BIM内省

在BIM开始第二个10年（以BIM这个专业术语正式出现和被行业接受的2002年作为纪元起始）发展的时间节点上，厘清其本

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在图2各种使用BIM的可能性中可以看到，用户找到BIM对自身的价值是唯一主动应用也是驱动BIM发展的原始动力，这个用户可以是项目的任何一个利益相关方。在讨论BIM发展驱动力的时候，建设项目的主要相关方可以划分为作为行业主管部门的政府、各类项目服务（包括BIM服务）买方的业主以及项目服务卖方的设计、施工和运维三个类型。但是一旦认识到BIM应用对自身工作的价值，不同的利益相关方对行业整体BIM发展以及其他相关方的BIM应用驱动作用是不一样的（图4），分述如下：1）政府会通过法律、法规、标准、规范等方式要求业主、设计、施工和运维机构等项目其他所有利益相关方应用BIM；2）业主会通过合同文件方式要求项目的设计、施工和运维等机构应用BIM，即图中的实线箭头；3）设计、施工和运维机构会通过提升现有项目服务或提供增值项目服务等方式来对业主以及相互之间产生影响，从而达到提高自身核心竞争力和盈利能力以及扩大服务范围的目的。当然，这样做的另外一个结果大家也必须清楚地认识到，那就是，卖方这样做会促使买方认识到BIM对自己的价值，从而使得业主通过合同文件来要求卖方按条款提供此类服务，逐步把卖方原来的额外或可选服务变成规定动作，最终推动整个行业服务水平的提升。

在作者看来，不管您是项目利益相关方的哪一方，都可以多研究并实践一些BIM对自身工作质量和效率的提升方法这一类的问题，少谈一些“BIM是什么？”或“BIM能干什么”的空泛话题，扎扎实实找到推动自身BIM发展的原始动力。

悠悠万事，唯此为大。

5、制造业给我们的启示

制造业是建筑业的近亲，有不少同行在讨论BIM的时候也曾经提到过制造业信息化过程对建筑业BIM发展的启示，这应该是十分必要和有意义的。以下从两个行业应用的信息技术种类和主要技术的应用模式两个方面谈谈作者的理解。

5.1 信息技术种类

制造业和建筑业技术信息化（准确地说是以技术信息化为主）使用的信息技术种类现状可以用图5表示。

在概念设计阶段，制造业一般叫工业设计，常用软件为Alias和Rhino～建筑业一般叫方案设计，常用软件为SketchUp和Rhino。两个行业在这个阶段的信息技术应用都比较成熟。

在图形和模型工具上，制造业习惯称2D CAD和3D CAD，简称为2D和3D；建筑业则把图形工具称为CAD，模型工具称为BIM。区别在于制造业的3D技术和产品已经相当成熟和得到广泛应用，而建筑业的BIM技术和产品都还刚刚起步。

制造业和建筑业都有产品生命周期管理的概念，前者叫PLM，后者叫BLM，前者有完整的理论和应用，后者基本上还只是一个名称。

要实现行业信息化今天能看到的高级目标，即在合适的时间把合适的信息传递给合适的人，或者说实现企业内不同部门、不同专业之间以及产业链不同企业之间的相关信息共享，制造业的PDM（产品数据管理）技术不可或缺，而在建筑业今天还不知道这个技术的解决方案是什么，是借用制造业的PDM技术还是研发建筑业自有的技术？但是有一点是清楚的，这个技术也是建筑业实现建设项目生命周期信息共享不可或缺的技术。

综上所述，在信息技术的应用方面，制造业处于上述几种技术都比较成熟的普及应用阶段，建筑业目前还刚刚处在BIM技术探索应用的初期，只有方案设计和CAD应用比较成熟，而对应制造业的PDM/PLM技术则基本上还是一片空白。

5.2 应用模式

制造业和建筑业信息技术升级的核心是基于图形的工作方式向基于模型的工作方式的转变，原因很简单，因为两个行业所要生产的“产品”本身都是三维物理存在，而图形只是其某种形式投影的抽象表达，只有模型可以把这个三维物理存在完整、准确地描述出来。

