淺談通過推動應(yīng)用工具與建模數(shù)據(jù)的分離促進(jìn)BIM協(xié)同生態(tài)的公共化整合

文｜廣州市恒合工程監(jiān)理有限公司重慶分公司 馬無韁

隨著技術(shù)的進(jìn)步，BIM已從傳統(tǒng)的“有信息的建筑模型”“有信息的建筑建?！卑l(fā)展為了“富含信息的建筑建?！?，并沿著“建筑信息管理”的道路向著“建筑信息的建?！背掷m(xù)演進(jìn)。然而現(xiàn)有的主流BIM平臺卻普遍默認(rèn)使用私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存儲BIM數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)圍繞自身打造封閉式的應(yīng)用生態(tài)。這種封閉式的應(yīng)用生態(tài)事實上將BIM的協(xié)同劃分為了若干個陣營，嚴(yán)重制約了BIM協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用與推廣。而欲打破協(xié)同生態(tài)封閉割據(jù)的格局、實現(xiàn)公共化的整合就必須要促成BIM應(yīng)用工具與模型數(shù)據(jù)的分離。

1 “開放”的謊言——BIM協(xié)同生態(tài)的現(xiàn)狀

1.1 封閉式的應(yīng)用生態(tài)

簡單的說封閉式的BIM應(yīng)用生態(tài)分為三層，如圖1所示。內(nèi)層，通過使用私有的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存儲用戶的BIM數(shù)據(jù)，從而將用戶牢牢地鎖定在這套生態(tài)體系之中；中層，則通過BIM平臺與私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的捆綁，迫使用戶必須使用指定的平臺或者其授權(quán)的工具才能使用存儲在私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)；外層，則通過應(yīng)用程序編程接口(API)向各種功能插件、第三方拓展應(yīng)用提供數(shù)據(jù)的使用服務(wù)，使得插件、第三方拓展應(yīng)用的開發(fā)者必須遵循對應(yīng)平臺的標(biāo)準(zhǔn)與要求。

圖1 封閉式的BIM應(yīng)用生態(tài)

由于BIM平臺與私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的高度捆綁，用戶在選擇數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的同時幾乎就等于選定了BIM平臺；而由于第三方插件和拓展應(yīng)用必須依賴于BIM平臺所提供的API才能訪問由私有數(shù)據(jù)格式存儲的數(shù)據(jù)，用戶欲使用其所提供的特定功能就必須先獲得其對應(yīng)平臺或者API的使用授權(quán)?？梢?，這種封閉式的應(yīng)用生態(tài)完全是BIM平臺開發(fā)商基于自身商業(yè)利益和商業(yè)模式而推行的一種由其自身所主導(dǎo)的應(yīng)用生態(tài)。其目的并非是源于對技術(shù)的追求或者行業(yè)的發(fā)展，而是通過私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、API將用戶與第三方開發(fā)者們牢牢地鎖定在以其BIM平臺產(chǎn)品為核心的BIM生態(tài)體系之中，通過售賣BIM軟件產(chǎn)品或者專利授權(quán)的方式謀取應(yīng)用生態(tài)中的壟斷性利潤。

1.2 畫餅式的交互美夢

自國際協(xié)同聯(lián)盟(IAI)推出第一個完整版本的工業(yè)基礎(chǔ)類(IFC)標(biāo)準(zhǔn)以來，幾乎所有的BIM平臺開發(fā)商們都宣稱其BIM產(chǎn)品可以通過IFC標(biāo)準(zhǔn)文件與其他公司的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。然而“交互”并不等于“交付”。用戶在使用交互標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息傳遞的過程中可能需要進(jìn)行兩次甚至更多的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。幾乎沒有廠商——無論是歐特克、圖軟(Graphisot)、達(dá)索(Dassault Systemes)，還是魯班、斯維爾、廣聯(lián)達(dá)——能夠在這個過程中對信息的保真性做出承諾?？紤]到由于交互標(biāo)準(zhǔn)不完備以及各個開發(fā)商進(jìn)行“拓展定義”的差異，通過交互標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的信息傳遞，其保真性從技術(shù)上說也很難得到保證，如圖2所示。

