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BIM与全过程工程咨询 ——杨吉清 1. BIM的起源及对IT的影响 BIM系统的概念基础可以追溯到1962年。Douglas C.Englebart在他的论文《扩张人类智慧》中将未来建筑师描述得不可思议。“建筑师接下来将开始输入一系列规范和数据--6英寸的平板楼板，12英寸的混凝土墙等等。当他完成时，这些场景将出现在屏幕上，结构已初具规模。他开始检查，调整，这些数据帮助形成更具细节的，内部相连的结构，代表了实际设计背后的成熟思考。” Englebart提出了基于对象的设计，参数化操作和关系数据库，这个梦想在几年后成为了现实。一大堆设计研究者有着极大的影响力，包括Herbert Simon, Nicholas Negroponte和开发GIS并行跟踪的IanMcHarg。Christopher Alexander的工作促成了基于对象编程的计算机科学家学派的形成，影响巨大。
2. 建筑业信息化体系与BIM 要建立对BIM完整的认知，需要先建立对建筑业信息化体系完整的认识。按照层次分解的角度，可以将建筑业信息化分解为社会资源、政府管理、行业服务、经营平台、管理系统、生产工具、数据资源七个层级。各个层级的信息化内容如下图所示。 图：建筑业信息化体系 关于BIM涵盖的范围，在国际上有“Little BIM（小BIM）”和“BIG BIM（大BIM）”之分，“小BIM”涵盖的范围在管理系统、生产工具、数据资源三个层级，“大BIM”涵盖的范围在上图七个层级。 图：信息化内容构成 从信息化内容的角度，我们还可以将信息化体系分解成资料、工具、管理、知识、资源、决策、经营七个板块，各个板块的内容如上图所示分别建立资料电子化、工具信息化、管理集成化、知识功能化、资源共享化、经营数据化的信息化系统。 3. BIM的目标及其技术原理 国外的专家开始提出BIM概念模型的初衷，就是希望在一个数据库化的模型上操作，得到平、立、剖和透视图，对该模型的一处进行修改，在所有反映该出的所有图纸都会得到自动地、立刻地更新，追求数据共享、互相衔接、数据在建筑全生命过程应用。但是经过几十年的发展，BIM的目标已经不再局限于此，同时它的技术原理的逻辑也更加精炼，就是系统集成。根据建筑业作业任务的阶段分割、专业分割特点，绘制了下图以表达BIM的技术原理——系统集成。 图：BIM技术原理 上图主要将BIM分解为模型、规则、数据、资源四个要素，然后表达了四个要素的系统集成逻辑关系。在系统上，将建筑业划分为整体模型、阶段模型、专业模型三个层次，比如设计阶段、施工阶段、运维阶段等阶段内的信息化内容都属于各阶段模型，比如建筑专业、结构专业、暖通专业、给排水专业、电气专业等专业内的信息化内容都属于各专业模型。专业模型在上图中单独做了一个分解，包含了专家知识、专业规则、专业数据、作业任务。 图：BIM核心技术构成（国际版） 国际上缺乏关于BIM技术原理论述的资料，但是在BIM核心技术构成上得到了体现，如上图所示，BIM技术核心构成由数据模型、信息框架、交付手册三者形成的三角支撑也体现了系统集成的逻辑关系。 图：BIM的目标 BIM的目标，总体来说，就是链接各要素形成更集成系统的关系，按照对信息化体系的层级划分，各个层面上的目标在上图中进行了描述。其中，再重点提一下专业应用层面BIM的目标，就是实现更高级的自动化。 图：BIM目标的实现路径 实现BIM的目标不可能一蹴而就，而是一个发展过程，可以用“瘦”、 “胖”、 “壮”、 “巧”、 “智”五个字来形容其目标达成路径。 4. BIM的技术手段及其能力 BIM的技术体系可以分解为：数据的结构系统化、资源的集成共享化、知识的沉淀功能化、交互的三维虚拟化、管理的协同平台化、经营的决策大数据化。
