隨著建筑行業對高效、精準的建造需求日益增長,BIM作為數字建造的核心技術,經過國內二十余年的發展,技術應用和發展潛力正在逐步顯現。
“對于不同的工程類型和規模,BIM的價值體驗是不同的?!敝薪瘓F首席專家李云貴在接受《對話數字建造先鋒人物》(以下簡稱“對話”)專訪時表示,國內已具備BIM普及應用的條件,合理制定BIM方案、培養人才隊伍,是推動企業BIM應用走深走實的關鍵。
01 BIM技術應用已廣泛展開
《對話》:BIM在中國發展二十余年,您認為現在處于怎樣的階段?
李云貴:首先,“十一五”以來,BIM理念在建筑業逐步深入人心,BIM的概念、價值和作用已經得到了建筑行業的普遍認可。人們都已認識到這項技術的重要性,以及它對企業和行業未來發展的價值與作用。
在應用層面上,住建部于2011年發布了第一份有關BIM的技術政策。經過十多年的示范、試點、探索、摸索和應用,培養了人才,積累了經驗,同時也吸取了一些教訓。目前,BIM普及應用的條件已經具備。
第三個方面,由于中國地域廣闊,經濟技術水平不一致,所以在應用的水平、深度和效果方面仍存在一定的差距。應用好的企業與國際基本保持同步,而應用差的還處于剛剛起步階段??偟膩碚f,BIM技術已經被大家廣泛應用,只是應用的程度、水平和效果有所不同。
02 在「困境」中探索出路
《對話》:國內在推廣和應用BIM的過程中遇到了哪些難題?
李云貴:無論是將其視為難題,還是制約BIM應用的障礙,大致可以從以下幾個方面來探討:
首先是法律因素。
由于目前BIM在法律上尚無明確地位,盡管在模型創建過程中投入了大量的人力和時間,建立了完整的模型,但實際工作中,仍需繪制施工圖,模型的價值沒有得到充分利用,這就是設計人員經常說的“有投入,沒產出”。
我們期望BIM能夠實現建筑全過程的應用,尤其是在設計和施工階段,實現BIM模型共享。然而,由于法律上未能提供保障,BIM模型缺乏法律地位,這導致了兩方面問題:
一方面,設計院為何要將模型提供給施工單位?因為BIM模型并非必需,施工圖才是必須的。
另一方面,從施工單位角度來看,拿到設計院的模型后,他們是否敢于使用?如果出現問題,責任由誰承擔?
這些問題在法律層面尚未得到解決,而技術往往先于法律。因此,這些問題的解決可能需要各級政府通過行政手段進行探索,待到一定成熟程度后,才可能引發法律的變革。
第二個問題是技術發展的問題。
BIM一直處于發展過程中,特別是BIM軟件。在目前的情況下,雖然BIM軟件取得了很大進步,但與需求的功能仍有差距。例如:
1. 建模效率不高,建模軟件大多是通用的,人工投入比較大;
2. 花費了大量人力和努力建立模型后,很難檢查模型的正確性、完整性和準確性,缺少用于判斷或評估模型質量的軟件;
3. 理想情況下,我們希望能夠一鍵生成施工圖,因為模型是多維的,而施工圖是二維的,降維問題應該通過算法解決,但目前的軟件功能還沒有很好地實現這一點。
希望軟件公司能在這方面取得突破。解決了建模效率、模型正確性和施工圖問題后,BIM的應用將更加高效,效果也會更好。
03 聚焦BIM應用價值
《對話》:在技術應用層面,企業面臨“投入產出比”等現實問題。您認為BIM技術應用的發力點應放在哪些關鍵環節?
李云貴:BIM作為一項新技術的應用,總是需要投入的,包括購買軟件、更新設備和培訓人才等,這些投入的目的是獲得相應的產出。
BIM應用產生的最大價值集中在幾個關鍵節點上:
第一個是對設計方案的優化。通過優化,不斷磨礪、仿真、分析,可以消除過去人為很難考慮全面的“錯漏空缺”等問題,從而提升設計品質。
第二個是施組設計方案的優化。這涉及到工藝工法,以及人機料法環等各個要素,也與質量、安全、進度、成本的方案優化有關。
第三個是在于施工過程的管理。BIM作為項目所有數據的載體,擁有完整的項目信息,可以輔助施工管理人員和技術人員做出科學決策,避免依賴人為經驗。
然而,目前在BIM應用過程中,普遍存在一個現象,即BIM團隊在應用BIM時,項目的施工和管理團隊仍然使用傳統方式進行施工和管理,兩者之間沒有很好地結合,導致花費了金錢、人力和時間,卻沒有為項目建設創造價值。
因此,無論是大中型企業還是中小企業,都建議注重以下幾個方面:
一是人才培養。年輕人掌握BIM技能很快,但專業技能的提升需要一個過程,如果沒有專業技能,BIM解決問題的能力就很難落到實處。
二是合理確定BIM應用方案。對于不同的工程類型和規模,其價值體驗是不同的。一個簡單的房建工程,對于經驗豐富的工程人員來說,即使沒有施工圖也能建設得很好,BIM在這樣的工程上價值是有限的。而對于一個復雜工程,如建于北京八度抗震區的532米的高樓——中國尊,BIM的價值就非常大。它在機電方案的優化上,通過優化機電線路布置,額外創造了7000多平方米的建筑面積,這在北京CBD地區具有巨大價值。
04 BIM+AI是必然趨勢
《對話》:BIM的本質是使建筑過程數字化。作為行業數字化的基礎,BIM與AI的融合應用,會碰撞出怎樣的火花?