盡管IFC標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)者BuildingSMART（原IAI）有著“打破信息孤島，促成用戶更好地使用不同軟件進(jìn)行協(xié)作”的初衷。奈何各BIM廠商首推的是自家的私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。IFC標(biāo)準(zhǔn)就猶如當(dāng)年Microsoft Office與金山WPS進(jìn)行文檔交互的RTF格式。

圖2 使用交互標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息傳遞的示意

圖3 BIM協(xié)同的生態(tài)循環(huán)

1.3 被蠶食的公共生態(tài)

在BIM的協(xié)同生態(tài)中，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、信息流轉(zhuǎn)、協(xié)同體驗共同構(gòu)成了一個生態(tài)循環(huán)，如圖3所示。基于共同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，信息在BIM協(xié)同的各方之間實現(xiàn)流轉(zhuǎn)；信息流轉(zhuǎn)的效率與可靠性又直接決定BIM協(xié)同環(huán)境下的用戶體驗；而BIM的協(xié)同體驗又將促成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的完善。這個生態(tài)循環(huán)既存在于公共數(shù)據(jù)環(huán)境下的BIM協(xié)同中，也同樣存在于私有數(shù)據(jù)環(huán)境下的BIM協(xié)同之中。

由于各BIM平臺的開發(fā)商通過私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)捆綁住了用戶的BIM數(shù)據(jù)，使得BIM的協(xié)同也成為了封閉式應(yīng)用生態(tài)一部分。由于不同生態(tài)中的信息交互困難，廣大的BIM用戶被迫“選擇陣營”，將原本封閉式生態(tài)之外的數(shù)據(jù)匯入生態(tài)之中。使得BIM協(xié)同的公共生態(tài)被諸多封閉式生態(tài)所蠶食，日漸式微；而封閉式的應(yīng)用生態(tài)卻日益成熟壯大。這也正是IFC之類的公共標(biāo)準(zhǔn)難以維持公共數(shù)據(jù)環(huán)境下BIM協(xié)同的真正原因。

2 “危險”的數(shù)據(jù)——企業(yè)所面臨的風(fēng)險

2.1 失控的商業(yè)秘密

在BIM的生態(tài)中，應(yīng)用工具以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)受《著作權(quán)法》的保護(hù)，部分信息（如3D設(shè)計模型、示意圖等）也同樣受《著作權(quán)法》的保護(hù)。而大量的工程信息和原始資料卻不在《著作權(quán)法》保護(hù)范圍之內(nèi)，其只能憑借《反不正當(dāng)競爭法》中對“商業(yè)秘密”的相關(guān)規(guī)定獲得一定程度上的保護(hù)。

然而在封閉式的應(yīng)用生態(tài)里，用戶的BIM數(shù)據(jù)實際上是存儲于基于私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)文件之中。用戶除了使用私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)擁有人指定或者授權(quán)的工具（如BIM平臺、兼容性工具、API等）之外，無法通過其他方式自由讀取、使用其中所保存的信息。這就猶如用戶將自身的商業(yè)秘密儲存在別人的保險柜中，一旦用戶不使用、不能使用或者對方無法提供、不愿提供相應(yīng)的服務(wù)，那么保險柜中的信息將可以永遠(yuǎn)也無法被取出。

2.2 不可靠的美國技術(shù)

2018年4月15日，美國商務(wù)部工業(yè)安全局簽發(fā)拒絕令，禁止美國公司向中興公司銷售任何商品、軟件和技術(shù)。這或許是許多當(dāng)代國人第一次直觀感受到美國“長臂管轄”的霸權(quán)。而后“貿(mào)易戰(zhàn)”的發(fā)展，則不得不讓各個行業(yè)警惕使用“美國技術(shù)”所存在的潛在風(fēng)險。