数据的结构系统化就是在数据之间建立系统性的联系。数据结构化给我们带来的价值有：
以往的信息化软件工具开发过程，考虑的更多的是软件内部数据的结构化，较少考虑与外部整体的数据结构化，导致了现在的“信息孤岛”现象。当然，“信息孤岛”现象，一方面是软件技术层面（数据结构化程度低，无法进行有效转换数据）造成的，还有一个原因，就是管理制度各自为政造成的。“信息孤岛”现象的解决办法，需要双管齐下，同时在软件技术层面与管理制度层面解决相应难题。 图：数据的结构系统化
与数据相比，信息资源这个概念要更丰富。文字、数值、图像、表格、声音、影像，都可以称为信息资源。信息集成的本质也是建立信息之间的联系，只是与数据的结构系统化相比，是一种更弱的弱联系。信息集成可以给我们带来的价值有：
图：资源的集成共享化
企业在生产、管理、经营等业务活动过程积累起来的知识，如果不被记录整理，不被总结提升，固化形成为企业甚至行业的知识数据库并进而固化到软件功能，那么这笔企业财富很容易因为人员的流动而丢失。新员工的培训与成长，如果不是建立在有效的企业知识数据库基础之上，周期会很长，企业为此付出的成本也会高昂。同时，相应的业务效率也难以产生量变到质变的爆发性提升。 笔者在日本工作期间，通过企业的OA系统，可以快速查阅到企业从诞生之初的所有会议信息、周工作报告、技术信息，为笔者快速了解企业发展状况、各款产品的开发历程、有效利用企业开发资源提供了巨大帮助。使得笔者得以快速融入企业的业务活动。不像笔者在其它信息化程度低的企业，工作很长时间了，依然无法窥探企业全貌、无法了解如何寻找相关工作资源提高工作效率、无法自主的与其它员工建立很好的协同作业关系。 图：知识的沉淀功能化
三维可视化虚拟空间环境下作业，给我们带来的价值有：降低空间想象能力、视觉更加直观、与人沟通起来更加通畅、空间几何的自动计算帮助我们找出设计错误等。
图：交互的三维虚拟化
实现管理的协同一体化是管理的常识。但是由于软件工具的落后（二维模式无法有效集成信息）、建筑业专业的割裂、建筑项目周期各个阶段之间的割裂，所以真正意义上的业务管理协同由于缺乏有效的数据支撑与技术支撑，一直都没有在建筑行业实现。 BIM为建筑业的业务协同提供了数据支持与技术支持。为业务之间的衔接提供了必要且充分的数据，同时提供了模型空间集成技术、时序集成技术、信息集成技术等技术支持。
图：管理的协同平台化
项目经理任承包制与“挂靠”，是建筑业高速发展期，行业管理采取资质限制手段，同时也是行业缺乏足够强大的技术管控手段大背景下，企业为了快速发展，不得不把项目管理人才放出去，依赖各个项目经理人个人能力来争夺市场份额。有能力的管理人才由于缺乏相关必要的资质，也无法脱离企业总部而独立。 但是不管是企业，还是项目经理，项目做多做大了，都要面临集约化经营的管理困境。如何集中有限的资源做好更多的业务，是集约化经营的核心课题。集约化经营，需要有数据支撑和技术工具支撑。在充分、准确的数据基础之上，相关集约化管理技术才能发挥威力。这就是BIM技术在经营集约化方面的价值所在：决策基于大数据。 BIM项目本身过程中会积累大量庞大的数据，企业基于BIM模式多个项目下来，积累的数据会更为庞大。根据项目积累的大数据、企业内部积累的大数据、行业提供的大数据指标进行相关决策，可以使得决策行为有数据参考，提高决策精准度。
图：经营的决策大数据化 5. BIM的价值及其发展路线