尽管从图形作为主要工具到模型作为主要工具的信息技术升级过程由于行业、地域、任务、专业等的不同会有大小不同的差异，但其基本模式都可以用图6来概括：1）模式O：只用图形。这是目前建筑业的主流工作模式；2）模式1：图形和模型并行使用，模型和图形互为参照，互相印证，目前国内建筑业少数（按比例而不是实际数量计算）业主、设计、施工、运维机构的BIM研究实践活动大多是这种模式，因此从行业层面来看，建筑业正处于这个模式的初期；3）模式2：模型作为主要工具，图形是模型的输出结果之一，这是目前欧美国家建筑业BIM应用的主流模式，国内制造业中这种模式的应用已经相当成熟，正在全面推广普及。

行文至此，可能会有同行提出疑问，有没有只用模型不用图形的“模式3”呢？这个问题我回答不出来，留给大家探索。

5.3 如何实现应用模式升级？

国内制造业从上世纪90年代中期开始成规模地推广普及3D CAD，起步的模式几乎无一例外是上述模式1的2D/3D并行作业方式，实现成规模的由模式1到模式2的转变花了10年左右时间。如果我们把建筑业成规模地研究实践BIM的时间定位在2010年左右的话，那么这个时间差不多比制造业晚了15年。当然，时间并不是我们关心的主要问题，我们真正想要了解的是哪些关键因素促使制造业快速完成了由模式1到模式2的转变或者说升级？作者就此跟国内制造业同行讨论得出如下结论：1）基于模型的专业软件功能成熟2）专业人员熟练掌握基于模型的软件工具3）建立一套完整的基于模型的工作方法；4）硬件能力的支持。

个人理解，这些要素对建筑业BIM应用实现升级转换同样至关重要。首尾两条的软件成熟和硬件支持对于建筑业从业人员只是提出需求和验证可用性，而本身的实现要依靠软硬件从业人员的努力。中间两条则是需要建筑业从业人员自己去完成的，其中第2条掌握软件操作是所有想应用BIM的从业人员都将要和正在进行的事情，第3条目前基本还是空白。国内BIM发展到今天，相信同行都不难理解，如果没有一套完整的基于模型的工作方法，那么建筑业要实现以模型为主要工具的工作流程就基本上只能是一个空想。

6、BIM给建筑业生产方式带来的最根本改变究竟是什么？

类似这个问题我在一年多以前写过一篇博文《能找到一句话来形象概括BIM带来的生产方式改变吗？》（），有不少同行讨论，另外各类媒体关于BIM将会对行业带来的价值或变化的讨论也是俯拾皆是，在此我只罗列其中比较普遍的观点，同时也跟大家交流一下个人的理解。

观点1及个人理解：甩图纸。这是不少人对问题的回答。甩图纸通常意义上是指减少纸介质，更多地表现为流程问题。其实如果要描述不用2D图，准确的说法应该是“甩图形”，但这个目标估计做不到，也没有必要做到。因为BIM也好，CAD也罢，模型也好，图形也罢，都只是一种工具，对于从业企业和人员来说，哪种工具好用就用哪种。这就好比有了汽车、飞机以后，自行车、三轮车都还有用，当然它们之间会相互影响和冲击。

观点2及个人理解：BIM不一定要3D，2D也可以是BIM。这种说法我觉得要分清楚两个概念，一个是人的工作界面和输出成果（即输入和输出），另一个是软硬件系统内部对工程项目的描述。前者可以是2D/1 D/0D等任何形式，但后者如果不是3D，如何保证所描述项目的完整性和一致性呢？如果只有2D和信息，就不是建筑信息模型而是建筑信息图形了。BIM中Modeling的意思不是数学建模，而是工程对象（构件、部件、设备、零件等工程项目的组成部分）及其关系的模型和模型应用，因此2D BIM是BIM的一个子集。

观点3及个人理解：BIM最重要的是其中的“I”即信息，Excel也可以是BIM。这个观点的核心是想说明在BIM里面“I”比“M”重要，其实问I重要还是M重要就跟问老婆和老妈掉水里先救谁一样，不会有任何结果。我们可以反过来思考，光有数字能把房子造起来吗？这也是图形诞生和持续的伟大意义，以及有图形以后还觉得不够又发展出模型（从沙盘模型、无工程信息数字模型即可视化模型到有工程信息数字模型即BIM模型）的意义和需求所在。Excel可以叫建筑信息表格，也属于BIM的一个子集。

