黄强：BIM与改变

摘要：中国建筑科学研究院副院长黄强在“2015业主项目管理BIM战略高峰论坛”上发表题为《BIM与改变》的演讲。2015年度筑龙网“业主项目管理BIM战略高峰论坛”于7月11日在京正式拉开帷幕，本次论坛全方位覆盖建筑领域各参与方，汇集企业决策者、高级管理者，以及代表中国建筑领域新一代中坚力量的设计师、工程师，为推动行业创新发展带来有益借鉴。中国建筑科学研究院副院长黄强在论坛上发表题为《BIM与改变》的演讲。

          中国建筑科学研究院副院长 黄强

　　在发言中黄强先生深刻阐述了BIM发展与国家利益的紧密关系，指出了BIM技术发展过程中的变与不变，详细分析了BIM技术在国内的应用现状以及发展面临的问题，并提出BIM技术未来的发展战略。精彩观点：

　　1、所以我对BIM的发展战略是以我为主、尊重他长、智者同行、互联互通。发展策略是化整为零、专业传递，化繁为简、平台协调，尊重传统、创新提升。

　　2、对于中国软件供应商及广大BIM而言，我们希望能在政府正确引导下共同努力，结合工程实践，根据BIM的核心思想——“信息共享、协同工作“，将那些已经为中国工程建设做出巨大贡献的既有软件按照BIM核心思想进行改造升级，并开发出更多符合我国工程建设标准和管理流程、符合多数设计人员、项目现场各方管理人员、项目经理、工程师和工人工作习惯的中国BIM系列(符合数据交换标准)软件，这样才能有效促进中国BIM逐步健康发展。

　　以下为演讲实录： 大家上午好!我讲的题目是BIM与改变。

　　第一、BIM与国家利益

　　这是我们整个从规划开始，到设计、施工的过程，现在不管BIM怎么变，没有这些人参与，楼是建不起来的，所以这是变不了的。同时，现在外围还有很多，包括绿色评价、竣工图审查、企业管理、竣工监理等等，然后中间要给我们装上一个东西，这个东西装上以后我们试图从这里面，水设计还得我们做，电设计还得我们做，所有的还要我们完成。在工程建设范围内有这么多事情，这个软件中能完成几件事呢?能做的主要是建筑设计、结构设计、机电协调、碰撞审查、施工的总承包、协调管理，能做的就是这四件事，其它现在基本还做不成。但也是在把它认为是一个全生命周期应用。本来信息交换是大家之间互相交叉、你要什么我给你什么。现在BIM建模软件把所有的东西装在一起，大家在这里获得信息，一对多的情况变成了一对一。那么首先要有BIM软件、建模软件，第二个有分析软件，还要有预算造价软件等，这些一套都是国外软件。

　　

　　因此，国内政府的推广BIM，首先必须买建模软件,买完建模软件还要培训，除了做复杂设计和碰撞检查其它应用得很少。目前，政府部门推BIM可能存在一个严重问题：在美国BIM把它认为是“孤独的BIM”,就是拿个软件自己玩一下，但是我们需要社会的BIM,而“社会性BIM”没有自主知识产权的BIM软件是不行的。其可能带来的后果包括：

　　(一)：我们政府发文部门就可能无意中成为国外软件商的推销商;

　　(二)：严重打击了甚至毁灭了中国建设工程软件业;

　　(三)：今后没有中国自主知识产权的建设工程软件;

　　(四)，巨大的国外建模软件购买和培训费用;

　　(五)，如果有建筑信息安全的话，要考虑中国建筑业信息安全问题;

　　(六)，最重要的一点，如果这样就失去了李总理号召我们的互联网+创新创业的机会。

　　政府推动BIM技术，只重视应用层面的推广，不重视技术研发层面的扶持，这在客观上助推国外软件开发商扼杀中国自主知识产权的BIM技术。

　　如果国外的BIM软件能够解决中国BIM应用推广过程的大部分问题，这倒也没什么，但在国内近十年推广BIM过程来看，住建部提出“以工程建设法律法规为依据、坚持科学进步与管理创新结合，在建筑领域普及和深化BIM应用，提高工程项目全生命周期各参与方的工作质量和效率，保障工程建设优质、安全、环保、节能。”那么仅凭国外建模软件达不到建设部的基本指导意见要求。