图：BIM的价值 BIM的价值在于自动化，只有实现自动化，才能提高人、机、材等资源的利用效率。不能提升自动化程度的信息化技术对于业务技术人员来说都是无用的。对于自动化的理解，抽象的角度无非就是三点：
人类脑力劳动的自动化属于信息化的范畴，人类体力劳动的自动化属于工业化的范畴，流程控制系统的自动化分为两类，生产层面对物的控制系统和管理层面对人的控制系统。所以BIM的本质，也可以理解为工业化往智能升级、信息化往集成升级、管理往现代化管理制度升级三者的融合，就是目前行业的热点“两化融合”（信息化与工业化的融合）的升级版本——三化融合，增加了管理现代化。 自动化的具体体现，根据不同作业场景、作业对象发散开来，可以罗列出很多的自动化案例。如下：
其它，自动出量、自动出图、自动标注、净高检查、材料计划、下料、预制加工工业化生产、激光扫描辅助测量定位，等等，都是自动化的案例。
图：信息化发展路线 信息化的发展路线，需要经历计量化、电子化、语义化、规则化、关联化、集成化、自动化、模式化、系统化、混沌化十个发展阶段。BIM处于第六个阶段“集成化”。但是在我国，前面的计量化、电子化、语义化、规则化、关联化等方面的工作还很欠缺，有大量的功课需要去补，这也是为什么BIM技术目前的发展步履维艰的原因，基础工作太薄弱。同时，明白了BIM在信息化发展路线中所处的位置，有助于我们看清未来和历史，知道该补什么、该干什么、该往哪个方向走。 6. BIM技术能不能驱动变革
图：变革驱动关系 BIM技术能不能驱动变革？如果仅仅是依靠技术驱动，显然是不够的，这也是为什么行业目前对BIM技术质疑的原因之一，宣传过度、基础工作薄弱都是因素，但是最大的因素是BIM技术是一个行业系统工程，必须从多个方面发力才能驱动这场行业系统再造的工程。 7. BIM大体系与如何认识它
图：BIM大体系 BIM是一个大体系，涵盖了理论、方法、功能、工具、业务、协同、经营，每一个层面都需要相应的专家群体去进行研究。那么有没有一个更简洁的办法来认识它呢？下图，是从不同工作岗位级别的角度对如何认识BIM做了一个概括。
图：如何认识BIM 8. 世界主流的BIM技术路线 根据笔者多年的研究，当今世界存在着四条BIM技术路线，分别为：
这四条路线分别代表英美文化、欧洲文化、日本文化、中国文化，用军事术语表达就是统一编制集团军（英美国军队特征）、混合编制联邦集团军（欧洲军队特征）、藩国军队联盟（明治维新前古代日本军队特征）、泛混成军团“尖刀军 常规部队 广大民兵”（解放战争时期中国共产党部队特征）。
9. BIM技术发展现状矩阵表 (一) 勘察 BIM 略... (二)设计 BIM 略... (三)预制 BIM 略... (四)施工 BIM 略... (五)运维 BIM 略... (六)全生命周期 BIM 略... (七)社会 BIM 略... 10. BIM在全过程工程管理中的能力 BIM技术在全过程工程管理中的应用可加快设计进度、缩短项目工期、减少或节约成本支出、提高设计质量与施工质量提升对建筑项目的品质控制能力、可以为后期建筑运维管理创建完整的建筑大数据、可以提升精细化项目管理能力。 BIM技术在全过程工程管理中主要体现四个方面的能力：
11. BIM在全过程工程管理中的意义 BIM技术可以为全过程工程管理提供技术支撑、数据支撑、平台支撑实现以下目的：
12. 全过程工程咨询管理BIM的发展战略 根据笔者多年的研究，针对全过程工程管理咨询服务企业制定了BIM发展战略规划方案——天龙八部。供企业在策划全过程工程管理BIM发展战略规划过程中参考。（注：该方法论同时适用于任何集团级BIM发展规划，并可结合企业规模进行裁剪后亦可适用于中小企业BIM的发展规划）
