推動(dòng)新技術(shù) 創(chuàng)造行業(yè)新業(yè)態(tài)

文｜本刊記者 王景

目前，全球有70億人口，到2035年會(huì)達(dá)到90億，目前的城市人口占比為50%，但是到2035年這個(gè)比例會(huì)達(dá)到67%，分布在全球600多個(gè)大城市里面，這就意味著工程建設(shè)行業(yè)未來(lái)還會(huì)有長(zhǎng)期的建筑施工的需求。

更綠色、更智能的建筑

中國(guó)經(jīng)濟(jì)充滿了活力，其中中國(guó)經(jīng)濟(jì)體10%以上的GDP增長(zhǎng)都來(lái)自工程建設(shè)行業(yè)。對(duì)于中國(guó)工程建設(shè)行業(yè)而言，技術(shù)方面的任何一點(diǎn)進(jìn)步都會(huì)對(duì)整個(gè)行業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率以及質(zhì)量帶來(lái)提升，同時(shí)也會(huì)對(duì)整體經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的影響。從這一程度上來(lái)看，可以說(shuō)BIM是一個(gè)工具也是一個(gè)流程，它不僅涉及到企業(yè)的營(yíng)利，而且還涉及到智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑與人、建筑與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系將要求更加和諧，對(duì)生態(tài)環(huán)境和資源的治理與保護(hù)也更加迫切，傳統(tǒng)的建筑將向綠色建筑轉(zhuǎn)變。科技的進(jìn)步，使人們對(duì)于建筑的要求也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)建筑提供的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展和工作與生活的要求。人們進(jìn)一步要求建筑向“智能化”的方向發(fā)展，即智能的建筑。

建筑在滿足節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保的同時(shí)，還需要進(jìn)一步滿足人們?cè)诮ㄖ袑?duì)生理和心理上的需求，滿足人們對(duì)建筑的使用舒適和居住品質(zhì)的追求。我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于向低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型時(shí)期，發(fā)展綠色、智能和宜居的建筑，意味著減少“傳統(tǒng)建筑”的比例，減少高能耗、高成本、高碳排放建筑的比例，減少建筑活動(dòng)造成的污染，降低建筑能耗與溫室氣體排放。

同時(shí)，工程建設(shè)行業(yè)要走出一條具有核心競(jìng)爭(zhēng)力，資源集約、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展之路，必將促進(jìn)建造過(guò)程向著綠色、智能、精益和集約的方向轉(zhuǎn)變。在工程施工過(guò)程中兼顧對(duì)環(huán)境的保護(hù)和影響，實(shí)現(xiàn)綠色施工。在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過(guò)科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，最大限度地節(jié)約資源并減少對(duì)環(huán)境負(fù)面影響的施工活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)（“四節(jié)一環(huán)?！保??？梢哉f(shuō)，綠色施工是可持續(xù)發(fā)展思想在工程施工中的應(yīng)用體現(xiàn)，是推動(dòng)施工行業(yè)向資源節(jié)約和節(jié)能減排的目標(biāo)發(fā)展的重要舉措。

工程建設(shè)行業(yè)需要充分利用信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備、數(shù)字化加工等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步保證施工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件、控制工程成本、落實(shí)環(huán)境保護(hù)。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建造過(guò)程的全面感知、互通互聯(lián)、智能處理和協(xié)同工作。

BIM不是一個(gè)消除管理問(wèn)題的解決方案，單靠BIM不能消除項(xiàng)目中存在的問(wèn)題，它不是二維模型出圖的解決方案，也不僅僅是三維建模的可視化方案。它是在三維、四維甚至五維的層面上建模，可以提供仿真和虛擬設(shè)計(jì)的能力，提供數(shù)字化模型，讓它和數(shù)據(jù)結(jié)合在一起。

技術(shù)支撐行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

工程建設(shè)行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、參建各方眾多、投資周期長(zhǎng)、不確定性和風(fēng)險(xiǎn)程度高，更加需要和強(qiáng)調(diào)資源的整合與業(yè)務(wù)的協(xié)同。從BIM的內(nèi)涵來(lái)看，BIM 是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。一個(gè)完善的信息模型，能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過(guò)程和資源，是對(duì)工程對(duì)象的完整描述，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。因此，BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣必將為工程建設(shè)行業(yè)科技創(chuàng)新和生產(chǎn)力的提高提供很好的手段。為了更好地促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)BIM技術(shù)的應(yīng)用，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確指出：加快推廣BIM、協(xié)同技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、4D項(xiàng)目管理等技術(shù)在勘察設(shè)計(jì)、施工和工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用，改進(jìn)傳統(tǒng)的生產(chǎn)與管理模式，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。