　　所以大家一定注意，中国软件开发必须以国产软件开发商及BIM技术应用者为主体。

　　我认为中国BIM的发展战略是“以我为主、尊重他长、智者同行、互联互通“。发展策略是”化整为零、专业传递，化繁为简、平台协调，尊重传统、创新提升“。尊重传统是非常重要的。举个例子，现在我们的碰撞有问题。主要是什么问题?是我们大部分人对工作的不够认真，业主给的设计费太低，如果我们原来的机电设计专家都好好做的话，没有这些问题。

　　第二，BIM没有改变CAD

　　根据CAD与BIM定义，我们可以判断这是两回事。CAD不是计算机辅助画图，是计算机辅助设计，有好多计算包含在里面。只有我们中国有这种软件，国外没有。我们的三十多年的建设就靠这些软件来完成。CAD软件是建立BIM数据库的重要工具之一。

　　第三，3D模型不会替代二维图纸

　　第四，没有改造建设项目的建设流程

　　这个流程是从设计到施工，包括我们没做完地基就做不了结构，结构没做完机电就做不了，这都是规律，这些管理流程我们通过政府在管理上花费很大的气力，这些管理一时改变不了。我们可以看到，BIM可以根据不同的情况来创建，整个BIM没有改变建设的流程。

　　第五，BIM没有改变项目参与者的基本角色和责任

　　建房子是个集体运动，一个是输入，一个是处理，一个是输出。

　　建筑师继续做建筑师的事情，其他各参与者都还是做自己的事情，BIM的主要改变是允许项目参与者在设计、协调、制造和建造过程中，自动完成某些任务。根据这张图来看，从复杂的信息交换变成以数据为中心的数据库的交换，它只改变这个东西。那么什么叫BIM呢?不是设计分析,而是你可以电子输入信息，输出的信息是BIM，也不是大家建成一个模型就是BIM。

　　第六，改变NBIMS建模及应用方法研究

　　现在软件开发商给我们描绘了很重要的一件事情——把建筑视为一个产品，像造飞机一样。我们都知道，BIM是由产品数据管理来的，我们在建筑信息模型管理时，把它认为是一个产品。一个产品实际上是由多产品组合而成，桩基、结构、电气、装饰工程、采暖工程、给排水工程等等，远不止不只这些，按照工程验收统一标准50300算下来，可能达到100多个产品，因为它的验收方法和施工方法都不一样，所以在这里我们只要不让这些产品碰撞就可以，要不然大学分专业就没意思了，水暖电也没必要分开学，都在这个模型中学习就可以了，所以这是改不掉的。所以我们提出了基于工程实践的建筑信息模型的实施方式(P-BIM)。

　　P-BIM：基于工程实践的建筑信息模型的实施方式

    我们讲BIM是个数据库，我们把数据库可以分为三层数据库，一个是总BIM数据库，一个是子BIM数据库，一个是分BIM数据库，最后这层分BIM就是分层产品的数据库，比如水暖电三个层，或者还可以分出更多层。总BIM和子BIM保证逻辑上是关联的，是一个整体，我们总说现在的问题在于大家自己干自己的，不是一个整体，因此要保证这一点。在每个节点上都可以自己运作，这就是数据库的结构方式。在每一个数据库里，围绕着干活的人不同，比如说在建筑性能分析、绿色建筑评价等在主BIM上工作;会有很多施工企业、专业工程公司的管理等，在子BIM上工作;分BIM上有项目设计师、现场建造师等。也就是说，把一个很复杂的BIM模型尽量围绕一个模型去做，分成很多个模型，用这样一个形式把人员分开。这样我们就把美国BIM标准的一个模型转成几十个模型，每个人分在每个组里工作，这样使得BIM落地变得比较简单。

　　就数据上，50300讲的分项工程、子分部工程、分部工程，这些分BIM工程放到子BIM中，子BIM放到总BIM中，BIM要拆分出很多的模型才能做。

　　一开始编BIM统一标准的时，按照国外的标准，有BIM第一版本、第二版本、第三版本、好多版本。但实际上我们只需要几个模型就够了，第一个是设计交底模型、第二个是合约模型，还有竣工模型和运维模型。

