第三章 BIM 应用现状分析
3.1 BIM 的应用现状以及存在的问题
3.1.1 建筑业现状
改革开放以来，我国的经济发展速度很快，快速发展的经济也带动了各行各业的发展，尤其是建筑行业，我国正处于发展阶段，基础设施建设任务比较重，这对于建筑行业的发展而言无疑是一个比较好的机遇。而我国近年来建筑行业的发展也紧紧抓住了这次机遇，无论是在设计施工技术方面还是在建筑工程管理方面都有了很大的进步和提高。甚至有人说，现阶段我国的建筑行业已经进入了发展的高潮期。
虽然，建筑行业的发展取得了良好的成果，但一些客观事实我们也不应该忽略，即我国建筑行业发展速度是比较迅猛，但发展的方式仍是粗放型的，这是我国建筑行业发展过程中一直存在的一个问题，至今也没有很好的解决方案[27],这种粗放式的发展方式使得建筑行业的能耗不断增加，工作效率却不断下降，这与我国实行的可持续发展政策严重不符。根据相关的调查显示，在我国现有的建筑中，高能耗建筑占总数的 90%以上，这与现代建筑业所提出的低能耗目标相悖。
因为建筑行业造成的能源消耗占我国社会总能源消耗的三分之一左右。相比于发达国家而言，我国建筑行业单位面积采暖能耗、单位面积的钢材消耗以及每立方米混泥土消耗水泥量等指标都要远远高于发达国家，单位面积采暖能耗是同纬度地区发达国家的 2 到 3 倍。
分析我国建筑行业能消耗量要远远高于发达国家的原因不难发现，造成上述结果的原因主要有两个方面；第一个方面就是我国的管理理念发展要远远落后于西方国家。我国从上世纪 80 年代才将工程管理概念引入国内，至今发展不过 30年的时间，更多的理论是借鉴西方先进管理经验，没有自己的管理理论系统[28],西方国家最早从 19 世纪就开始进行管理方面的研究，无论是在理论研究还是实践方面都要比我国发展的更加完善，管理这一概念已经深入人心，并且人们对管理的效用也比较信任，我国则不同，由于在早期没有相应的理论支撑，很多人在进行管理工作时都没有可以参照的理论系统，更多的是凭借经验，这种经验主义对我国建筑行业的影响很深，至今很多人在从事建筑工程管理的工作时还乐忠于依靠自己的经验，不信服管理对于建筑工程项目的重要作用。这就使得我国建筑行业的管理趋于粗放式；第二个方面就是我国建筑信息化水平还比较低。21 世纪是信息化飞速发展的一个时期，同时也是信息化大展拳脚的一个时期，在这一阶段，信息化将被广泛的应用于各行各业。建筑行业的信息化水平随着我国科学技术水平的提高已经有了很大的进步，但与西方国家相比，我国建筑行业整体的信息化水平还是处于较低的水平，难以满足现代社会发展的需求。根据调查显示，建筑行业中的施工单位真正利用计算机基础型的信息化手段进行项目管理的不到十分之一，更不要说更加先进的信息化管理手段。
BIM 技术是一种以计算机技术和三维数字技术为基础的信息处理和信息跟踪手段，将其应用于建筑工程管理过程中，能有效改变建筑业粗放型管理的现状，真正实现低碳、绿色建筑的目标。
3.1.2 BIM 技术在美国应用的现状分析