BIM應(yīng)用可以促進(jìn)項(xiàng)目管理水平提升和生產(chǎn)效率的提高。BIM所具有可視化、數(shù)量化和數(shù)字化的特性，對(duì)項(xiàng)目管理從溝通、協(xié)作、預(yù)控等方面得到了極大的加強(qiáng)。方便各方人員基于統(tǒng)一的BIM模型進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)與協(xié)同工作。利用BIM技術(shù)可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，有力地保證執(zhí)行過(guò)程中造價(jià)的快速確定、控制設(shè)計(jì)變更，減少返工，降低成本，并能大大降低設(shè)計(jì)、招標(biāo)與合同執(zhí)行的風(fēng)險(xiǎn)。

BIM應(yīng)用可以提升項(xiàng)目集成化交付的能力。BIM模型信息的完備性、關(guān)聯(lián)性和一致性使得項(xiàng)目各個(gè)階段、項(xiàng)目參建各方都有了統(tǒng)一的集成管理環(huán)境。隨著B(niǎo)IM建筑信息模型數(shù)據(jù)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維等各個(gè)階段不斷得到創(chuàng)建、整合與升級(jí)，為建筑全生命期各階段的工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全、材料和成本等業(yè)務(wù)的集成化管理提供了有利支撐。

BIM應(yīng)用可以為管理信息系統(tǒng)提供及時(shí)、有效和真實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。BIM 模型提供了一個(gè)貫穿項(xiàng)目始終的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)的集成與整合。能有效支撐管理信息系統(tǒng)的運(yùn)行與分析，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息化與企業(yè)管理信息化實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)合。

可以說(shuō)BIM技術(shù)是引領(lǐng)工程建設(shè)行業(yè)信息化走向更高層次的一種新技術(shù)，它的全面應(yīng)用將為工程建設(shè)行業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生無(wú)可估量的影響，大大提高建筑工程的集成化程度。同時(shí)，也為工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)巨大的效益，使規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率顯著提高，降低成本，減少返工，減少浪費(fèi)，促進(jìn)了項(xiàng)目的精益管理，加快了行業(yè)的發(fā)展步伐。

歐特克公司全球工程建設(shè)業(yè)行業(yè)拓展總監(jiān)Uwe Wassermann舉例道：“實(shí)際上，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行協(xié)同非常難以管理，如果不利用BIM，需要進(jìn)行數(shù)字的記錄，文檔的管理等等；但使用了BIM之后，就可以把幾何學(xué)充分的利用起來(lái)，在模型平臺(tái)上讓所有參與方都可以相互關(guān)聯(lián)，能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行協(xié)同和溝通，也帶來(lái)了仿真的能力，這其實(shí)就是BIM的真正價(jià)值所在?！?/p>

BIM的具體應(yīng)用和投資回報(bào)

縱觀全球，越來(lái)越多的國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了BIM的相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)是全球第一個(gè)出臺(tái)BIM標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家；英國(guó)也早在四年前就開(kāi)始BIM的應(yīng)用推廣，英國(guó)政府還出臺(tái)了一個(gè)為期四年的戰(zhàn)略來(lái)加強(qiáng)BIM的應(yīng)用，以期加強(qiáng)整個(gè)行業(yè)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工作效率。歐洲議會(huì)也在今年1月公布了一個(gè)公共指令，要求工程項(xiàng)目必須要使用BIM，建議28個(gè)歐盟成員國(guó)也要出臺(tái)相關(guān)的指令和規(guī)范，到2016年之前這些成員國(guó)都要制定相關(guān)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。

英國(guó)對(duì)應(yīng)用BIM的投資回報(bào)進(jìn)行了具體的估算，數(shù)據(jù)顯示66%的項(xiàng)目都能夠準(zhǔn)時(shí)按預(yù)算完成，而2010年這一比例只有33%，這表明應(yīng)用BIM使企業(yè)的效率得到了大幅度改善；在成本方面，應(yīng)用BIM較之前沒(méi)有應(yīng)用BIM時(shí)削減了33%。以一個(gè)中學(xué)項(xiàng)目為例，應(yīng)用BIM在建筑成本上節(jié)省了40%，以前要花24萬(wàn)英鎊，現(xiàn)在只要10萬(wàn)英鎊就可以把學(xué)校修建好，而且交付時(shí)間更短。英國(guó)政府最近公布，過(guò)去一年通過(guò)BIM的使用，重大項(xiàng)目的成本節(jié)省了17億英鎊，包括項(xiàng)目成本的節(jié)省和工期的縮短。

