BIM的概念及各国发展现状

1.BIM的概念

我国建筑信息模型的概念是译自Building Information Modeling (BIM)。美国“BIM之父”乔治亚理工大学(Georgia Tech College)Chuck Eastman教授首次提出Building Description System,为BIM概念的提出奠定了基础;二十世纪八十年代欧洲(特别是芬兰)学者提出“Product Information Models”系统。同一时期,美国学者 Robert Aish 在前人的基础上提出了“Building Modeling”;1992年,G. A. van Nederveen 和 F. Tolman 第一次提出了 Building Information Modeling 的概念。2002年美国Autodesk公司在发布的白皮书中赋予了BIM“协同设计”与“构件驱动CAD (object-oriented CAD) ”的特征,21 世纪,计算机信息技术得到空前发展Autodesk、Bentley、Graphisoft等建筑软件开发商为了跟上时代的步伐也相继开发了自己公司BIM软件,才使得BIM逐渐被大家了解。

2.各国发展现状

2.1美国BIM发展现状

作为BIM技术的最早实施者和长期的全球建筑产业排头兵, 美国建筑业BIM的发展和推广政策对比其他国家带有行政痕迹明显的自上而下的发展模式不同, 而是以市场为依托,采用政府部门示范引导结合工业界自主发展的创新扩散模式。

2003年美国总务管理局(General ServicesAdministration)通过公共建筑服务所(PBS)下属的总建筑师办公室(OCA)发布了国家《3D-4D BIM Technology Program》项目,要求到2007年,所有GSA项目全面BIM化。BIM开始在美国快速发展。到2006年,CSI(Construction Specifications Institute)编制完成AEC万用标准OmniClass。而2007年,全美建筑科学院 (National Institute of Building Sciences, NIBS)通过依托其的智慧建造联盟 (buildingSMART alliance, bSa)推出酝酿已久的集大成者BIM标准:全美BIM标准(NBIMS Version 1-Part1),更是推动BIM在美国建筑市场的推广和应用提供了国家层面的标准支持。随着BIM技术的不断进步更新和工业界应用的日渐成熟,NBIMS项目委员会于2012年和2015年分别推出NBIMS-US第2版和第3版。

在其中,美国军方各部门(陆, 海, 空) 建设项目中BIM的应用有长久的历史, 并在提高投资效率和军事建筑质量上获得卓著的成效。其中海军是最早采用BIM的军事单位。在过去的十年里, 海军设施工程指挥部(Naval Facilities Engineering Command, NAVFAC) 制定了通过BIM获取数字化设施运行与维护辅助信息(Facility Electronic Operation and Maintenance Support Information, eOMSI) 的政策, 把BIM广泛应用于海军设施的规划、设计、施工和运维的全生命期, 借助BIM技术和基于BIM管理流程来优化和延长设施使用寿命, 同时降低设施的总体拥有成本 (Total Cost of Ownership, TOC) 空军方面, 从2010财政年度开始, 空军工程与环境中心 (Air Force Center for Engineering and the Environment, AFCEE) 要求所有军用垂直施工项目(作者注:对应于路桥等横向施工项目) 设计必须使用BIM。

相对而言, 陆军的BIM发展政策最为完善和系统化。而其中起决定性作用的是美国陆军工程兵部队 (US Army Corps of Engineers, USACE) 。陆军工程兵部队为美国国防部下属所有国内和海外军事设施提供工程设计、项目管理、施工管理以及运行维护服务。早在2006年10月, 陆军工程兵部队下属工程研究与发展中心 (Engineer Research and Development Center, ERDC)  制定并发布了未来15年的BIM发展路线规划, 承诺未来所有军事建筑项目都使用BIM技术, 其阶段性的目标和长期战略目标见图2。这意味着BIM在军事建筑领域将全面普及。

图 美国陆军工程兵部队BIM发展路线及阶段性目标.Fig.2 BIM development route and phased objectives of Army Corps of Engineers of U.S

2.2英国BIM发展现状

英国是目前全球BIM应用增长最快且成效显著的地区之一, 也是全球BIM标准体系最健全及实施推广力度最大的地区。1987年,英国主要建筑业机构的代表联合成立了BPIC(建设项目信息委员会)。它为建筑生产信息的内容、形式和编制提供了最佳实践指导, 并在整个行业中传播。到1997年,英国的BIM标准Uniclass发布,最新版为Uniclass 2015。2007年,英国也推出BIM实用指南。2011年5月英国政府发表推动BIM的政策白皮书《政府建设战略》(Government Construction Strategy) , 2013年3月推出《PAS 1192-2标准》以加强工程交付管理及财务管理, 2015年提出“英国数字建筑战略” (DBB-Digital Built Britain) -BIM3级战略计划,2017年初, 爱尔兰建筑信息技术联盟 (Construction IT Allia nce-Cit A) 发表了全球BIM应用纵览 (Global BIM Study) 报告, 其中将英国BIM联盟 (UK BIM Alliance)、建筑行业联合会 (Construction Industry Council, CIC)、英国BIM工作组 (BIM Task Group) 和building SMART英国分部这四家机构列为英国推广实施BIM的关键引领者。