观点4及个人理解：3D以上的nD和xD。一维是线，二维是面，三维是体，四维是时间，其中一维、二维是三维的特例或局部，用这种方式来描述物质随时间的变化规律是自然科学中的标准手法。工程项目是3D的物理存在，现在法定使用的表达方式是2D施工图，这两个维度的说法不存在任何歧义。BIM中的4D目前主要用来描述施工进度，其实除了施工阶段以外，项目在规划、设计、运维和拆除阶段都是随时间发生变化的，因此BIM 4D和真正意义上的四维是有区别的。而BIM5D以上的所谓“维度”，事实上是对项目不同专业或类型工程属性的描述，跟四维以内的维度不是一个并列概念，空间的三维和时间的第四维是所谓5D以上任何内容的基础，是对某一时间点上项目某一元素、元素集合乃至项目整体某类特定属性的描述。上述说明并不影响大家用BIM 4D/5D来传达业内同行要传达的意思，这跟中文“建筑信息模型”的习惯说法有些类似，大家都知道这个说法不够准确，但是至今也没有找到更合适的说法，因此就约定俗成了。

要研究BIM将会给建筑业带来生产方式的最根本改变是什么，先要弄清楚CAD和BIM的本质区别。个人认为主要有两点：一是模型和图形的区别，BIM是模型，CAD是图形；二是两者信息的结构化程度不同，BIM的信息结构化程度要比CAD高。而BIM可能给建筑业带来的生产方式改变，应该是以BIM和CAD这两个本质上的不同点作为基础的。从生产方式改变的角度考察，在前述两个不同点中，模型和图形的区别更多是显性的，信息结构化程度的不同更多是隐性的，前者导致从业人员对工程项目理解效率和质量的提高，后者导致工程信息利用以及共享的效率和质量的提高。因此我的理解是，BIM给建筑业带来生产方式的最根本改变，将是从业人员从完全利用图形完成工程任务到主要利用模型完成工程任务的转变，即模型的使用范围和频率会逐渐增加。虽然今天我们还找不出类似当年描述CAD普及应用的“甩图板”这样简单明了的口号，但其转变的核心内容应该是清楚的，简单地说就是从“用图形”到“用模型”的转变。

英语文献习惯把BIM给行业生产方式带来的变化描述为：ModelBased Design，Model Based Construction Management，Model BasedEstimating，Model Based Scheduling等，是同样的意思。McGrawHill 2009年的市场调研报告“The Business Value of BIM”对BIM的定义是“the process of creating and using digital models for design，construction and/or operations 0f projects”，2012年的市场调研报告“The Business Value 0f BIM in North America”对BIM的定义是“thecreation and use of digital models and related collaborative processesbetween companies to leverage the value of the models”，也从另外一个角度说明了这个问题。从英国CPIC（Construction Project InformationCommittee-建设项目信息委员会）官方网站BIM网页的口号“图形已死，模型万岁”中也能看到这样的预言（图7）。

7、BlM价值实现的唯一途径是与工程任务和其他信息技术相结合

无论BIM的功能有多强，也不管BIM对工程建设行业有多大影响，是革命也好，是改善也罢，如果站在从业人员本身的角度来分析，BIM归根结底只是一种新的手段或工具。而BIM有没有价值就看其能不能帮助各类从业人员提高其完成工程任务的质量和效率。这是BIM应用中第一个要记住的。除此之外还有另外一个现实也不能忘记，就是BIM既不是第一个也不是唯一一个从业人员手里的信息技术工具，而且BIM似乎也不可能或者说也没必要代替其他信息技术工具，因此BIM要帮助从业人员提高完成工程任务的效率和质量的唯一途径就是跟现有其他信息技术相结合。

图8是buildingSMART等国际组织提供的全球广泛流行的BIM与工程项目生命周期关系图。根据个人有限的经验，也许是理解有偏差，抑或是想进行推销，总之有不少BIM同行根据这张图把BIM说成包打天下、无所不能，从而让不少受众也获得了类似的印象。这其实对BIM的发展和真正切合实际的BIM应用没有什么好处。下面谈谈我个人对这张图的理解。