美国是最早提出 BIM 技术概念的国家，同时也是将 BIM 技术应用地最为成功的国家。虽然，亚洲的一些发达国家和地区，如新加坡、日本和中国香港地区等，在 BIM 技术发展和应用方面也比较成功，但相比于美国而言，这些国家和地区在BIM 技术的应用上还有很大的差距。因此，进行 BIM 技术在美国应用现状的研究，能比较全面的了解美国 BIM 技术发展的情况，及时发现我国在 BIM 技术应用方面和先进国家存在的差距，借鉴人家的成功经验，同时吸取美国在 BIM 技术应用过程中的教训，并为我国 BIM 技术的发展树立目标。
美国在上世纪 70 年代就开始进行 BIM 技术的研究，最早提出的名称是建筑描述系统，即 BIM 技术的雏形。在 2002 年，BIM 这一名词才真正出现，是由美国的 Autodesk 公司提出的。从上世纪 70 年代至今已经发展 40 多年，BIM 技术在美国获得了大众的认可，很多建筑企业都使用 BIM 技术，同时美国政府也对此大力支持，不仅颁布了一系列的使用 BIM 技术标准、指南、手册，还引导建筑企业建立 BIM 协会。美国政府机构推广 BIM 技术的方法值得我国学习和借鉴。美国的计算机技术发展也比较早，同时也是处于世界领先地位，计算机技术的发展和应用使得美国很多行业都获得了飞速的发展，但建筑行业却是个例外。计算机技术的应用并没有使建筑工程规划设计和施工技术出现太大的变化。但计算机技术的发展带动了信息化的发展，美国建筑行业在信息化应用方面可谓已经达到比较成熟的阶段，能将很多的理论研究成果转化为生产力，从而使得建筑行业的发展出现根本性的变化。
美国总务管理局为了提高建筑行业的生产效率，在全国建筑行业中大力推广信息化手段，而 BIM 技术正是其中的代表。为了使 BIM 技术能更加规范化的应用于建筑行业中，美国总务管理局制定了一系列的计划、标准[30].而事实已经证明，这一决策的正确性。
3.1.3 BIM 技术在中国应用的现状分析
在中国，建筑行业是一个庞大的组织，其中包括各种类型和各种规模的建筑企业。BIM 技术在中国建筑业的应用还处于起步阶段，我国一些项目使用了 BIM技术，但大部分都是比较大型的建筑工程项目，有政府的支持和技术支持，如上海世博会、奥运村空间规划等，BIM 技术在这些项目上的应用也取得了很好的结果。但对于其它建筑企业而言，BIM 技术还属于比较新鲜的一种技术手段，在建筑业中应用的并不广泛，还有很大的发展前景。BIM 从技术上来讲并不涉及到什么高难技术，但如果要在一个行业中推广[31],还需要得到业内人士的认可，关键的是要将这种全生命周期的信息化管理理论融入到设计师的理念中，这还需要一定的时间。BIM 技术对于行业标准化和规范化水平的要求比较高，但中国建筑业目前存在的一个大问题就是行业不规范，这与现在的社会发展有很大关系，在这种情况下想要在建筑业中推广 BIM 技术是难以实现的。
但是，随着国际间交流的不断深入，BIM 理念已经开始出现在建筑行业中，并被行业中一些思想较为活跃的人士所接受，并付诸于实践。现在很多国内着名的建筑设计团队都成立了相应的 BIM 技术小组，而北上广深等一线城市也有专业的 BIM 技术咨询公司和培训机构。此外，在建筑工程管理的各个阶段也都有应用BIM 技术的案例出现，实现了从无到有的突破[32].