　　改变BIM的研究方法

　　BIM可以理解为Model、Modeling、Management三种。我们现在总说BIM是Modeling，其实存在很大问题,虽然并没有错，但会误解为BIM就是建模。这是我的最新研究成果(BIM技术研究图)，BIM分3个层次：分BIM，子BIM，主BIM。主BIM为一个;设计模型(5D概算)组成一个;合同模型(4D、5D);竣工模型组成一个;运维模型可能组不成一个，组成一个也是没有意义的。我们的任务就应该看分BIM与子BIM的数量，横向是BIM数据的集成，纵向是工作流程(包含模型粒度LOD)，中间是所有的数据管理，是要建模的地方(CAD软件及BIM软件)，所以这是一个工作的流程和数据的集成，这里包括了BIM软件和CAD软件。

　　在建筑方面把总模型分为地基子模型、结构子模型、机电子模型、室内子模型、外装子模型、室外子模型。前三个按工序，后三个按工作面。六项之间的信息关联度极小，可以拆开分成六个部分。这个是分项工程的深化设计图，一个建筑信息的集成。那么设计交底模型是什么?总BIM分为建筑设计建模软件和总BIM建模软件。子BIM中，5个会有，地基设计由很多软件模型组成，结构设计也由很多软件组成，机电设计也有。那么后面3个(室内、外装、室外)在设计上包含在可建筑设计建模软件中。实际上将建筑设计模型分解成六个，建筑模型就是挂在墙上的纸，现在建筑模型包含下面三个方面(室内、外装、室外)，所以我们在设计阶段一般需要三个模型，结构、机电跟建筑，但实际上建筑包含了后面那三个(室内，室外，外装)，我加了地基，在中国，地基基础是另外一个设计软件，跟国外不一样，所以这个应该是四个步骤。这些做完以后不是要这个模型，而是要一个数据怎么传给下面施工深化来用。所以在施工合约模型中，地基、结构、机电、室内、外装、室外模型都变得很多，在施工验收模型里面也是。在设计交底模型里，分专业图纸加电子文档交付，地基设计中分别有四个软件(勘察建模软件、桩基建模软件、处理地基建模软件、基坑建模软件)。

　　在施工合约模型中，主要是分项工程施工合约建模软件，使用对象是施工企业技术部。在竣工验收模型中，分项工程竣工验收建模软件使用对象是施工现场项目技术部。

　　然后来看BIM应该怎么研究。我们以前讲，建一个模型所见即所得，实体与模型完全一致。但是所见绝非所得，模型建的再好，必须跟信息分出才行，所谓所见与所得并非完全一致。我们需要做的内容，研究现场的BIM以及现场施工管理研究(尤其是4D及5D)。

　　设计不知道施工要什么，施工不知道现场要什么，设计难以成为BIM的需求者、信息需求者，反过来只有现场干活的人才能跟深化设计提出BIM需求，所以施工管理各方是BIM最重要的一方面，没有他们BIM做不成。所以只有靠质监站、安监站、业主、设计变更、建筑企业、住建局、项目部管理才是建模真正的需要。所以要改进，一别人做事对自己好;二自己做事只对自己好;三自己做事对自己好，也可能对别人好;四自己做事不利己或则很少利己。一四不可能实现，我们要做利己利人的BIM。我们要改变研究顺序，从工地上开始研究BIM，从现场——技术部——设计软件这样一个顺序过来，从现场转到信息发生方向，有用信息的需求方向，把模型定好持续改进，就可以做成下里巴人都可以用，而不是高大上的项目谁也做不了，只有这样才做好。所以我们认为，设计模型、合约、竣工、运维模型所有管理者软件都是基于以上四个模型。

　　因此，我们把建筑工程看成一个产品，就可以应用PDM的成功经验。在设计中必须要有BOM(BillofMaterial)，这就是材料概算清单。模型的传递方向，地基的子BIM有多少分BIM，六个子BIM形成一个主BIM。

　　项目信息集成

　　1、模型数量研究。求解n、m、k、q、r及开发对应软件、建立信息交换模型、制定信息交换标准。依据什么?建设部的建设设计深化设计文件以及建筑工程施工质量验收统一标准(GB50030-21013)。这个才能结合起来。