第一阶段，调研策划：转变思维、树立方向（树立新思维） 管理层进行理论、理念的学习，同时考察行业代表性企业，明确企业现状与发展需求，制定发展目标，策划发展方案。（新思维） 第二阶段，实践推广：积累体验、推广经验（获取新体验） 抽调经营、管理与生产各层次年轻、学习能力强、学习欲望强、时间充裕的技术及管理人员组建BIM小组，学习吸收行业当前成熟的BIM技术、应用及管理制度，掌握一定软件操作技能，并应用于试点的实际工程项目。在试点项目后期，把实践期积累起来的经验与知识进行整理及提炼，在企业内部进行培训推广。（新体验） 第三阶段，市场开拓：BIM助力、获取项目（开拓新市场） 根据“十三五”规划（2016－2020年），未来五年，全国各地都将开展大面积的城市地下空间、地下综合管廊、海绵城市和智慧城市的建设，同时，经过多年的发展与推广，BIM技术在民用建筑领域的应用价值已经得到了社会广泛的认可。住建部于2015年7月1日发布《推进建筑信息模型指导意见》指出，到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术一体化进程应用。 目前形势下，城市地下空间、地下综合管廊、海绵城市、智慧城市方面的公共工程已经对BIM技术的应用提出需求和要求，经过前期BIM技术与应用经验的积累，BIM技术可以助力企业获取更多全过程工程管理业务项目。（新市场） 第四阶段，业务延伸：BIM助力、挖掘价值（创造新业务） 全过程工程项目管理单位最有条件获取项目完整的设计、施工、材料、设备等方面的资料，如果有意识的将项目相关信息、数据集成管理起来，在后续的市政工程公共基础设施管理、运营、维护、翻新工程中，就可以建立竞争壁垒。如何开发建筑设施信息化运维业务（新业务），可以成为企业的新业务增长点，同时建立并强化建筑设施信息化运维解决方案的能力，也有助于获取更多项目的全过程工程管理业务。BIM技术是必不可缺的技术武器。（新业务） 第五阶段，体系完善：系统研究、完善体系（形成新体系） 结合试点项目实践期暴露出来的BIM技术的不成熟、与企业具体业务及管理机制的不匹配、来自各参建单位现场一线提出的新型BIM应用需求等问题，同时针对试点项目实践过程发现的问题，优化架构更完整的、更灵活的、更符合建设工程项目实际的BIM项目管理实施体系。（新管理） 第六阶段，平台打造：建设平台、夯实基础（打造新平台） 随着企业运用BIM技术能力的提升，需要采购或定制开发企业级BIM应用项目管理平台（新平台）提升项目管理能力，这也是打造企业技术实力与管理实力品牌的需要。企业级BIM应用项目管理平台，也将为企业在全过程工程管理品牌方面加分。（新平台） 第七阶段，管理优化：制定制度、优化组织（建立新管理） 结合企业生产、管理、经营上的具体问题，结合BIM技术的特征，开展工作方式、管理模式，甚至商业模式方面的创新改革工作。同时，建立BIM实施细则、BIM项目管理标准、优化企业组织架构及管理模式。（新管理） 第八阶段，模式创新：合纵连横、协同创新（塑造新模式） 在掌握了必要的BIM技术、进行了必要的管理方式改革等基础上，开展设计、预制、施工一体化模式研究与实践工作，创建、联合或者整合相关设计院、加工厂、专业施工单位、新型建筑科技企业等资源开展新模式下的企业协同，最大化体现全过程工程项目管理的价值。（新模式） 以上八个阶段，可以是并行推进的关系。但是整体上来说，只有在前面几个阶段工作做扎实的基础上，后面的工作才会有一个良好的基础。
参考文献： （无） 作者简介： |
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