cookieOptions = {...}; .BIM:關於「過程」vs.「模型」的思考 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2019年2月15日 星期五

What Is Building Information Modeling (BIM)?


來源:建筑时报


一談到BIM,專家們往往會即時提醒客戶:「我們介紹的BIM是「Building Information Modeling」,而不是「Building Information Model」,BIM是利用數位模型進行建設項目設計、施工、營運管理的過程,而不僅僅是我們要生產的那個產品(建築物)的數位模型,雖然BIM模型也是BIM過程的成果之一。」那麼,BIM究竟是過程,還是模型呢?


先來看看這裡所謂的過程,究竟是個什麼過程 BIM是利用建築物數模型裡面的資訊,在設計、施工、運維等各個階段,對建築物進行分析、模擬、可視化、施工圖、工程量統計的過程。顯然,這裡的核心是資訊,一個創建、收集、管理、應用資訊的過程。

再來看看那個所謂的模型。當然這是作為工作客體的那個建築物的虛擬模型(數位模型),那麼要這個模型做什麼用呢?當然是支持我們的設計、施工、運維決策和實施。那靠什麼支持呢?當然是存放在模型中的資訊了。

因此,所謂BIM模型(或者說虛擬模型、數位模型),它的核心不是模型本身(幾何資訊、可視化資訊),而是存放在其中的專業資訊(建築、結構、機電、熱工、聲學、材料、價格、採購、規範、標準等)。所以,筆者以為,BIM既是過程,也是模型,但是歸根結底是資訊


思考一:BIM採用什麼樣的資訊組織方法?
BIM的核心是資訊,同樣的資訊在不同的項目階段,不同的參與方會有不同的組織、管理和使用方法,這樣的結果就是資訊冗餘,即多個工程文檔包含同一個資訊,可能只是表達方式不一樣。

隨著項目資訊的不斷發展,資訊冗餘就會導致潛在的協調錯誤,隨之而產生的就是對資訊檢查過程的需求,在不同時間節點上的資訊檢查,消耗了項目的工期和預算,而在協調檢查過程中,沒有發現的錯誤,被帶到施工現場,就引起了施工延誤和重複工作,從而產生了額外的項目成本。

自然,大家需要一個代表這個建設項目,且具有唯一性的工程資訊模型,由此可以導出,所有針對這個項目的各個「視圖」——不同參與方在項目不同階段,對項目進行各種專業工作的資訊應用,例如做結構分析、日照模擬、工程量統計、施工計劃優化等。

理論上資訊的唯一性是合理的,也是可能的,因為資訊所代表和描述的實際項目是同一個。因此完全有可能建立一個,包含項目所有必要資訊的模型,來支持各種不同的資訊應用。

另外,滿足人類生產生活需要的建設項目的類型,可以是無限的,但是組成項目的基本元素(構件、部件、組件)是有限的,雖然基本元素本身,也是在不斷發展著的。因此,基本元素是可以透過不斷完善的方法,建立起標準模型和資訊庫的。

具有唯一性的建設項目基本元素,透過組合構成同樣具有唯一性的建設項目,需要由不同的專業人士,在不同的建設和使用階段使用不同的技術和方法,進行不同目的的作業(視圖),並且產生表示這些作業過程,和成果的不同類型的文檔,作為合同提交物,這就是對資訊代表的本體(項目)和資訊不同的應用之間,關係和過程的描述。
思考二:BIM是一個模型還是多個模型?
這也是接觸BIM、應用BIM的同行經常聽到、經常碰到的問題,通常有兩種說法:
其一,在介紹BIM概念的時候,通常我們會看到這樣的說法:BIM是包括建築物所有幾何、物理、性能資訊的數位化表達,跟建築物有關的所有資訊,都儲存在單一模型中,不同的項目參與方式,在不同項目階段,需要使用什麼資訊,都可以從BIM模型中獲取,BIM跟目前廣泛使用的CAD,和可視化技術不同,後兩者只包含了建築物的部分資訊。

其二,另外一些BIM資料介紹了在項目不同階段、不同的項目成員會建立各自的BIM模型,常見的BIM模型包括場地模型、建築模型、結構模型、機電模型、施工模型、協調模型、竣工模型等。

這又是怎麼一回事兒呢?或許可以從以下兩個方面來解釋。
首先,單一模型之說是從邏輯關係的層面上來描述的,BIM是一個包含建築物所有資訊的模型;而多個模型的說法是從實際操作層面出發來描述的,由於技術的、業務的、法律的等各種因素的制約,項目成員必須建立各自的BIM模型。

