BIM技术的现状和发展趋势

孙 斌

BIM技术的现状和发展趋势

孙 斌

(河北省水利水电第二勘测设计研究院，河北石家庄050021)

建筑信息模型（BIM）技术的应用是当前中国工程界的热门话题。在介绍BIM技术的基本概念和基本内涵的基础上，阐述了BIM的基本特性，针对BIM的应用点、BIM软件和BIM标准等基本要素综述了BIM的现状，预测了BIM与新技术集成和扩展应用领域的发展趋势，为国内水利行业应用BIM技术提供参考。

BIM技术；BIM应用点；BIM软件；BIM标准；新技术集成

中国的建筑业开始接触BIM技术已经有10余年的时间。近几年，国内的建筑业从业者对BIM的热情空前高涨，国内BIM技术的发展进入了快车道。但是，BIM对很多人还是新概念。BIM是什么，BIM能起什么作用？恐怕不少专业人员也无法全面回答。有人认为BIM是一款三维建模、碰撞检查的软件产品，或认为BIM仅仅是用来进行设计成果展示、施工过程模拟等。这些都对BIM技术的本质缺乏基本的理解。

本文从BIM技术的起源出发，理清BIM技术的发展过程、特性和要素，讨论BIM技术的应用现状和发展前景，深化对BIM的认识，从而提高BIM的应用水平。

1 BIM的概念

美国学者Chuck Eastman博士于1975年最早提出BIM(建筑信息模型)的理念：“建筑信息模型综合了所有的几何模型信息、功能要求和构件性能，将一个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建模模型中，而且还包括施工进度、建造过程、维护管理等的过程信息”［1］。

BIM最初代表Bui1ding Information Mode1，即BIM是一种对实际系统的简化表达。这种简化表达包含了外形尺寸数据、设备相关数据等信息。后来BIM逐渐丰富为Bui1ding Information Mode1ing和Bui1ding Information Management，即建筑信息模型的建立过程和对建筑信息的管理、使用。目前的BIM既是以三维数字技术为基础，集成建设工程项目各相关信息的工程数据模型，又是一种应用于设计、建造、管理的数字化技术。

国际标准组织设施信息委员会(Faci1ities Information Counci1)对BIM的定义是：BIM是在开发的工业标准下对设施的物理和功能特性及相关的项目全寿命周期信息的可计算、可运算的形式体现，从而为决策提供支持，以更好的实现项目的价值［2］。

2002年，Autodesk公司推出Revit软件并在全世界范围推广BIM理念，BIM技术逐渐被人们所接受，并在实际工程中得到推广应用［2］。

2 BIM的特性

BIM技术具有可视化、可分析、可管理和可共享的特性［2-3］。

(1)可视化。利用计算机可以将BIM直观地显示出来，达到“所见即所得的效果”。不需要再经过复杂的头脑想象。

(2)可分析。基于同一个模型，利用计算机可以任意提取BIM的某一层或某一类信息进行分析计算。例如基于模型体量的工程量统计汇总，基于构件的施工进度分析，基于工程量和价格信息的投资分析，基于模型的力学、日照分析等。

(3)可管理。对模型和信息的管理维护极为方便。BIM建立了几何模型与建筑全过程信息之间的关联关系。对任何模型或信息的查找和浏览都变得简单和高效。同时，对模型或信息的任何更改，都会引起相关联信息的改变。

(4)可共享。BIM的应用是基于开放的架构和数据标准的，既可以让不同的专业进行数据共享和协同，也能有效的支持建筑行业内各个应用系统之间的数据交换和建筑全过程的数据管理。

3 BIM技术研究和应用的现状

BIM技术的发展进步依赖3个要素：BIM应用点、BIM软件和BIM标准［4］。这3个要素之间存在着深刻的互相影响。

(1)BIM应用点。BIM应用点即将该技术用于建筑全生命周期的什么阶段、什么环节、解决什么问题、取得哪些成效等。这是BIM技术发展的动力所在。

BIM技术在国外已经被应用于全生命周期，带来了显著的经济效益、社会效益和环境效益。具有代表性的应用案例有伦敦奥运主体育场、纽约自由塔等。

国内的BIM应用仍然处于起步阶段。据《中国建设行业BIM应用研究报告2001》调查：87%的受访者听说过BIM，39%的受访者使用过BIM。发达地区的很多项目应用了BIM技术，如上海世博会中国馆、天津港国际邮轮码头、上海中心大厦、南京火车南站、芜湖长江大桥、FAST500m口径射电望远镜等。但国内的应用点主要集中在设计、施工阶段，实现复杂建筑的造型设计、多专业的碰撞检查、施工进度计划等，远远没有实现在全生命周期的应用。