图8由内圈的BIM、中间圈的信息交换箭头和外圈的项目生命周期工程任务三个部分组成。一般来说，外圈的每一个工程任务都是一个企业、专业或岗位职责范围内要完成的工作，目前的现状是每一个工程任务都在使用相应的信息技术完成，即每个从业人员做的工作是图中某一个虚线框内的事情，而不是整个外圈的所有工程任务。我在图上增加了三个虚线框（每个工程任务都可以画一个这样的虚线框），分别代表设计制图、采购和设施管理三个工程任务，由不同的企业、专业或岗位来完成的，这些任务在没有应用BIM以前，分别使用CAD、ERP和FM等来完成。每一个虚线框代表应用BIM以后每一个工程任务的完成方式，这种方式由三个部分组成，图中①代表为了完成该工程任务所需要的BIM模型及应用，②代表BIM和完成该任务所需的信息技术（也可能不止一种）之间的信息交换，⑧代表完成该任务所需要的信息技术。从中可以知道，要利用BIM提高某个工程任务的效率和质量，该团队或个人必须具备上述三种能力，而要利用BIM提高项目生命周期内所有工程任务的效率和质量，就需要承担这些任务的团队或个人具备完成全部虚线框内三个部分工作的能力。

有一个事实是肯定的，即外圈项目生命周期内的各个工程任务不是由单一企业（当然更不可能是单一个人）完成的，所使用的信息技术工具也不是由单一企业提供的，那么一个工程项目生命周期内中间圈的信息交换和内圈的BIM应用是否可以由一个企业或个人来完成呢？我想答案应该也是不言而喻的。至此，本文标题的结论也就不难理解了。

8、BIM的未来是什么？

就像“我是谁？我从哪里来？我要到哪里去？”是三个基本人生哲学问题，BIM界也一直存在三个问题：“BIM是谁？BIM从哪里来？BIM要到哪里去？”，其中前两个问题各种资料讨论得已经比较多，我着重谈谈对第三个问题的思考，算是对文章的一个小结。

去年《新鲁班》编辑贺灵童女士曾经发起过一个题为“我理想中的BIM图景”的讨论，部分同行对BIM未来的预测集中存放在http：///index.php？module=default&controller=guand Jan&action=guandian_front&guandian_id=213上，有兴趣的朋友可以去看一看。当时贺女士也曾邀请我就这个题目写一写自己的看法，但我因为实在不知道该如何设想那个图景，只能婉拒。同样的题目即使到今天我还是不知道该如何回答，只能从另外两个角度来谈谈我对“BIM未来会是什么样子？”这个问题的思考。

第一个角度是BIM发展对工程建设行业生产方式变化的影响，可以用下面图9来说明。横轴表示建筑业生产方式从100%使用图形的状态到可能100%使用模型的状态演变的过程，两个端点（即完全使用图形和完全使用模型）都只是理想状态，虽然未来我们还无法完全预知，但至少过去一直是图形和模型并存。纵轴表示在某一个特定时代（或状态）下行业使用图形和模型的百分比。

BIM的起始位置已经过去了，因此我们很清楚那是一个建筑业生产过程绝大部分时间和任务使用图形、只极少量使用模型的状态。BIM的终极位置在哪里，是“50%图形+50%模型状态”还是“30%图形+70%模型状态”？我们目前还无法判断，但有一点是肯定的，那就是BIM的普及应用会使得在项目生命周期过程的所有工程任务中，使用模型的比例增加，使用图形的比例下降。

如果就建筑业应用的信息技术层面而言，上述讨论中的图形可以简单地映射为CAD，而模型主要可以映射为BIM，之所以说是主要，是因为模型还包括使用比例极小（指使用的时间和作用）的可视化模型。

第二个角度是关于BIM作为一种建筑业信息技术本身来说其发展的未来问题。要谈这个问题，除了研究BIM本身以外，还需要弄清楚BIM发展可能会对哪些现有的建筑业信息技术产生影响甚至融合，那么最有可能的应该是CAD和可视化。同行对这三者的未来关系也有一些研究和预测。个人认为会有如下三种可能（图10）：1）BIM和CAD、可视化三者互不影响，独立存在；2）BIM和CAD、可视化三者互相影响，但是仍然独立存在；3）BIM融合了CAD和可视化变成一种新的建筑业信息技术，这种技术有可能仍旧叫BIM，也可能叫另外一个新的名字。

有一点需要特别说明，为了叙述方便，以上这段文字把CAD、可视化两者与BIM的关系假设成一样了，实际上不一定是一致的。