其次,從信息組織、建立、管理、應用的角度來分析,一個模型、還是多個模型,並不是問題的關鍵,就跟你用什麼軟體做BIM一樣,只是一種工具和方法的選擇,關鍵在於在這個過程中,這個建設項目的資訊有多少內容、以什麼格式、被多少項目成員、在什麼工作上精確、高效、完整地使用了,從而提高了多少生產效率、避免了多少潛在錯誤、減少了多少建設工期、降低了多少工程造價。

因此,真正需要關心的不是一個模型,還是多個模型的問題,而是關於這個模型的資訊精度和維度(類型)、模型對象的屬性資訊、模型資訊的詳細等級、模型資訊將被如何使用等資訊的創建、管理和使用問題。


思考三:工程建設行業賦予BIM什麼使命?
所有發達和比較發達的國家,都把GDP的一個很大比例,投資在固定資產的規劃、設計、施工、運營、維護、更新、拆除等工作上,在這個過程中,很大比例的工程建設項目,遭遇到工期拖延、造價突破預算的問題。要求全球工程建設行業,提高工作效率的壓力越來越大。

美國有關部門的研究表明,建築業的無效工作(浪費)高達57%,而製造業的這個數字是26%,兩者相差31%。如果建築業透過技術升級和流程優化,能夠達到目前製造業的水準,按照美國2008年12800億美元的建築業規模計算,每年可以節約將近4000億美元。

對岸中國固定資產的投資規模,為10萬億人民幣左右,其中60%依靠基本建設完成,生產效率與已開發國家比較,還存在不小差距,如果按照美國建築科學研究院的資料,來進行測算,透過技術和管理水準提升,可以節約的建設投資,將是驚人的。

美國建築業用戶圓桌會議(CURT - The ConstructionUsers RoundTable)為解決上述問題提出了如下四條建議:

一是業主的領導力。業主在項目早期透過資訊共享,驅動所有項目成員的協同作業,可望取得理想的結果——快速、高效、成本預算內實現的建設項目。

二是整合項目結構。所有項目成員(包括設計師、承包商、供應商、製造商、營運維護人員),使用統一的系統化方法做項目,將使得項目參與方的目標,與項目的總目標一致,這個方法就是目前已經得到,行業廣泛認可的一體化項目實施方法IPD(Integrated Project Delivery)。

三是公開資訊共享。項目協同作業必須以公開、即時、可靠的資訊共享作為基礎,支持實現這一建議的軟體種類,或技術名稱,目前還沒有一個行業普遍接受的統一名稱,具有一定知名度的名詞有三個:PIM(Project Information Management,項目資訊管理)、PIP(Project Information Portal,項目資訊門戶)和CPM(Collaborative Project Management,協同項目管理)。

四是虛擬建築資訊模型。這個就是BIM,儘管發展過程中,也出現過若干不同的名詞,例如數位建築(Digital Building)、虛擬建築(Virtual Building)、建築產品模型(Building Product Model)等,但是BIM經過近十年的應用,已經成為了能夠覆蓋前述其他術語,同時也是全球工程建設行業公認的標準術語。

2007年美國建築科學研究院(NIBS - National Institute of Building Sciences)頒布的,美國國家BIM標準第一版第一部分,為以BIM為核心的資訊化技術,設定的目標是到2020年為美國建築業每年節約2000億美元。

思考四:BIM會改變項目參與方的職責嗎?
我們可以看到一大批討論流程變化、項目實施方式變化、BIM能力要求變化、BIM團隊組織變化的資料,但是有一點幾乎是可以肯定的,各項目成員在項目中的職責,並不會變化。因為每個項目成員的專業知識、經驗和職責都是建設、營運一個優秀的工程項目所必需的。

儘管項目成員的職責,並不會因為BIM而變化,但成員之間的關係,和工作方式卻會發生變化,甚至可以是很大的變化。

原來項目成員之間更在意各司其職,各自都有自己的工作目標,有時成員之間可能因為利益和風險衝突成為對手,有了BIM以後更重視協同作業,把項目的成功作為成員共同的目標。

原來項目成員的工作,更多是按順序進行的,有了BIM可能更多的工作,可以並行開展了。

總而言之,應用BIM的目的,不是為了使工程項目的建設,與運維工作更複雜化,而是為了找到更好地,實現行業目標的辦法——高效優質完成工程項目,滿足建築業客戶的需求。




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