2018年5月10日,英国NBS权威发布《NBS国家BIM报告2017》(NBSNational BIM Report 2017)。报告中根据调查指出72%的调查对象相信在设计/建造/维护生命周期中的成本节省将会被实现(2017年该比例为70%);65%的调查对象认为BIM有助于提高时间效率,减少项目从开始到结束的时间(2017年为60%);46%的调查对象认为BIM有助于减少温室气体排放 (2017年为44%),

33%的调查对象认为BIM有助于改善贸易逆差(2017年为32%)。近四分之三的调查对象了解并正在使用BIM技术,这一比例较2017年增长了12%,是自2014年以来增长最快的一年。仅1%的调查对象不知道BIM技术,行业的BIM认知接近普及。BIM技术已从试点走向了常规应用。


2.3日本BIM发展现状

早在上世纪的90年代日本就已经开发了一系列的BIM软件,其中机电主流设计软件中的REBRO在上世纪八、九十年代左右就有了DOS版,叫做CADEWA,后来发展为WINDOWS的CADEWA,再发展到CADWA EVOLUTION,目前发展为CADEWA Real 2017。2008年底开始日本建筑行业的BIM应用如雨后春笋般迅速发展,2009年被日经BP社在内的多家媒体称之为日本的“BIM元年”,同年日本建筑师协会设计环境委员会成立了综合项目交付工作组IPD-WG(Integrated Project Delivery Working Group)专门研究BIM理论和标准的制定,并于2012年发布了设计师视角的BIM应用标准《JLA BIM Guideline》,该导则对设计事务所的BIM组织机构建设、BIM建模规则、BIM质量的控制与数据的版权、专业应用切入点和交付成果做了详细指导,同时探讨了BIM带给设计阶段概算与算量、景观设计、性能模拟、监理管理及运维管理的一系列变革以及对策。2014年日本国土交通省发布了基于IFC标准的《BIM导则》。


      国外BIM应用目前已取得了较好的效果,在建筑的工程设计、施工以及后期的维护和管理阶段不断提高BIM的普及率。其应用特点有:一、BIM技术已经受到大中小企业的重视,已成为衡量一个建筑企业信息化能力的重要标准;二、国外的BIM应用软件已经比较成熟; 三、BIM已经超越了传统CAD的工作特点,可以覆盖于整个项目的各个部分。据美国斯坦福大学设施集成工程中心研究表明,BIM技术的应用可以消除多达40%的预算外更改;造价估算精确度在3%范围内;最多可减少80%耗费在造价估算上的时间;通过冲突检测可节省多达10%的合同价格;项目工期缩短7%。同样,据美国Autodesk公司统计结果表明,BIM可以改善项目产出和团队合作79%,3D可视化更便于沟通,提高企业竞争力66%,减少50%-70%的信息要求,缩短5%-10%的施工周期,减少20%-25%的各专业协同时间。


参考文献:

1、KinKai Chan  BIM的历史-理论与词   

2、Autodesk Building Industry Solutions White Paper Building Information Modeling

3、何关培    美英等国建筑信息分类编码标准的编制方法及其启示    http://blog.sina.com.cn/s/blog_620be62e0102xiwe.html

4、清华大学软件学院BIM课题组. 中国建筑信息模型标准框架研究[J]. 土木建筑工程信息技术, 2010(2):1-5.

5、Chen K , Lu W , Peng Y , et al. An investigation of the latent barriers to BIM adoption and development.[J]. 2017.

6、Building Information Modeling(BIM)-A Road Map for Implementation To Support MILCON Transformation and Civil Works Projects with the U.S.Army Corps of Engineers. Brucker,B.A.et al. . 2006

7、尼古拉斯·尼斯贝特(著), and 王娜(译). "英国政府的BIM战略:施工运营建筑信息交换(COBie)及其他." 土木建筑工程信息技术 1期(2015):116-118.

8、Rethinking Construction. Construction Task Force. The Report of the Construction Task Force . 1998

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