基于5W2H视角的BIM应用研究

    【摘 要】 BIM技术的应用近年来一直是研究的重点，本文运用5W2H分析法探讨BIM技术的定义、应用BIM的原因、BIM应用的使用主体和责任主体、BIM应用的范围、BIM应用的时机、BIM的实施方式和BIM应用的成本与效益等问题，指出BIM应用中的不足，以期有利于BIM技术应用水平的提升。

    【关键词】 BIM技术 BIM应用 5W2H

    1.引言

    早在1975年，乔治亚理工大学的Chunk Eastman教授在其研究的课题“Building Description System”中就提出了“a computer-based description of a building”概念，这便是最早的建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）理念。我国BIM技术的研究起步较晚，2008年，中国建筑科学研究院等单位共同起草了工业基础类平台规范（GB/T25507—2010），将数据模型标准IFC（ISO/PAS 16739： 2005）转化为了国家标准，2009年，国家住宅工程中心开展关于BIM标准的研究，提出了中国建筑信息模型标准框架（ CBIMS），2016年和2017年国家住房城乡建设部陆续发布了《建筑信息模型应用统一标准》GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工应用标准》（GB/T51235-2017）。加上《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》提到，在“十三五”时期，我国将全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力。这便意味着BIM未来仍是建筑业信息化发展的核心技术和方法，关于BIM技术应用的研究未来来也会更加多元化。

    2. 5W2H分析法

    “5W2H分析法”是第二世界大战中美国陆军兵器修理部首创。发明者用5个以W开头的英文单词和2个以H开头的英文单词进行设问，其具体内容包括①What：内容是什么？具体是什么工作？②Why：为什么要这样做？理由何在？造成这样的结果是什么？③Who：由谁来负责、承担？完成谁的任务？为谁做？④When：什么时间做？什么时机最适宜？何时完成？⑤Where：在哪里做？从哪里入手？⑥How：如何完成？用什么方法？⑦How much：做到什么程度？数量、质量如何？成本效益如何等7个方面。

    3. BIM技术应用的5W2H分析

    3.1 What：BIM的定义

    明确BIM的定义，是顺利推进BIM技术的关键。BIM是一个设施（建设项目）的数字表达和可以分享的知识资源，内容既包括设施的物理信息也包括设施的功能信息，目的是为各种各样的决策提供一个可靠的基础，时间则是从设施的概念产生到拆除的整个生命周期。

    3.2 Why：应用BIM的原因

    从哲学的角度看，新事物是指符合事物发展的客观规律和前进趋势、具有强大生命力和远大前途的事物。BIM作为近年来建筑行业的新事物，可以从哲学上的两个角度来看其应用的原因，第一个角度是从建筑业发展的客观规律和前进趋势分析BIM应用的必然性，第二个角度是探寻BIM技术自身是否具有强大的生命力和远大的前途。从第一个角度来看，我国经济发展自2014年5月进入新常态，受宏观经济的影响，建筑行业产值虽每年仍呈递增趋势，但增长幅度却逐年下滑。造成建筑业当前困局的根本原因是建筑业割裂的行业结构、信息流失严重、注重建造成本而忽视其生命周期的价值。为了加强建筑行业间的联系、保留更多信息数据、进行建筑生命周期管理，BIM应运而生。从第二个角度看，BIM作为以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，在当今电子信息技术变化迅速、信息数量剧增的全球信息环境下，更适合时代的发展，拥有更加广阔的前景。

    3.3 Who：BIM应用的使用主体和责任主体

    3.3.1 使用主体

    由于BIM是为了实现信息共享，打通整个建筑产业链，故其使用主体包括业主、勘察、設计、施工、项目管理、监理、材料、设备等数十个参与方。但目前各参与方的状态却不容乐观。

    对主要的3个参与方：业主、设计、施工企业进行分析。业主因为政府方的积极推动对BIM很重视，然而绝大多数都没有一个清晰的思路运用BIM，因而也就舍不得在BIM上大规模投资;设计方得益于BIM的三维可视化，在碰撞检查、管线空间优化等方面可频繁地使用BIM模拟技术，减少设计错误，提高设计质量，是最有动力应用BIM技术的一方;理论上，对于施工企业，BIM技术是工程建设施工期间的重要环节，建立以BIM技术为中心的信息管理体系，不仅可以保证施工质量，BIM数据库更加精确快速的计算还能能够大大减少物资和劳动力的浪费，除此之外将BIM技术和施工方案的结合，可以在三维可视化和时间维度进行模拟施工，减少施工过程中的返工和质量问题等，BIM的应用对施工企业大有裨益。实际上，BIM在施工企业中的应用有很多难点，投入巨大，收益不直观等。

    3.3.2 责任主体

    BIM应用的责任主体，主要是与BIM数据相关的责任人，但国内在有关方面的研究很少，我国关于BIM的政策法律也不够成熟，导致法律责任界限不明确，相关责任主体很难确定。首先，BIM数据的所有权不明确，例如，业主雇佣设计团队设计项目，由于支付了设计费用，业主会认为自己拥有该设计的所有权，但如果设计团队使用的某些信息是个人专利，不愿被共享，问题就被复杂化了。若为了解决上述问题，根据项目参与者来制定相应的数据共享程度，则会出现公有数据风险问题。BIM中公有数据包括设计、施工以及运营维护等阶段的基本构件信息和基本属性信息，涉及的参与主体众多，由于数据公有的属性，那么公有数据的安全储存该由谁负责？公有数据若丢失该由谁负责？公有数据的不准确导致的损失又该由谁负责？这些问题都亟待研究与处理，相关政策法律也亟待完善。

