[轉載] 我們需要什麼樣的BIM

【轉載者言】這篇文章轉載自茅洪斌新浪博客，茅洪斌先生是大陸工程界關於鋼筋工程計算和鋼筋翻樣的頂尖級人物，在專業知識、計算理論、翻樣技巧及軟件應用等領域都經驗豐富。從他專業的觀點來看我們需要什麼樣的BIM，在當前處處對軟件歌功頌德的聲音中，有如醍醐灌頂，更發人深省。

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我們需要什麽樣的BIM

作者：茅洪斌  日期：2011-07-15
原文出處：新浪博客  http://blog.sina.com.cn/s/blog_5e3b679b0100ruv9.html

【摘要】BIM (Building Information Modeling)是系統，是平台，是過程，是整合，BIM應該實現多專業建築信息模型的整合，多專業多系統合而爲一的"超級軟件"在技術上沒有難度，且與傳統的分散的模型相比有無可比擬的優點，符合BIM技術的發展方向。設計BIM與建造BIM之間即便不能二合爲一那麽也需要建立動態關聯數據鏈接庫，增强其互操作性。BIM的終極目的就是要解决信息斷層問題。BIM不僅是用於建築全生命周期，不僅用於在建工程，而且還用於整個城市建築和城市基礎設施，以實現對城市的高效管理。

【關鍵詞】BIM；實用性；超級軟件；整合

一、BIM爲何讓人畏懼

關於BIM的各種各樣理論多如牛毛，但爲什麼衆多對BIM抱有期待和需求的客戶仍然找不到切入點？我們究竟需要什麼樣的BIM？ BIM究竟能産生哪些價值？ BIM首先要解决這三個問題，而不是整些華而不實的概念。不能帶來生産力發展的任何理論技術和方法都注定是浮雲。技術是實實在在的應用層面，必須務實，技術研發不能閉門造車，而要注重實際應用。

美國Gehry Technology談到BIM項目經驗：每一個項目都完全在電腦中模擬，從造型設計分析到建材造價施工組織等等，通常需要數十萬小時的員工工作時間，最終一個項目的文件信息量總在數萬GB之上。我認爲這樣搞，BIM就是死路一條，因爲與傳統相比，不僅不具有多大優勢，却産生許多新的問題，把簡單問題複雜化了。BIM一定要通過技術革新，不僅讓BIM信息量無窮大，而同時又要保證文件容量無窮小，並且還要求操作運行自如流暢。它絕不是模型的合成和信息的堆砌，它是建築信息模型的整合、優化和再利用！BIM應該是一個開放式的協作建築信息模型平台，允許在這個平台上有各式各樣的第三方軟件和硬件。

成都西南設計院的第一輪BIM培訓，由最初80人到最後只剩下12人，這說明了什麼？這是不是BIM的杯具？BIM可能不爲多數人所接受。任何一項新技術，如果不爲多數人所接受，那麼這絕不是受衆的問題，而一定是技術本身存在的問題。一項新技術如果疏遠了大衆，如果人們對它冷淡抵觸甚至拒絕，那麽這種技術一定是沒有前途的。我想任何一項新技術，如果不能滿足易用性要求，一味地"陽春白雪"，最後必然是"曲高和寡"。流行的一定是大衆的，我們不是要把BIM玩得如何高深莫測，相反，如何使它更簡潔實用，普羅大衆都能用會用愛用，這是關鍵。我一直在思考如何讓複雜的BIM更簡潔、易用和實用！把複雜的事情搞得簡單很難，把簡單的事情搞得複雜很易。

然而我聽到BIM需要幾十甚至上百種軟件，這不能不讓人心生恐懼，AGC把BIM以及BIM相關軟件分成八個類型：

第一類：概念設計和可行性研究（Preliminary Design and Feasibility Tools）
第二類：BIM核心建模軟件（BIM Authoring Tools）
第三類：BIM分析軟件（BIM Analysis Tools）
第四類：施工圖和預製加工軟件（Shop Drawing and Fabrication Tools）
第五類：施工管理軟件（Construction Management Tools）
第六類：算量和預算軟件（Quantity Takeoff and Estimating Tools）
第七類：計劃軟件（Scheduling Tools）
第八類：文件共享和協同軟件（File Sharing)

二、有沒有高集成度的"超級軟件"