(2)BIM软件。BIM软件是建立、使用和管理BIM的工具，是保证BIM发挥作用的前提。

文献［5］总结了现有的BIM软件，并将其分类，对国外、国内情况进行了对比，见表1。

目前的BIM软件以国外开发的居多。国内的BIM软件缺少基础性的平台软件。国内应用以引进的软件居多。但是国外的BIM软件往往不符合我国的国情和规范要求，只能应用于建筑全生命周期的某一阶段。国内的基础软件、深化软件等还有待进一步发展。

(3)BIM应用标准。BIM应用标准为从业者使用BIM技术进行设计、施工、管理提供具体的指导和依据，规范各参与方的行为。BIM应用标准包括国家标准、地方标准和企业标准3级。BIM应用标准是一个国家BIM技术发展水平和应用水平的重要标志。目前世界各国已经颁布的标准见表2。

表1 现有主要BIM软件统计［2-5］

表2 世界各国已颁布的BIM指导与实施标准统计［2-6］

2010年清华大学软件学院BIM课题组提出了《中国建筑信息模型标准框架(CBIMS第一版)》，从认识论和方法论的高度给出CBIMS标准的核心定义和基本架构。但该标准框架对基于领域和专业的应用层级的实施性没有做具体的规定，尚有待进一步研究［7］。

中国部分沿海发达省份已经根据本省应用BIM技术的经验和需求，提出了BIM应用的地方标准。上海市于2015年5月颁布《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)》，针对建设项目全生命周期的23项BIM技术基本应用，描述了相应的目的和意义、数据准备、操作流程、成果要求等内容［8］。

4 BIM技术的发展趋势

BIM技术目前的发展趋势是逐步打通建设项目全生命周期的应用流程，在项目的整个生命周期发挥作用。

BIM技术不断与其他先进技术集成，应用方法也更加灵活。遥感技术、地理信息系统、倾斜摄影技术、3D打印技术、点云技术、3D激光扫描技术、物联网技术、VR技术等与BIM技术的结合，必将极大改变BIM技术的现状，丰富BIM技术的内涵［9］。

BIM技术的应用领域也在不断扩展。BIM技术不仅能服务于建筑的设计与建造，更是一种先进的管理理念，对制造业、服务业、社会管理等都产生了深刻的影响。

目前中国水利行业也在逐步面对这一技术变革，不断探索适合本行业的BIM技术发展道路。华东水利水电勘测设计研究院、中南水利水电勘测设计研究院、成都水利水电勘测设计研究院等实力较强的部级院已经取得了可喜的成果。

5 结语

BIM技术不仅代表一个模型，更代表对于集成于模型的各种信息的各种形式的使用和模型信息最大价值的发挥。

BIM技术在国内的发展已经经历了10余年，但目前与BIM技术相关的软件、标准、应用点尚有待进一步发展。这为我国建设领域信息技术应用行业提供了创新空间和发展空间。

BIM技术正在吸收其他先进的科技成果，并在不断扩展自身的应用领域。这些都必将促进BIM技术在水利工程中的应用，对水利工程的建设、管理、运行、维护等产生积极影响。

［1］EASTMAN T，TEICHOLZ P，SACKS P，et a1.BIM Handbook：A Guide to Bui1ding Information Mode1ing for Owners，Managers，Designers，Engineers and Contractors［M］.New York：John W i1ey &Sons Inc，2011.

［2］郑华海，刘匀，李元齐.BIM技术研究与应用现状［J］.结构工程师，2015，31(04)：233-241.

［3］谢晓晨.论我国建筑业BIM应用现状和发展［J］.土木建筑工程信息技术，2014(06)：90-101.

［4］马智亮.追根溯源看BIM技术的应用价值和发展趋势［J］.施工技术，2015，44(06)：1-3.

［5］何关培.BIM和BIM相关软件［J］.土木建筑工程信息技术，2010(04)：110-117.

［6］杜书波.BIM技术标准研究—以BIM芬兰标准为例［J］.青岛理工大学学报，2012，33(01)：67-70.

［7］清华大学BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究［M］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［8］上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)［S］.

［9］何清华，杨德磊，郑弦.国外建筑信息模型应用理论与实践现状综述［J］.科技管理研究，2015(03)：136-141.

TU741.3

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1672-2469(2017)03-0013-02

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.007

2016-06-29

孙 斌(1983年—)，男，工程师。