盡管目前還沒有國內(nèi)的建筑業(yè)企業(yè)被列入美國“出口管制實體清單”，但包括中國（上海）外經(jīng)集團(tuán)有限公司、北京城建安裝集團(tuán)在內(nèi)等多家國內(nèi)建筑業(yè)企業(yè)在伊朗等敏感國家或地區(qū)開展了業(yè)務(wù)。這些企業(yè)同樣存在可能遭受美國“長臂管轄”制裁的風(fēng)險。更為可怕的是，美國的“長臂管轄”具有傳染性。即某一單位遭受制裁，其試圖通過其他單位或者合作伙伴繞過制裁的行為可能將導(dǎo)致其利用的單位或者合作伙伴共同被美國當(dāng)局連帶制裁。

因此，我們必須注意到：包含微軟Windows系統(tǒng)、Autodesk、Revit等常用軟件在內(nèi)的凡是含有美國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)25%及以上的產(chǎn)品都存在因美國制裁而被斷供的風(fēng)險。這對于在伊朗、朝鮮、古巴、委內(nèi)瑞拉等敏感國家或地區(qū)已經(jīng)或者計劃開展業(yè)務(wù)的企業(yè)尤其應(yīng)該引起高度重視。

3 “分離”的道路——BIM協(xié)同生態(tài)公共化整合的措施

3.1 完善BIM公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

《建筑信息模型設(shè)計交付標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51301-2018）、《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51269-2017）等一系列BIM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始實施。但最為重要的《建筑工程信息模型存儲標(biāo)準(zhǔn)》卻仍未最終出爐。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是協(xié)同生態(tài)的基礎(chǔ)，關(guān)系著各BIM平臺開發(fā)商的核心商業(yè)利益，相信其出爐的過程不會一帆風(fēng)順。我國流式文檔標(biāo)準(zhǔn)“標(biāo)文通2.0”就因部分做為標(biāo)準(zhǔn)起草者的企業(yè)不愿意放棄標(biāo)準(zhǔn)壟斷的商業(yè)利益而難產(chǎn)。希望《建筑工程信息模型存儲標(biāo)準(zhǔn)》不要重蹈覆轍，能盡快發(fā)布實施。

隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，信息建模的外延范圍將不斷擴(kuò)大，跨行業(yè)的信息匯集應(yīng)用將日益頻繁。因此不能只將目光停留在行業(yè)內(nèi)，還應(yīng)該去關(guān)注和吸納其他行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如，鎮(zhèn)江市安監(jiān)站就已通過將BIM模型轉(zhuǎn)換為JSON文件用于基于B/S架構(gòu)的鎮(zhèn)江市房屋安全管理信息系統(tǒng)之中。而在需要再次進(jìn)行或者完善同類應(yīng)用時就完全可以考慮將《面向工程領(lǐng)域的共享信息模型》（GB/T36456）系列標(biāo)準(zhǔn)納入?yún)⒄盏姆秶?。而對于非傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域的公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（如衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、授時報文、天氣實況報文等）也應(yīng)進(jìn)行關(guān)注，以便于日后在進(jìn)行深入的自動化協(xié)同應(yīng)用時進(jìn)行使用。

任何技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相較于行業(yè)發(fā)展的最前沿都是滯后的。因此，既有公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不可避免地會無法涵蓋所有的數(shù)據(jù)應(yīng)用場景。對于這樣的情況我們應(yīng)該有充分的認(rèn)識和相應(yīng)的準(zhǔn)備。例如完全可以考慮在標(biāo)準(zhǔn)制中明確對于未定義數(shù)據(jù)的附加方式；另外也可以考慮允許在添加未定義數(shù)據(jù)的同時添加這些未定義數(shù)據(jù)的釋義說明。

3.2 鼓勵BIM的封閉式生態(tài)逐步開放

完善BIM公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)并不意味著完全取代私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。打破應(yīng)用工具與建模數(shù)據(jù)的捆綁不意味著對私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的拋棄。事實上，對于基于私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)而建立起的封閉式生態(tài)，應(yīng)該鼓勵其逐漸開放。而其開放的關(guān)鍵就在于促使私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的開放，使得第三方應(yīng)用工具能夠直接讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行應(yīng)用。