雖說是這些軟件不是給一個機構或者一個個人使用的，是給項目不同階段各個參建方的不同專業人員使用的，但仍覺得繁雜，有沒有高度集成的所謂"超級軟件"，如在一個模型上我至少能同時看到建築物全貌，看到各種管道管綫及柱樑牆板等構件及其相關信息，甚至看到它的隱蔽工程，如埋在混凝土內的鋼筋。建築物是個整體，如人的身體一樣，爲什麽非要把切割成各種專業模型，這不符合BIM是系統、平台和整體的概念。我們所看到的模型仍然是割裂的分散的支離破碎的模型，有沒有綜合性集成度高的軟件，能把各個專業模型做成一個模型。有人說，這種超級軟件無異是烏托邦的空想，爲此我利用2天時間去一家軟件廠家，專門就此問題與公司老總和軟件研發人員進行長時間的深入探討，得出的結論是，在一個軟件中實現多專業集成是可行的，技術上也不存在難以逾越的障礙。如在一個建築模型中，把土建、鋼筋和安裝做在一起幾乎就沒有什麽難度，只是在定義構件時把它的幾何屬性、物理屬性、鋼筋屬性、定額屬性、造價屬性和其他屬性放在一塊即可，相應的計算模塊與之配套。同樣的一根鋼筋混凝土柱，原來是分散二個不同軟件中，分別計算土建工程量和鋼筋工程量，現在可以把它合成在一個軟件中，能同時計算出一個構件的土建量和鋼筋量。安裝專業中電、水、暖通等也把它當成構件進行定義和建模，這樣不僅能形成整體概念，而且减少重複定義和重複建模，同時，查詢查錯操作都方便。人們經常提到BIM的碰撞檢查的功能，管道之間的碰撞檢查也許容易，如果土建與安裝是分開的，那麽管道與結構構件之間的衝突就難以發現。各自獨立的建築模型仍不免形成一個個信息孤島，雖然它們之間有連接的通道，但不如填平它們之間的鴻溝。

潘石屹說："為了解决銀河SOHO的施工難題，我們引入了波音公司設計飛機時用的BIM系統，……到時候我們給大家演示這個模型，看看房子裡的牆面、鋼筋、水泥、管綫"。我的理解，他是希望在一個模型中看到牆面、鋼筋、水泥、管綫，也許還要能看到裝修效果，也許還要看到建築的"成長"過程。而不是要不斷切換到N個模型中才能完整地看到這些東西。難道設計飛機時也要按專業分幾個模型？爲什麽把一個建築分解成幾個不同專業模型？

設計是分專業的，建築、結構、給排水、電氣、暖通、動力是各自獨立的，所以不可能在一個模型中看到全部東西。造價是分專業的，所以土建、鋼筋和安裝也分開的，這在相當長的歷史時期內有它的合理性和存在的必要性，但現在這種模式明顯已不合時宜，也與BIM概念相悖，必須改變！

實現它需要前提，一是硬件條件，以現在的計算機性能，運行Revit已相當吃力，更不用說去運行大體量的集成模型。當然，計算機技術也是突飛猛進，科學家正在研究量子計算機，一台量子計算機的性能相當目前全世界計算機之和，量子計算機相比於現在的計算機如電腦之於算盤。未來，計算機性能不會成爲模型運行的瓶頸和技術上的短板，軟件技術可能是BIM技術的短板。二是軟件技術，軟件關鍵是解决各專業模型數據之間的耦合性，還要解决超大容量信息的平穩運行。三是解决作業方式，如何保證各專業之間的協同。

我們不僅要實現多專業的集成，而且要實現建築群的集成，這聽上去似乎如科幻小說，但並非是遙不可及的技術。在一個軟件中展示整個小區的所有建築，甚至道路、綠化等，這也是業主所需要的。BIM技術一定要面向用戶，貼近用戶，瞭解用戶的真正需求。鋼筋翻樣韓吉中，他就喜歡在一個軟件中進行矩陣式建模，即對整個小區的所有建築物同時建模，這樣可以减少許多重複性操作。上海世博會部分單體建築設計採用BIM技術，但它仍是個孤獨的BIM，沒有那個軟件能整體顯示世博園區的建築場館，包括室內外的各種設施，那些潜在的價值點並沒被充分挖掘，如在園區運行和安保等集中式管理方面的應用。高集成軟件最適合用來做世博會、迪斯尼、商業建築、居住小區、工業區那樣的建築群。如城市排水系統，老是出問題，可通過建立BIM模型找出問題之所在，然後解决起來就方便。