李云貴:目前,BIM技術的應用已經產生了顯著的價值,然而其潛力尚未完全發揮。例如,BIM與其他信息技術的結合,尤其是隨著近期人工智能(AI)技術的迅速發展,以及大模型技術的出現,AI技術的應用范圍日益擴大。BIM與AI的融合預計將產生超出普遍預期的價值。
AI技術的應用依賴于三個關鍵要素:算力、算法和算據。這意味著需要穩定的電力供應,以及神經網絡、深度學習等先進算法的支持。更為重要的是,它需要大量的數據作為支撐。而BIM正是一個項目數據的集合體。
通過BIM模型可以將項目的多方面信息整合在一起,這為AI的應用提供了必要的基礎。因此,BIM與AI的結合不僅是技術發展的必然趨勢,也是實際應用的需求所在。
05 中建BIM技術經驗分享
《對話》:中建在BIM應用方面,始終是走在行業前列,有哪些經驗可以跟我們分享呢?
李云貴:首先,是解決思想認識問題,我們進行了頂層設計。
這個頂層設計包括幾個方面:
一是政策引導。制定了推進中建BIM技術應用的指導意見。第一份文件是2012年發布的,作為各工程局、各個分公司的行動綱領。
二是組織保障。在中建集團專家委下成立了BIM專委會,把各工程局、各分公司的總工、BIM負責人及技術負責人納入到組織內,形成統一的組織,采取統一的步調,采取一致的行動來推進BIM應用。
三是制定BIM應用路線圖。將BIM應用分為三個階段:引導性應用、規范性應用和提高應用。作為一項新技術的應用,就像學習游泳一樣,第一階段引導性應用不追求應用效果和水平,只要使用就好;第二階段規范化應用相當于學習標準化的游泳動作,避免低水平重復和資源浪費;第三階段提高應用階段,開始考核應用效果和解決問題的能力。
第二項工作采取了集成能力建設。BIM應用既不是一個人的事,也不是一個軟件的事,需要一個團隊共同協作,需要一系列的軟件形成一套BIM應用系統。人員的協同容易培養,但軟件的集成有一定難度。
關于這一點,我們制定了一個“BIM軟件集成策略”:凡是能買到的軟件都采用購買方式;買不到或不適合中建應用的,采取自己開發的方式。這樣解決了軟件問題。同時,我們編制了一本介紹BIM軟件及其在應用中可以解決哪些問題的小冊子,避免了盲目經費支出。
第三項工作是標準體系建設。2014年,中建編制了第一版BIM設計應用和施工應用的標準。隨著大家BIM應用水平的提升,到了2016年、2017年,又編制了第二版BIM應用標準。
第一版標準主要是鼓勵和引導大家應用,第二版標準主要目標是指導如何提高應用,更好地發揮BIM價值、產生效果。
第四項工作是人才隊伍建設。與常規人才培養方式不同,我們結合項目應用進行人才培養。首先開始第一階段培訓,即掌握BIM應用軟件,明確任務和要求,配合項目開展應用。一段時間后進行第二階段培訓,帶著問題來學習,再回到項目上應用,效率和效果都有了提高。最后進行提高培訓,解決BIM應用中的疑難問題,水平有了明顯的提升。
經過這三階段的培訓,基本上可以把一個從零起步的青年人培養成掌握BIM技能的人才。
第五項工作是總結經驗,充分共享。
我們組織了一個包括中建內部專家、行業專家和國際專家在內的專家團隊,對示范試點項目給予全力支持,形成樣板。
此外,通過試點示范項目應用,像編制工法一樣把BIM應用經驗和教訓總結出來并分享——即使僅僅實現了BIM的一個應用點,也要把成功的經驗、失敗的教訓、應用的軟件、具體的做法總結出來,并在集團內充分共享,避免低水平重復,提高掌握BIM應用技能的效率,縮短探索時間。