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BIM在建筑工业中的应用与发展前景

姓名： 鲁晨阳

学号： 130905222

BIM在建筑工业中的应用与发展前景

随着全球建筑工程设计行业信息化技术的发展，BIM技术在国外发达国家逐步普及发展。在中国，建筑信息模型被列为建设部国家十一五计划的重点科研课题。

近几年，BIM技术得到了国内建筑领域及业界各阶层的广泛关注和支持，整个行业对掌握BIM技术的人才的需求也越来越大。如何在高校教育体系中与行业需求相结合，培养并为社会提供掌握BIM技术并能学以致用的专业人才，成为当前建筑教育所面临的课题之一。

现代化、工业化、信息化是我国建筑业发展的三个方向，预计BIM将成为中国建筑业信息化未来十年的主旋律。现如今，BIM已被明确写入建筑业发展“十二五”规划。究竟BIM的发展现状如何，存在着哪些问题，探寻信息化先进技术的迫切心情影响着广大的建筑业从业者。2012年3月，由住房和城乡建设部工程质量安全监管司组织，中国建筑科学研究院、中国建筑业协会工程建设质量管理分会等实施的《勘察设计和施工BIM技术发展对策研究》课题启动，以期探讨施工领域BIM发展现状、分析BIM技术的价值及其对建筑业产业技术升级的意义，为制定我国勘察设计与施工领域BIM技术发展对策提供帮助。

2013年1月18日，《勘察设计和施工BIM技术发展对策研究》课题通过了验收，作为子课题编制单位的中国建筑业协会工程建设质量管理分会提交了完整详实的《施工企业BIM应用研究报告2012》。课题组对上海建工集团、中建八局、浙江建工集团和中建三局一公司等BIM应用有较好基础的施工企业进行了深度调研。课题组主要成员和江苏、河南、天津等省市建筑业协会一起，对当地施工企业BIM应用情况进行了摸底调查，取得了第一手的资料。

BIM概念的各种解释

BIM这一方法和理念最先由欧特克（Autodesk）公司在2002年提出，是Building Information Modeling的缩写。它是指建筑物在设计和建造过程中，创建和使用的
“可计算数字信息”。这些信息具有能够被程序系统自动管理，还能使经过这些数字信息所计算出来的各种文件，能够自动地彼此吻合、一致。

麦格劳－希尔建筑信息公司对BIM的定义为：创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。该模型利用数字建模软件，提高项目设计、建造和管理的效率，并给采用该模型的建筑企业带来极大的新增价值。

美国国家BIM标准（NBIMS：National Building Information Modeling Standard）对BIM的定义是利用数字技术进行建设项目设计、施工、运营的过程，过程的成果是一个信息丰
富的多维项目模型———即BIM模型。从其定义可以看出，BIM是涉及建筑的设计、施工、运营全过程的，也就是涉及建筑的整个生命周期。在建筑工程整个生命周期中，BIM可以实现集成管理，因此BIM既包括建筑物的信息模型，又包括建筑工程管理行为模型。将建筑物的信息模型和建筑工程的管理行为模型完美结合，便可以利用建筑信息模型模拟实际的建筑工程建设行为，这便是BIM的四维模拟施工。

BIM以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。它提供的全新建筑设计过程概念——参数化变更技术将帮助建筑设计师更有效的缩短设计时间，提高设计质量，提高对客户和合作者的响应能力。并可以在任何时刻、任何位置、进行任何想要的修改，设计和图纸绘始终保持协调，一致和完整。 

BIM不仅是强大设计平台，更重要的是，BIM的创新应用-体系化设计与协同工作方式的结合，将对传统设计管理流程和设计院技术人员结构产生变革性的影响。高成本、高专业水平技术人员将从繁重的制图工作中解脱出来而专注于专业技术本身，而较低人力成本的、高软件操作水平的制图员、建模师、初级设计助理将担当起大量的制图建模工作，这为社会提供了一个庞大的就业机会：制图员（模型师）群体；同时为大专院校的毕业生就业展现了新的前景。 
    美国BIM国家标准对BIM的4个层次含义的解释： 
1、一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达 
2、一个共享的知识资源 
3、一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念开始的全生命周期的所有决策提供可靠依据的工作过程 
4、在项目不同阶段不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息以支持和反应其各自职责的协同作业。