未來的趨勢一定是整合，建築信息模型BIM不可能是支離破碎的，一定是高度集成的。

我一直在設想和構思一個高集成度的軟件，俗稱超級軟件。通過與研發人員交流，覺得技術上完全可以實現，也不需要Revit軟件對硬件這樣的高配置要求。也許，多專業建築信息模型只能讓算量軟件來實現，設計軟件可能承擔不了這個歷史使命，更重要的是算量信息模型上包含各種基礎數據，而設計軟件模型並沒有這些東西，或者說信息不完整。

三、國內算量軟件架構的幾種模式

國內圖形算量軟件，有的是自主開發的圖形引擎，如廣聯達和神機妙算。有的是利用CAD圖形平臺，如斯維爾。有的兩者兼有，如魯班，土建和安裝採用CAD平臺，鋼筋是自主平臺。其中斯維爾和神機妙算軟件構架設計成多專業合成。斯維爾是土建與鋼筋合成，是半合成。神機妙算按它設計構架，是全合成軟件，理論上可集成所有專業，只是現在我們仍沒看到完整的多專業集成軟件雛形。廣聯達各專業所採用的是同一圖形平臺，合成起來應該難度不大。軟件商之所以把各個專業軟件進行拆分，可能更多的是出於商業上的考慮，技術因素反而是次要因素。雖說，各專業之間數據可以進行互導，但仍有重複勞動，導入導出的操作就屬多此一舉，幷且，各專業之間並非是無縫鏈接，有些構件不能導入，有的構件導入後需要處理和修改等等，存在諸多麻煩。

魯班采用一種 "模型分開，數據集成" 的方式，在數據中心用一種類似輸入關鍵詞搜索的方法獲取所需數據，這種多模型模式的模型深度顯然是不够的。這只是一種過渡辦法，絕不是BIM技術未來發展趨勢。我認爲未來的BIM一定是單一模型，從設計到建造到運維就是一個共同的BIM模型，只是各階段各專業所做的工作不同，加入的信息不同而已。並且這個模型一定是多專業集成。廣聯達BIM仍在孵化階段，作爲上市公司，它不差錢，有這個力量搞BIM研發，未來可能會有激動人心的技術，我們試目以等吧。

在建築信息模型中除了工程量數據外，其實用戶還希望能直觀地看到成本造價等核心數據。它有幾種解决方案，一種是把工程量數據或模型導入到計價軟件進行價格分析，二是把工程量數據或模型導出Excel中，然後在計價軟件中導入Excel進行價格分析。三是把計價模塊集成到算量軟件中，直接生成造價數據，在構件上能看到它的 "綜合單價"。

BIM的終極目的就是要解决信息斷層問題，主要是設計與施工與運維之間的斷層，各專業之間的割裂，當然，目前仍有許多難題！

四、設計BIM能取代建造BIM嗎？

另外，如何實現設計BIM與建造BIM的模型共享數據共享，它們之間本來不存在排異性，設計BIM主要展示的建築效果，解决的是可視化等問題。建造BIM解决的基礎數據問題，提供工程量和造價信息。關鍵是讓他們進行無障礙的信息交換和流通。

我看過俄羅斯等國外圖紙，上面都有工程量統計表，包括土建、鋼筋和安裝。設計院的BIM是否需要提供工程量基礎數據，這是個值得研究的課題，一是設計院是否有具備提供工程量的能力；二是提供的工程量是否符合專業性要求；三是提供的工程量是否全面準確。我認爲要麽提供精確的數據，要麽就不提供。如果提供些錯誤的數據反而會産生混亂！如果設計院能提供全面精確的工程量，那麽，整個行業可能出現重大的變革。設計院若能提供全面精確的工程量可以减少後續環節大量的重複性勞動，减少整個社會的交易成本，且能增加信息的透明度從而减少腐敗。因爲，所有環節均以設計提供的工程量爲准，招投標、預算、成本控制和結算的主要依據，工程量發生變化也要出正式設計變更。

Revit是可以編輯和生成構件文檔信息，我們假設Revit統計的量是專業的全面的精確的，那麽，就無需任何第三方算量軟件就能獲取工程量，通過將計價軟件與建築信息模型融合就成生成造價文件，如應用編程接口(API)，計價軟件與Revit之間直接鏈接，計價軟件的數據格式與建築信息模型數據相互交換。第二種方式使用開放式數據庫(ODBC)來訪問建築信息模型中和屬性信息，在計價軟件中對這些數據進行重新組織。第三種方法是輸出到Excel，然後再導入造價分析軟件中。開放型BIM的目的是爲了基於ISO國際標準的IFC各軟件之間互換性增强以及建築信息的重複利用。IFC雖然提供了建築信息交換的數據結構，但是不能表現各領域所有必要的信息。