在這個過程中，必須承認(rèn)私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)私有的知識產(chǎn)權(quán)，生態(tài)的開放應(yīng)基于企業(yè)的自主決定，可以鼓勵，但不可以強(qiáng)迫。同樣，對于私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開放的方式，也應(yīng)尊重其著作權(quán)人的選擇。當(dāng)然，在尊重的同時，也可以提出一些建議。例如完全可以鼓勵相關(guān)的著作權(quán)人仿照開放設(shè)計聯(lián)盟(ODA)的做法成立“著作權(quán)聯(lián)盟”，其他方通過繳納會費或者著作權(quán)共享等方式加入聯(lián)盟從而獲得相關(guān)私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的使用權(quán)。中望CAD就是通過加入ODA的方式從而取得了對DWG文件的操作支持?；蛘咭部梢孕Х峦ㄐ判袠I(yè)做法，只要其著作權(quán)人承諾私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將遵循“公平、合理和不歧視”(FRAND)原則對外授權(quán)，那么就可以將該私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)列入BIM的公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)序列。

3.3 推動實施基于公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的BIM交付行為

在BIM協(xié)同的生態(tài)循環(huán)圖（圖3）中可以看到，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、信息流轉(zhuǎn)與協(xié)同體驗是循環(huán)推進(jìn)的過程。只有這個循環(huán)旋轉(zhuǎn)起來，BIM的協(xié)同生態(tài)才會得到改善與發(fā)展。要改善公共環(huán)境下的BIM協(xié)同生態(tài)就必須推動基于公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的信息流轉(zhuǎn)。

盡管在市場環(huán)境中，各方協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn)依賴于各協(xié)同方的自行協(xié)商。但是對于建筑行業(yè)而言，其協(xié)同行為并非是完全的市場行為，而是需要承擔(dān)一定的法定義務(wù)。例如施工設(shè)計文件需要進(jìn)行設(shè)計審查，工程竣工需要進(jìn)行工程檔案移交。在這些過程中強(qiáng)制使用統(tǒng)一的公共標(biāo)準(zhǔn)（行為標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)），不僅有利于實施高效的行業(yè)，也有利于基于此推動行業(yè)內(nèi)的各方在更大的范圍使用公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行協(xié)同。而在政府項目或者公用工程中，政府作為業(yè)主方完全可以推動完全基于公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的BIM協(xié)同應(yīng)用。

4 結(jié)語

現(xiàn)有主流BIM平臺普遍默認(rèn)使用私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存儲BIM數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)圍繞自身打造封閉式的應(yīng)用生態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)交互發(fā)生在不同的封閉式應(yīng)用生態(tài)之間時，信息保真性無法得到完全保證。使得BIM的協(xié)同環(huán)境被劃分為了若干個陣營，阻礙了行業(yè)中BIM協(xié)同應(yīng)用的發(fā)展。而在封閉式的應(yīng)用生態(tài)中，各企業(yè)對于自身商業(yè)秘密的保存、使用必須仰仗于相關(guān)平臺工具的授權(quán)。一旦喪失平臺工具的授權(quán)，相關(guān)的商業(yè)秘密就可能處于失控的狀態(tài)。而美國“長臂管轄”下制裁則進(jìn)一步加大了這種風(fēng)險，尤其是對于在敏感國家或地區(qū)已經(jīng)或者計劃開展業(yè)務(wù)的企業(yè)而言。

打破封閉式生態(tài)、實現(xiàn)BIM協(xié)同生態(tài)公共化整合的關(guān)鍵就是要促成BIM應(yīng)用工具與模型數(shù)據(jù)的分離。這一方面需要加快完善公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，從而創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。另一方面，需要鼓勵私有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開放、將封閉式的生態(tài)逐步打開，哪怕是有條件的開放。同時，推動實施基于公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的BIM交付行為，使得行業(yè)內(nèi)的各參與者更廣泛、更深入地使用公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行BIM協(xié)同。最終跨越既有的BIM陣營鴻溝，整合分離的BIM生態(tài)，引導(dǎo)BIM協(xié)同在公共化的環(huán)境中可持續(xù)發(fā)展。