    3.4 Where：BIM应用的范围

    可以从BIM软件的类别来看BIM应用的范围，其中最主要的是BIM核心建模软件，如Revit、Bentley、ArchiCAD、Digital Project.除此之外，还有BIM方案设计软件（Onuma、Affinity）、可持续分析软件（Ecotech、IES等）、可视化软件（3DS MAX、Lightscape等）、模型综合碰撞检查软件（Navisworks等）、造价管理软件（鲁班、Innovaya等）、运营管理软件（Archibus、Navisworks），这些软件都可以与BIM核心建模软件联合工作，所以BIM应用的范围可以涵盖规划、设计、施工、运营整个建筑全生命周期。但目前在过国内，BIM 技术主要应用于复杂造型建筑的设计，以提高设计效率;碰撞检查，减少图纸错误;出构件加工图，保证构件加工精确;建立建筑三维模型，指导施工。总的来说，由于在设计阶段应用BIM技术所得成果更加直观有效，因此现今BIM应用集中于设计阶段，在施工阶段的应用有限，在造价管理和运营管理方面的应用基本空白，离建筑全生命周期的应用还需更长时间的发展。

    3.5 When：BIM应用的时机

    国家住房城乡建设部2016年和2017年陆续发布了《建筑信息模型应用统一标准》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工应用标准》（GB/T51235-2017），在国家BIM标准体系计划中，一共有六本标准将会陆续出台，这意味着中国开始逐步施行自己的BIM标准化政策，同时也说明我国BIM应用仍处于探索阶段。目前全球建筑业界已普遍认同BIM是未来趋势，将有非常大的发展空间，我国在“十三五”期间大力推广装配式建筑，加大基础设施建设，可见，市政BIM市场、装配式建筑BIM市场或将成为BIM技术最具潜力的市场之一。

    BIM作为建筑业信息化发展的一项新兴技术，与所有的新兴技术一样都会经历一个技术成熟度曲线，见图1，即会经历萌芽期、过热期、低谷期、复苏期和成熟期。

    由于中国市场广度大、建筑市场的参与者多，有的地区BIM已经进入了过热期甚至是反思期，而有的地区才刚刚萌芽，未来随着BIM应用的更多的问题的出现，BIM技术可能会陷入短暂的低谷期，但若资金雄厚的大型企业能够挺过这一低谷期，BIM就会再次蓬勃发展，可以预见，这些企业也会成为BIM应用的的領头羊。

    3.6 How：BIM的实施方式

    BIM在国内虽然经过十余年的发展，已经开始初步得到市场认可，但整体而言BIM渗透率较低，仅有10.4%企业的开始大规模推广BIM，这说明我国目前还缺乏一种BIM落地的有效途径，仅用一款BIM软件、一个模型是不可能实现建筑全生命周期管理的。我国目前主张将整个BIM拆分成多个子模型、多种专业软件，通过软件之间的数据交换，来提高效率，并在《建筑信息模型应用统一标准》（GB/T51212-2016）中提出了P-BIM（Practice-based BIMmode）概念。

    P-BIM模式是根据不同的建筑领域建立不同的BIM实施模式，对各领域项目进行不同的项目分解，针对不同领域项目、子项目的任务制订专门的信息创建与交换标准，为各个专业承包商与从业者开发帮助他们完成工作业务的专业软件与协调软件，创建符合每个工作任务需要的子模型，并将虚拟模型与现场实建实体模型进行对比分析，指导现场。简单来说就是把我国本土的应用软件和硬件以及国内市场上不服水土的国外BIM软件按照统一标准的要求进行改造，提升数字化能力，成为符合BIM要求的P-BIM软件，也可以将P-BIM通俗地理解为以实践为基础的、本土化的BIM方法和软件。

    3.7 How much：BIM应用的成本与效益

    企业应用BIM的成本主要集中于三个部分，第一部分为应用软件成本，BIM的大部分工作都依赖相关软件来完成，软件成本也是BIM应用的主要成本;第二部分为人员培训成本，由于BIM属于新形态应用，相关人才十分匮乏，因此人员培训的部分也是一个必须要考虑的成本;第三部分是信息安全成本，BIM的信息是非常详细的，如果模型数据信息被有心人窃取或是破坏，会导致损失惨重，因此信息安全也是一个极为重要的成本。

    至于BIM的效益，针对建筑全寿命周期的不同阶段，BIM有不同的价值。规划阶段应用BIM能够提高经济可行性和技术可行性的准确度，业主资金成本和建筑需求能够得到有效控制;设计阶段应用BIM可以减少施工图的错误和遗漏，从而减少设计变更，提高经济效益;施工阶段应用BIM可以更为科学地布置规划施工现场，通过多施工方案的对比，还能及时发现施工中的问题，保证施工的顺利进行;运维阶段应用BIM能够有效建立建筑预防、警报和处理系统，降低管理风险。

    4.结语

    BIM技术虽然近年来一直是国家发展的重点，但从实际效果来看还不够理想，主要表现在：1.国内各企业对BIM掌握和运用程度参差不齐，企业本身具备BIM技术的能力或运用BIM技术的成熟度与实际需求难以匹配;2.国内应用BIM技术的工程类型仍集中于稍大型工程，但非建筑工程的基础设施（土木工程）与厂房工程亦有很大的应用价值与推广空间;3.国内BIM应用的生命周期主要集中于设计与施工阶段，对于运维阶段的管理不够重视;4.BIM技术应用的关键的资源——BIM技术应用人才十分匮乏;5.国内应用BIM技术的投资报酬率等效益比较低且对效益的量测不够积极。

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    作者简介：李洪翔（1996年-），女，汉，重庆人，在读研究生，项目管理方向。