如何正确理解BIM?距离BIM全面应用还有多远?
BIM应用的两条主线为:三维技术,解决二维表达的局限与不足;信息技术,解决信息交换的效率问题与障碍。以此来实现信息的集成、传递与共享利用,提高沟通效率,提升过程的管理与控制水平。BIM(技术)包含但不限于以下内容:BIModel、BIModeling(包含可以利用和创建BIM数据的软件)、BIManagement(包含BIM数据及BIM应用产生的数据管理过程)。
美国国家标准NBIMS对BIM的含义进行了四个层面的解释。首先是“产品”,一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字化表达;其次是“信息”,一个设施有关信息的共享知识资源;然后是“过程”,一个分享有关这个设施的信息,为其从早期概念一直到拆除的全生命期的各种决策提供可靠依据的工作过程;最后是“协同”,在项目不同阶段、不同利益相关方基于BIM录入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。
BIM的内涵,是连接工程全生命周期各个阶段数据、过程和资源,是对工程对象的完整描述,可被工程项目各参与方普遍使用。是建立唯一工程数据源,解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题,支持实体工程生命期动态的工程信息创建、管理和共享利用。
BIM应用的时代背景
美国于2011年和2014年分别提出AMP2.0,即先进制造伙伴计划(AMP,Advanced Manufacturing Partnership)。其核心为“先进制造业回归”,强化先进材料、生产技术、先进制程、数据资料与设计等产业共通。先进传感、控制和平台系统,可视化、信息化和数字化制造。
德国于2013年提出工业4.0,其核心为“智慧工厂”,以物联网为范畴、发展水平整合价值网络、终端对终端流程整合、垂直整合制造网络、工作站基础及CPS等技术。
日本于2015年提出机器人新战略,其核心为“人机共存、未来工厂”,运用传感器、控制/驱动系统、云端运算、人工智能等技术发展机器人,且让其相互联网。实现日本机器人技术成为国际化标准。
中国于2015年提出中国制造2025,其核心为“智能制造”,通过信息化和工业化深度融合,引领和带动整个制造业的发展,实行智能制造、绿色制造和高端装备等五大工程,发展十大领域。
十九大报告提出,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段, 正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期。作为第四次工业革命,智能制造以新一代信息技术和先进制造技术深度融合为主要特征。
工业4.0的环境条件:数据互联、人类互联、物联网和服务互联,其核心理念称为CPS。信息物理融合系统Cyber-Physical System联接物理世界与信息科技世界;现实物理世界与数字信息世界的孪生。
问题与现状
在工作模式上,存在项目参与方集成度低,各自相对独立、信息不均、协调困难、效率低下、变更频繁、质量难以控制等问题。
在技术载体上,“图纸”是工程建设及工程管理的“DNA”,缺乏完整性、准确性、连续性。
思维模式方面,当前工具和流程更多关注工作文档,而不是设计本身。工程师们把大量时间花在不那么重要的冗余工作上。
协同模式方面,现有工具和工作流程对协同工作支持不够,增加了项目成本和时间,降低了工程质量。
合作模式上,隔墙效应明显,工作团队之间难以协调,导致工作质量低。
流程模式上,全生命周期各个阶段、各参与方沟通与合作难以协同,导致各方预期难以真正实现。
沟通方式上,准确向客户传达设计思想和创意方案,需要耗费大量精力。
组织模式上,关系复杂且无序,信息交换过程易生歧义、错误、失真或丢失,直接导致生产效率低下。
成本控制方面,人工算量精度及准确性较低。大多数项目会超出预算。设计变更对预算的影响不容易反映。
管理模式方面,现场及过程管理水平低。据统计,建筑工程10%-15%材料会被浪费掉。其主要原因,往往是不合理的设计和现场管理。
交付模式方面,交竣工时,数据没能正确地交付到客户手中,运营管理手册只能人工交付和物理存储,数据易随着时间流逝而丢失,数据的维护和检索非常困难。
面对以上问题,BIM为土建行业产业升级、转型与高质量发展打开了一扇窗口。基于美国独立调查机构和美国BIM标准,我们发现,BIM能更好地理解设计概念,各参与方共同解决问题,提升性能;能减少信息转换错误和损失,项目总体周期缩短5%,提高效率;能减少错漏碰缺,减少浪费和重复劳动,保证质量。另外,还能提升施工现场安全,有效预测建设成本和工期,节省工程成本5%。
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