如果以Revit爲代表的BIM軟件能生成符合計價要求的工程量數據，那麽，設計建築信息模型可以用於建築生命的整個周期，國內的算量軟件將從此消亡，但這是不可能的，因爲Revit所統計的量比較粗糙，離精細化差很遠，它只能統計一些基本的量如建築面積構件體積和門窗等，其他的量仍是無能爲力，中國有這麽多地方計算規則，它如何去適應和本地化？如何一一滿足當地定額規則？鋼筋計算專業性極高，Revit怎麼精確計算？所以目前甚至很長時期內仍需要專業的建造BIM，設計BIM不能取代建造BIM。那麽，是否需要重新建建築BIM，我認爲完全沒必要，可以導入Revit等軟件設計BIM模型，然後進行深化、細化和擴充。設計BIM與建造BIM即便不能實現合而爲一，那麽至少增强其互操作性，或者它們之間建立動態關聯鏈接庫，設計BIM的任何修改能讓建造BIM的數據即時更新，建造BIM遇到的設計錯誤及時反饋到設計BIM。BIM可能是未來設計師和工程師交流的平臺。我最不希望看到它們成爲兩個自成體系相互隔離"老死不相往來"的BIM。

五、BIM的未來圖景

正因爲建築業與其他製造業的結構完全不同，機構是分裂的，信息是割裂的、管理是粗放的，所以需要一個共同BIM平台，分段把設計、建築、運維串聯起來。

目前在設計界有些應用案例也有軟件工具，但工程界既缺少應用也無相關軟件，但施工階段BIM的價值點更多。有人片面地把原來的三維算量軟件混同於BIM，這是懶人思維，也是一種誤導，BIM不簡單等同於算量軟件，也不是把算量軟件改頭換面，重新包裝，如加個BIM菜單和模塊。建造BIM一定是涵蓋BIM的一些核心技術，而不是貼個BIM標簽就完事。

設計BIM的應用的內容包括協同設計、方案比選、空間分析、專業分析、碰撞檢查和虛擬施工。而合同管理、進度管理、成本管理、材料管理和資源管理等建造階段的管理通過項目管理軟件解决，算量和計價，主要爲項目提供基礎數據，用專業算量和造價軟件實現，實時動態監控項目要通過無綫通訊和無綫射頻和物聯網技術來實現,它們屬於建造BIM。並且，這些系統都可集成在一個系統內。在建築信息模型上引入標簽系統，與施工遠程監控中心建立聯繫，即可進行施工管理遠程控制。在交付使用後，建築信息模型上標簽系統與外部FM設備管理數據進行關聯，從而實現對設備管理的遠程監控。不僅正在實施的工程項目可以使用BIM，而且所有已經完成的建築和城市基礎設施也可以用BIM進行管理。工程建設領域的信息化一定要以BIM爲主綫，以項目管理、ERP和專業軟件等爲載體，通過無綫通訊、互聯網和物聯網技術，把建築信息集成。這就是我們所描繪的，建築信息化的未來藍圖。

BIM是模型，它本身是不可能解决所有問題，但如果不能滿足一些最基本的應用，那麽，又有什麽用？ BIM模型雖說不是無所不包的，也應該達到一定深度和廣度，它包含工程所有的信息，同時它可以擴充，它就是建築信息的載體和數據庫。有人認爲如在BIM中加入鋼筋、模板等會産生海量數據和冗餘信息，但不管如何，這些基礎數據必不可少的，否則，不能形成完整的信息模型。

如果BIM不能在施工中得到應用，那麽BIM的應用就是不徹底的，並沒實現BIM價值最大化。其實BIM從設計延伸到施工僅一步之遙，它們之間應提供標準數據接口，項目管理系統和造價平臺在設計BIM基礎實現信息增量和共享。

BIM絕不是簡單的可視化，也不是簡單三維建模算量，不是孤立的模型，也不是裸模(不含建築信息的模型)。BIM是什麽？BIM是系統，是平台，是過程，是整合，同時它一是基於互聯網、雲計算、移動通訊和物聯網的技術。

我們所需要的BIM是在縱向上打通設計到建造到運維的數據鏈，在橫向上實現多專業和建築群的信息模型集成。
                                                                                                                                   2011-7-15 上海