BIM 技术应用的范围比较广，类型也比较多，诸如 BIM 建模、管线设计等，但其中 BIM 设计是应用最为成熟的一种技术，也是诸多 BIM 应用类型的基础。但我国很多建筑单位在使用这种技术时都停留在表面层次上，甚至有些单位就是为了噱头，根本没有掌握 BIM 技术，对 BIM 的应用能力构成没有实际理解，从而使得我国在建筑方面对 BIM 技术的应用比较落后。
目前中国建筑市场主要在做 BIM 的企业能力对比如下：国家已经意识到 BIM 对于建筑信息化发展的重要性，这种观点存在是具有一定必然性的。首先，我国建筑量巨大这是一个客观的事实，这一事实的存在使得我国建筑行业需要大量的信息传递，而这又必将导致信息传递错误出现概率的升高，从而给建筑行业带来严重的损失，而 BIM 技术能有效整合信息，减少或避免信息传递过程中出现错误，是解决这一问题的有效手段。其次，我国倡导建筑节能，这是从社会经济可持续发展的角度出发的，而 BIM 技术在建筑行业的应用正符合这一政策。最后，信息化时代的到来使得各国更加重视信息管理[33],而 BIM技术在建筑行业的应用能满足国家信息资源管理信息化的需求。
BIM 技术在建筑行业的应用具有如此大的益处，为何在我国实践的过程中却难以按照预期目标进行？这主要和下述原因有关。
1、二维设计方法相比于 BIM 三维设计而言虽然具有很多的缺陷，但这些缺陷的存在并没有对建筑工程管理过程造成无法忍受的影响，如二维图纸需要进行频繁地设计变更，但设计变更造成的延期和经济损失还在施工单位承受的范围内。此外，设计院的工作量比较大，很难有时间进行 BIM 三维设计方法培训，进而也难以将这种技术转化为生产力；2、BIM 技术在建筑行业的应用需要有相应软件的支持，而我国本土软件公司在这一方面的研究有限，国外的软件又很难和我国的建筑行业实情相匹配，如果设计单位选用这种三维设计方法就需要自己开发软件[34],但是这样就会大大增加成本，一般的设计单位都不会选择这种方式；3、缺乏政府的主导，BIM 技术想要在建筑行业中广泛使用，单纯依靠某些企业的个人行为是不够的，需要政府牵头，打破原有的行业规则，重建一种新型的模式，这也是国外推广 BIM 技术的方法，但是我国政府并没有真正地介入；4、国内建筑行业中各个企业的实力情况大为不同，难以进行统一的协调管理，即难以强制性规定建筑行业必须使用 BIM 技术；5、BIM 技术在一些功能的实现还没有达到完全稳定的状态，使得人们难以对此给予相当的信任。
3.2 BIM 应用的风险及对策分析
虽然，上文结合我国的实际情况介绍了在建筑行业应用 BIM 技术的一些益处，但 BIM 技术在建筑工程管理中的应用还是存在一定的风险的。下将详细介绍BIM 技术的风险、BIM 技术面临的挑战以及 BIM 应用风险的对策分析等三个方面的内容。
3.2.1 BIM 技术的风险分析
1、就是因为机制和责任问题带来的风险。现阶段，我国还没有明确的关于BIM 技术应用的法律法规。BIM 技术在建筑工程管理过程中的应用不仅存在一定的技术风险，同时也会带来一定的管理风险。BIM 技术的在建筑设计方面的应用会使得原有的工作流程发生变化，这些变化必将会影响到某些人或某些部分的利益，而这些损失的利益又没有补偿的途径，自然会使得设计师对 BIM 技术产生抗拒情绪。在没有相应体制的保障下，强制性的在建筑工程管理方面推广 BIM 是没有意义的。此外，就是责任分配引发的风险[35].BIM 技术在建筑管理中的应用会牵涉到项目各个参与方，各个参与方如何进行责任分配、谁负责 BIM 技术建模、不同专业的划分标准是什么，这些问题的存在会使得 BIM 技术很难在现实中实施，因为责任分配没有明确的规定，项目参与方都以自身利益为出发点考虑问题就难以做到公平公正，更是增添了应用 BIM 技术的风险；2、就是因为二维技术和软件兼容性引发的风险。目前，我国大部分建筑工程项目都是以二维图纸形式进行设计成果展示，但 BIM 技术在二维图纸成图方面还存在一些问题，主要是对于一些细节的处理不够细致，这就使得 BIM 技术难以精准的表达二维图纸的内容，容易引发相应的应用风险。