在的協調錯誤,隨之而產生的就是對信息檢查過程的需求,在不同時間節點上的信息檢查消耗了項目的工期和預算,而在協調檢查過程中沒有發現的錯誤被帶到施工現場就引起了施工延誤和重復工作,從而產生了額外的項目成本。

自然,大家需要一個代表這個建設項目且具有唯一性的工程信息模型,由此可以導出所有針對這個項目的各個“視圖”——不同參與方在項目不同階段對項目進行各種專業工作的信息應用,例如做結構分析、日照模擬、工程量統計、施工計劃優化等。

理論上信息的唯一性是合理的,也是可能的,因為信息所代表和描述的實際項目是同一個。因此完全有可能建立一個包含項目所有必要信息的模型來支持各種不同的信息應用。

另外,滿足人類生產生活需要的建設項目的類型可以是無限的,但是組成項目的基本元素(構件、部件、組件)是有限的,雖然基本元素本身也是在不斷發展著的。因此,基本元素是可以通過不斷完善的方法建立起標準模型和信息庫的。

具有唯一性的建設項目基本元素,通過組合構成同樣具有唯一性的建設項目,需要由不同的專業人士在不同的建設和使用階段使用不同的技術和方法進行不同目的的作業(視圖),并且產生表示這些作業過程和成果的不同類型的文檔作為合同提交物,這就是對信息代表的本體(項目)和信息不同的應用之間關系和過程的描述。


思考二:BIM是一個模型還是多個模型?

這也是接觸BIM、應用BIM的同行經常聽到經常碰到的問題,通常有兩種說法:

其一,在介紹BIM概念的時候,通常我們會看到這樣的說法:BIM是包括建筑物所有幾何、物理、性能信息的數字化表達,跟建筑物有關的所有信息都存儲在單一模型中,不同的項目參與方在不同項目階段需要使用什么信息都可以從BIM模型中獲取,BIM跟目前廣泛使用的CAD和可視化技術不同,后兩者只包含了建筑物的部分信息。

其二,另外一些BIM資料介紹了在項目不同階段、不同的項目成員會建立各自的BIM模型,常見的BIM模型包括場地模型、建筑模型、結構模型、機電模型、施工模型、協調模型、竣工模型等。

這又是怎么一回事兒呢?或許可以從以下兩個方面來解釋。  

首先,單一模型之說是從邏輯關系的層面上來描述的,BIM是一個包含建筑物所有信息的模型;而多個模型的說法是從實際操作層面出發來描述的,由于技術的、業務的、法律的等各種因素的制約,項目成員必須建立各自的BIM模型。

其次,從信息組織、建立、管理、應用的角度來分析,一個模型還是多個模型并不是問題的關鍵,就跟你用什么軟件做BIM一樣,只是一種工具和方法的選擇,關鍵在于在這個過程中這個建設項目的信息有多少內容、以什么格式、被多少項目成員、在什么工作上精確、高效、完整地使用了,從而提高了多少生產效率、避免了多少潛在錯誤、減少了多少建設工期、降低了多少工程造價。

因此,真正需要關心的不是一個模型還是多個模型的問題,而是關于這個模型的信息精度和維度(類型)、模型對象的屬性信息、模型信息的詳細等級、模型信息將被如何使用等信息的創建、管理和使用問題。


思考三:工程建設行業賦予BIM什么使命?

所有發達和比較發達的國家都把GDP的一個很大比例投資在固定資產的規劃、設計、施工、運營、維護、更新、拆除等工作上,在這個過程中,很大比例的工程建設項目遭遇到工期拖延、造價突破預算的問題。要求全球工程建設行業提高工作效率的壓力越來越大。

美國有關部門的研究表明,建筑業的無效工作(浪費)高達57%,而制造業的這個數字是26%,兩者相差31%。如果建筑業通過技術升級和流程優化能夠達到目前制造業的水平,按照美國2008年12800億美元的建筑業規模計算,每年可以節約將近4000億美元。

我國固定資產的投資規模為10萬億人民幣左右,其中60%依靠基本建設完成,生產效率與發達國家比較還存在不小差距,如果按照美國建筑科學研究院的資料來進行測算,通過技術和管理水平提升可以節約的建設投資將是驚人的。

美國建筑業用戶圓桌會議(CURT - The ConstructionUsers RoundTable)為解決上述問題提出了如下四條建議:一是業主的領導力。業主在項目早期通過信息共享驅動所有項目成員的協同作業可望取得理想的結果——快速、高效、成本預算內實現的建設項目。二是集成項目結構。所有項目成員(包括設計師、承包商、供應商、制造商、運營維護人員)使用統一的系統化方法做項目,將使得項目參與方的目標與項目的總目標一致,這個方法就是目前已經得到行業廣泛認可的一體化項目實施方法IPD(IntegratedProject Delivery)。三是公開信息共享。項目協同作業必須以公開、及時、可靠的信息共享作為基礎,支持實現這一建議的軟件種類或技術名稱目前還沒有一個行業普遍接受的統一名稱,具有一定知名度的名詞有三個:PIM(ProjectInformation Management,項目信息管理)、PIP(ProjectInformation Portal,項目信息門戶)和CPM(CollaborativeProject Management,協同項目管理)。四是虛擬建筑信息模型。這個就是BIM,盡管發展過程中也出現過若干不同的名詞,例如數字建筑(Digital Building)、虛擬建筑(Virtual Building)、建筑產品模型(Building Product Model)等,但是BIM經過近十年的應用已經成為了能夠覆蓋前述其他術語同時也是全球工程建設行業公認的標準術語。

2007年美國建筑科學研究院(NIBS - National Institute of Building Sciences)頒布的美國國家BIM標準第一版第一部分為以BIM為核心的信息化技術設定的目標是到2020年為美國建筑業每年節約2000億美元。


思考四:BIM會改變項目參與方的職責嗎?

我們可以看到一大批討論流程變化、項目實施方式變化、BIM能力要求變化、BIM團隊組織變化的資料,但是有一點幾乎是可以肯定的,各項目成員在項目中的職責并不會變化,因為每個項目成員的專業知識、經驗和職責都是建設、運營一個優秀的工程項目所必需的。

盡管項目成員的職責并不會因為BIM而變化,但成員之間的關系和工作方式卻會發生變化,甚至可以是很大的變化。

原來項目成員之間更在意各司其職,各自都有自己的工作目標,有時成員之間可能因為利益和風險沖突成為對手,有了BIM以后更重視協同作業,把項目的成功作為成員共同的目標。

原來項目成員的工作更多是按順序進行的,有了BIM可能更多的工作可以并行開展了。

總而言之,應用BIM的目的不是為了使工程項目的建設與運維工作更復雜化,而是為了找到更好地實現行業目標的辦法——高效優質完成工程項目,滿足建筑業客戶的需求。


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