BIM的不同解释： 

1、 BIM，即指基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型，为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台，帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理。对于设计师、建筑师和工程师而言，应用 BIM不仅要求将设计工具实现从二维到三维的转变，更需要在设计阶段贯彻协同设计、绿色设计和可持续设计理念。其最终目的是使得整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段都能够有效的实现节省能源、节约成本、降低污染和提高效率。 

2、 建筑信息模型，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。建筑信息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。由于建筑信息模型需要支持建筑工程全生命周期的集成管理环境，因此建筑信息模型的结构是一个包含有数据模型和行为模型的复合结构。它除了包含与几何图形及数据有关的数据模型外，还包含与管理有关的行为模型，两相结合通过关联为数据赋予意义，因而可用于模拟真实世界的行为，例如模拟建筑的结构应力状况、围护结构的传热状况。当然，行为的模拟与信息的质量是密切相关的。

3、 建筑信息模型，又称为BIM，是在项目建造之前以数字化方式对其关键物理特性和功能特性进行探索的综合过程，可以帮助提高项目交付速度、减少成本，并降低环境影响。借助BIM，设计人员可在整个过程中使用协调一致的信息设计出新项目，可以更准确地查看并模拟项目在现实世界中的外观、性能和成本，还可以创建出更准确的施工图纸。

BIM的优势特点：

BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等优势特点，在不同软件、不同项目参与者之间提供出色的协调能力，在提高生产效率，改善沟通效果，加强质量控制方面具有得天独厚的优势。

 BIM在施工阶段的应用，所带来的优势主要体现在六大方面：c、施工工序及工艺模拟、机电专业深化设计、施工进度模拟、施工成本管理和数字化构件加工。 

势特点，在不同软件、不同项目参与者之间提供出色的协调能力，在提高生产效率，改善沟通效果，加强质量控制方面具有得天独厚的优势。

1. 二维设计向三维动态可视化设计转变，数据库替代绘图

传统二维CAD设计通过向业主提供平面图、立面图、剖面图、详图，以及设计说明、材料表等设计图纸方式传递和提交设计成果。传统的二维CAD设计方式最常见的错误就是信息在各种复杂的平面、立面、剖面图之间传递差错，至于机电管线之间的碰撞、错位可以说是层出不穷。而随着地标性建筑的不断涌现，建筑造型和空间关系复杂，体量巨大的设计项目来说，传统二维CAD设计方式在设计表达和协同上的问题显得尤为突出。

这种设计方式使得每项工程都有大大小小、成百上千张设计图纸，对整个设计而言，每张图纸都是一个相对独立、单独的组成部分。这些独立、单独的组成部分由于没有一个能有效整合所有信息以保证数据完整性的中央储存库，导致分散的资料必须依靠专业技术工程师的解读才能相互联系成为一个可理解的整体。因此，如何保证各项设计内容和各专业间的协同配合，如何使设计意图上下沟通顺畅，始终是艰巨的挑战。在对项目整合度和协作度要求越来越高的今天，这无疑成了提高项目整合度和协作度的最大障碍。

而将设计归总为数字化数据库而不是单独的文件，会极大促进行业的发展。就BIM而言，项目的中央数据库就是建筑项目所有实体和功能特征的中央存储库。建筑的所有实体和功能都存储在这个数据库中，这为项目团队成员与其技术工具间进行顺畅的信息交换开启了大门，使提高项目整合度和协作度成为可能。

BIM提供的三维动态可视化设计，将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。如建筑设备专业（给排水、暖通空调、电气）间的设备走线、管道等可以用直观的立体三维效果图表示，可以优化设计，更好地利用建筑空间，有效避免各专业之间管、线“打架”的现象，提高各专业之间的配合和协调。能够一目了然地发现问题并及时解决，减少了各工种图纸间的“错、漏、缺”的发生。

2. 分布式模型

仅一个BIM工具并不能完成所有的工作。目前有两种基本的BIM工具类型：创作类工具与分析类工具。BIM用户目前采用的是一种将创作工具的价值与分析工具的能力相结合的“分布式”方法。在分布式BIM环境下，单独的模型通常由合适的设计单位或施工单位负责制作。这些可能包括：
设计模型———建筑、结构、水暖电和土木/基础设施；
施工模型———将设计模型细分为施工步骤；
施工进度（四维）模型———将工程细分结构与模型中的项目要素联系起来；
成本（五维）模型———将成本与模型中的项目要素联系起来；
制造模型———替代传统的图纸，使用制造模型；
操作模型———为业主模拟运营。