国家相关机构可以加大在这一方面的研究力度，要么改变使用二维图纸呈现设计成果的现状，发展出三维 BIM 专用模型呈现设计成果；要么在 BIM 技术软件成图方面下功夫，强化二维图档功能。此外，在建筑工程管理中应用 BIM 技术对软件的兼容性还有要求，如果项目各个参与方使用的是不同的 BIM 软件[36],最终设计的结果能否进行信息共享成为人们关注的问题，又或是不相同的两款软件信息共享后是否会出现错误，这就是由于软件不兼容引发的风险；3、就是由于时间和结果不确定引发的风险。我国建筑工程项目普遍面临工期短、任务重的问题。延期和误工对于建筑工程管理而言是十分严重的问题，会直接影响施工单位的经济效益。但由于 BIM 技术的应用还不成熟，在初次使用的过程中难免会遇到各种技术问题，这些问题的存在将会延误工期，使得建筑工程项目无法按时交付使用，这就是由于时间因素引发的 BIM 技术应用风险。此外，BIM 技术并不能直接应用于建筑工程项目管理中，在使用 BIM 技术之前，要对建筑企业的组织结构、人员安排、基础设施以及管理模式等方面进行较大调整以使其符合 BIM 技术应用的要求，但这些调整和改变需要进行一定的投资，而应用BIM 技术能给建筑企业带来的益处却难以在短时间内显现出来，是否能超过前期的投入成为一个疑问。在这种情况下，应用 BIM 技术会存在益处不确定的风险。
3.2.2 BIM 技术面临的挑战
1、第一个挑战就是进行 BIM 技术的全面培训比较困难。虽然，BIM 技术没有涉及到太过高深的知识，但相比于二维设计方法而言，BIM 技术本身还是具有很大的难度的，让一部分设计人员熟练掌握 BIM 技术还有可能，要想在建筑行业全面推广难度是非常大的。而且 BIM 技术是以构建模型为基础的，这对于设计师的数学水平要求较高，同时设计师还要掌握编程技术，这对于很多设计师而言都是难以短时间内完成的任务，自然就会使得 BIM 技术的难度系数增加[37].此外，BIM 技术不仅仅是将建筑设计方法由二维转变为三维，它还改变了建筑行业已有的建筑工程管理模式。原本各个专业的设计师只需要完成自己的设计任务即可，现在却变成多方共同参与，更要将平面的设计图纸变成三维立体的模型。这不仅需要改变已有的软硬件系统，同时也要改变设计师的思维方式和工作方式，这需要一个过渡阶段，不是一蹴而就的；2、第二个挑战就是现有的 BIM 技术支持难以满足 BIM 技术长远使用的需求。
一般情况下，BIM 软件开发公司只会为客户提供一段时间的技术支持和技术服务，一旦超过时间限制就不会再进行提供。在这种情况下，一般都需要对客户进行培训，使其能较快掌握 BIM 技术使用的方法以及遇到问题的解决方案，但这需要在合适的环境中进行。还有一种做法就是设计单位成立自己的 BIM 技术小组[38],由本单位内部员工负责提供技术支持。但这并非所有的设计单位都能采用这种方法，一般只有具有较强实力的单位才能使用。对于中小型设计单位而言技术支持问题将将会是他们应用 BIM 技术遇到的一个挑战；3、第三个挑战就是 BIM 软件种类比较多，建筑企业难以选择到合适的类型。
现阶段，市场上有很多 BIM 软件，单是 BIM 建模软件就有很多，与其相关软件的更是数不胜数，难免会使得企业挑花眼。但 BIM 软件的价格比较贵，相关的培训和前期投入又比较多，如果选用的 BIM 软件不适合企业，就会给企业带来很大的损失，这也使得很多企业举棋难定。此外，现有的 BIM 软件系统还不够完善，尤其对中国建筑企业而言，BIM 软件还存在很多问题。其中一个问题就是 BIM 软件和我国建筑企业的相容性。很多 BIM 软件都是由国外引进的，一些规则的使用与我国建筑行业的实情有很大的出入，难以满足中国建筑企业发展的需要；4、第四个挑战就是我国建筑设计单位难以挤入国际高端领域。不要说在国际市场上的竞争，在国内的竞争过程中，我国的建筑设计单位都很难脱颖而出。