　　2、模型工作岗分类研究。

　　3、模型建模及应用价值研究。

　　4、软件信息互用关系研究。

　　5、项目全生命期各方BIM管理模型及软件研究。政府、业主、设计变更、施工企业、监理企业、质监站、安监站BIM管理，都把这个数据拿到自己的数据库、分BIM，财务管理也都在这里。

　　BIM改造地基工程

　　地基模型，从勘察模型到勘察审查软件，拿到试验软件，到地基BIM协调软件，桩基础施工图审查软件地基处理施工图审查软件，到地基变形和基坑施工监测及分析软件，每一条线的完成。在整个模型中分成地基模型，在地基模型抽出四个，灌注桩基坑，灌注桩围护，内支撑及基础工程。用三个建模软件就可以形成地基的总模型，在地基模型里，分模型有这么多，在竣工模型两个相对应，把所有地基工程设计涉及的可能情况都做出来。桩基、基坑等就形成一个地基的BIM模型。

　　在实际案例中，在地基设计时，会有地基基础设计软件，大家都有。通过外部条件与勘察子BIM可做成桩基设计和基坑设计成果，得出子BIM模型，子BIM模型包含勘察模型、外部条件信息模型、基坑模型、桩基或地基处理模型、地基基础模型。

　　三个重要的模型。第一，施工图模型，CAD组成三维图形;第二，合约模型;第三，竣工模型。已施工的内容，把项目经理、主方责任人都放进去传递各方面的信息。若地质报告有不对，可以传给甲方，这跟传统定合同的过程是不一样的，必须要改造价成本。

　　建筑工程信息交换实施标准MIDM(ModelInfornationdeliveryManual)

　　最后实现建筑工程信息交换实施标准，我们的任务：确定运维、施工、合约及设计模型的分BIM数量分子、总BIM信息交换内容。软件信息交换按照这个流程。建筑工程信息实施标准，跟美国所说的MIDM的区别在于一个小模型跟相互之间的交流，这就实现无中心，虽然有中心，但通过标准形成无中心，每个人都在自己的位置上干自己的事情。《失控》作者KK凯文凯利提取以无中生有的九条规律：分布式——去中心化;自下而上的控制，我们都是分BIM往上推的，自下而上;递增收益;模块化生长;边界最大化、鼓励犯错误、不求最优化，但求多目标;谋求持久的不均衡态;变自生变。所有的规律均符合我们的做法。MIDM就是这样一个转化，要做成的工作，模型要考虑这些问题。

　　在管理工地上，提这些数据，组成建筑物单一专业工程产品PLM，规划、设计、施工、运维信息及管理，在总数据库完成各专业组合和优化管理。

　　基础信息特联网在这里，通过规划建模产生规划建模的信息，一是规划的BIM信息，二是规划任务模型，规划完成的任务信息。比如规划局交电子文件，规划局需要软件读交电子文件。BIM大家都需要用，各企业、政府提出的要求，政府需要管理软件核对信息，信息怎么看，必须得有软件。政府管理五方责任制，图纸出来，结构工程师是谁，通过BIM可以查是不是这个人，编号多少等等。设计开始建模，再规划施工竣工模型，每个人在自己的软件上工作。左边是图纸交互及电子交互，右边纯粹是电子交互。

　　我们需要的P-BIM工作方式，以前自己开发的软件运用工作，可视化、三维、施工任务都可做到。通过BIM能够得到一个新的软件、信息共享协同目标，只要通过信息共享，即可决定你的信息对否，是否有碰撞，如果没碰撞再做下去，没有碰撞再修改。BIM的结果是可卖数据的，人人为我、我为人人，聚合信息，为我所用。简单说，设计完成后自动产生一个数据库，这次正是施工单位建模、投标需要的数据库。施工单位需要100个工建模，我卖120个工都要。前提是我设计没花什么精力，软件帮我做出来了。

国外软件开发商BIM与中国BIM创新架构

　　现在整个对于BIM建模软件，千万不要把BIM的应用搞成建模软件的应用，所以我们必须要形成中国自主知识产权的BIM建模及应用软件，国外软件变成中国的BIM应用软件。

　　谢谢!