盡管BIM為工程建設(shè)行業(yè)帶來(lái)了諸多收益，但全球工程建設(shè)行業(yè)在IT方面的投資情況只占1.2%，相較于制造行業(yè)的份額要少得多。這也意味著工程建設(shè)行業(yè)需要更加了解到IT投資的重要性?！吨袊?guó)BIM應(yīng)用價(jià)值研究報(bào)告》針對(duì)企業(yè)在BIM方面的投資進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，2012企業(yè)在BIM方面的投資是16億美元，而到2020年時(shí)企業(yè)在BIM方面的投資會(huì)達(dá)到60億美元。其中的增長(zhǎng)一部分是來(lái)自于工程建設(shè)行業(yè)，總規(guī)模達(dá)到7萬(wàn)多億美元，到2020年甚至?xí)_(dá)到11.5萬(wàn)億美元，其中有一部分會(huì)用在軟件和硬件的升級(jí)上面。

技術(shù)貫穿于我們生產(chǎn)、生活的各個(gè)角落，技術(shù)的創(chuàng)新是具有一種“破壞性”的力量，它變革了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工，但不可否認(rèn)，技術(shù)的創(chuàng)新提升了效率，并通過(guò)數(shù)據(jù)化或者模型來(lái)推動(dòng)設(shè)計(jì)和施工發(fā)展過(guò)程。

對(duì)工程建設(shè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)起到了極大的變革作用，在數(shù)字化或者虛擬世界和物理世界之間的關(guān)聯(lián)的建立當(dāng)下，利用新技術(shù)能夠滿足工程建設(shè)行業(yè)的需求。Uwe Wassermann具體說(shuō)到：“在數(shù)字化和實(shí)物之間的互通方面，建筑的元素會(huì)產(chǎn)生很多數(shù)據(jù)流，我們?nèi)绻シ治龅脑?，就?huì)看到一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)或者是一個(gè)互聯(lián)互通時(shí)代的到來(lái)。無(wú)論何時(shí)何地，建筑都能夠得到展示；物與物之間的聯(lián)系也將更加緊密，這些都會(huì)對(duì)建筑本身產(chǎn)生影響。”

BIM應(yīng)用進(jìn)入到下一階段，將是“互聯(lián)互通大BIM”，比如我們可以把一些數(shù)據(jù)流導(dǎo)入到BIM中進(jìn)行一些模擬，這樣無(wú)論是對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃，還是對(duì)建筑的空氣流等環(huán)境因素進(jìn)行分析，都可以有一個(gè)直觀的展示，并進(jìn)行有針對(duì)性的定制化，可以通過(guò)計(jì)算、分析，形成一個(gè)非常精確的建筑結(jié)構(gòu)。除此之外，利用云計(jì)算上載一些數(shù)據(jù)到模型中，再把這個(gè)模型所得出的信息應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)施工當(dāng)中，同時(shí)還可以將現(xiàn)場(chǎng)的一些情況反饋到模型當(dāng)中，使施工階段更具有互動(dòng)性。

Uwe Wassermann總結(jié)到：“BIM是一個(gè)動(dòng)詞，需要我們真正的通過(guò)自己的行動(dòng)來(lái)把它利用起來(lái)，它提供了一種流程，也是一個(gè)戰(zhàn)略，所以我們知道BIM是有一個(gè)生命周期的，它不僅僅是限于某一個(gè)學(xué)科，或者建筑過(guò)程中的某一個(gè)階段，它把所有的這些點(diǎn)都結(jié)合在一起，確保把信息和技術(shù)從一個(gè)結(jié)點(diǎn)輸送到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。”

數(shù)字世界和真實(shí)世界正在日益融合在一起，業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、建筑施工企業(yè)的角色也在不斷轉(zhuǎn)變。設(shè)計(jì)單位不只做設(shè)計(jì)，施工企業(yè)不只是做工程，它們將不斷的相互協(xié)作，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)共享彼此的信息，從而使得項(xiàng)目的工期越來(lái)越短，工作效率越來(lái)越高，每一個(gè)人也都將在這個(gè)平臺(tái)中發(fā)揮各自的作用，進(jìn)而推動(dòng)流程的全面優(yōu)化。