我国现已完工的几个比较大型的建筑工程项目几乎都是出自国外设计事务所，如重庆歌剧院、首都机场 3 号航站楼等，没有中国设计单位的立足之地。在国际市场上的地位更是比较弱，难以在高端建筑设计领域拥有话语权[39].这也影响了BIM 技术在我国的建筑行业的推广。
3.2.3 BIM 应用风险的对策分析
虽然，目前 BIM 技术在中国建筑工程管理中的应用还存在很大风险，但却具有很大的发展潜力和良好的发展前景。随着中国城市化进程的不断推进，建筑业将会获得更大的发展空间，未来建筑行业必将向高质量、环保节能的方向发展，而 BIM 技术正是实现这一发展目标的有效途径，同时也符合信息化发展的要求。
鉴于目前 BIM 技术在我国建筑工程管理中的应用存在很多风险，本文提出下述应对 BIM 应用风险的对策。
1、充分发挥政府的主导作用。无论是从西方先进国家应用 BIM 技术的经验来看还是从我国应用 BIM 技术的实情来看，政府对于 BIM 技术在建筑工程管理中的推广具有重要作用。政府从政策上支持 BIM 技术将会大大提高 BIM 技术在我国建筑工程管理中推广的速度。而对于政府而言，在建筑工程管理中应用 BIM 技术也符合我国可持续发展的目标。此外，将 BIM 技术应用于我国的建筑工程管理中还需培养一批专业的人才，对于专业人才的认证需要由专业的机构来完成，因此就需要政府设立或扶持 BIM 资格认证机构[40].我国香港地区已经有类似的资格认证结构，这对于培养专业的 BIM 人才具有重要意义；2、建立 BIM 技术标准体系。BIM 技术在建筑工程管理中的应用贯穿于全生命周期，从设计阶段开始一直到运营维护阶段结束。在这一过程中需要建立不同的模型，如何使得这些模型能彼此兼容是人们关注的重点，这就需要国家牵头建立相应的标准体系，使得模型的构建符合规划化和标准化的要求。国外先进国家在建筑行业中推广 BIM 技术也是首先建立了 BIM 标准体系，如美国、日本、新加坡等国，由于有了标准体系使得 BIM 技术在他们这些国家的推广变得更容易。我国在建立 BIM 标准体系时应借鉴国外先进国家的经验，吸取他们的教训，少走弯路或避免走弯路；3、完善 BIM 软件支持。这需要从三个方面进行，首先要大力发展软件产品。
目前，建筑行业使用的软件主要是 CAD 软件[41,但随着信息化的不断发展，这种软件必将被代替，现有的 BIM 软件已经显现出足够多的优势，未来建筑行业软件的发展还会向更加多样化的方向发展。现在我们已经意识到软件对于建筑行业发展的重要性，应加大在相关方面的研究，提高我国在软件技术方面的竞争实力。
其次，是要将 BIM 软件进行本土化，并实现和其它软件的兼容。BIM 软件本土化就是结合我国建筑行业的实际情况进行 BIM 软件设计或修改，使其能满足我国建筑工程管理的需要。BIM 软件和其它软件的兼容性问题也是一个重要的研究课题[42],如果 BIM 软件不能和其它软件进行兼容将会影响 BIM 技术在我国的推广和发展。再次，完善 BIM 构件库平台。各个建筑构件的生产商参与到 BIM 系统中，在提供构件成品前就将相关的信息传输给设计师，这就会使得构件库变成一个数据容量庞大的数据库[43],免去设计师创建构件的麻烦；4、关注高端业主需求，抓住太阳能使用的机会。随着社会的发展，市场经济环境将变得越来越成熟，那时业主的需求将会直接影响建筑设计单位在市场上的竞争实力。而这也为在建筑工程管理中推广 BIM 技术提供了有利条件。业主的需求越来越高，传统的设计方式已经不能满足业主的要求，在这种情况下，BIM技术在建筑工程管理中的应用会变得更加合情合理。以高端业主的需求推动 BIM技术在建筑行业中的应用是一个比较有效的途径。此外，我国经济的发展使得能源消耗大幅度增加[44],高效利用太阳能能有效解决我国能源短缺的问题，而这也为 BIM 技术在建筑行业的推广起到了促进作用。
3.3 本章小结
本章分别从 BIM 在建筑业、美国、中国的应用现状进行了介绍，从而对 BIM技术的风险以及面临的挑战进行分析，总结了 BIM 应用风险的对策，为后续章节的研究提供了支持。