这些不同的模型都是BIM数据库，因此它可以被视为一个整体，这个整体可以把建筑对象的智能信息提供给各种分析工具（如模型检测工具、进度安排工具、估算工具、人流量控制分析等），为设计人员的协同设计、优化设计、成本控制、施工组织等提供了极大的方便。

调查显示，目前，国内施工领域使用的BIM软件大都停留在解决单项技术问题层面，缺少支持项目级和企业级管理提升所需要的BIM软件。总体来说，目前BIM设计使用的软件多，施工使用的软件少；建模软件多，模型应用和集成管理软件少。施工企业BIM应用停留在施工投标阶段的多，深度解决技术问题的少；利用模型进行可视化应用的多，利用信息进行深入应用的少；施工技术应用多，企业管理、项目管理应用少。受现行工程建设法律法规及施工合同的制约，施工阶段使用设计阶段BIM成果还缺少相应方法和保障。此外，硬件如计算机配置能力的不足影响了BIM实际应用的成果。

BIM在建筑施工中的应用研究
建筑主要靠设计和建造来实现，能将BIM应用于工程的设计、施工两个主要阶段，对于促进数据信息交换与共享，加快项目进展速度，降低项目成本和提高建筑质量等方面起着非常重要的作用。

BIM以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体和功能特性的数字化表达（见图1）。实体模型内不仅有三维几何形状信息，还包含了大量的非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格和进度等，因而可用于模拟真实世界的行为。BIM的应用贯穿于整个项目全生命周期的各个阶段，包括规划、设 计、施工和运营管理。

基于BIM实现项目全生命周期信息传递  图1
   随着国内建筑业对BIM的了解越来越多，大家逐渐认识到BIM对行业、企业发展的重要性。《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中曾多次提到BIM技术，建设行业已经把BIM作为支撑行业产业升级的核心技术重点发展。与此同时，对BIM相关标准、规范的呼声也越来越高。为此，住建部组织了BIM相关标准的研究工作，由中国建筑科学研究院牵头成立了“中国BIM发展联盟”，联合国内研究单位、院校、企业、软件开发商共同承担BIM标准的研究以及BIM软件的开发。
  同时，与BIM有关的技术交流也越来越多。2010年、2012年，中国图学学会在北京成功举办了“BIM 技术在设计、施工及房地产企业协同工作中的应用”国际技术交流会。而在设计领域、施工领域，BIM已经开始了探索式的应用。
  继北京奥运会主体育场——“鸟巢”首次使用BIM技术后，上海中心、北京“中国尊”、银河SOHO、武汉中心、天津117大厦等大型、复杂项目也开始在设计和施工阶段采用BIM技术。
  BIM在施工阶段的应用，所带来的优势主要体现在六大方面：可视化展示、施工工序及工艺模拟、机电专业深化设计、施工进度模拟、施工成本管理和数字化构件加工。
  可视化展示。如利用设计院提供的二维图纸建立土建结构及机电BIM模型（见图2），基于BIM的精装修（见图3），BIM模型的整合（见图4）。

土建结构及机电BIM模型 图2

基于BIM的精装修 图3

云南科技馆各专业整合模型 图4
   施工工序及工艺模拟。如对施工方案的验证（见图5），BIM技术在深基坑中的应用（见图6），对于复杂结构的梁柱节点进行模拟以反映施工现场实际工序情况（见图7）。

钢结构在吊装过程中的碰撞验证 图5

建研院新科研大楼基坑支护、桩基础、锚杆模型的建立 图6

对复杂节点的模拟 图7
  机电专业深化设计。建立机电专业BIM模型，实现碰撞检查、管线综合、数字化加工、预构件加工、模拟安装等应用（见图8）。

机房设备及管线综合布置 图8
  施工进度模拟。通过将BIM模型与施工进度计划关联和场地状况进行4D动态模拟，4D动态模拟形象地反映了施工过程中施工现场状况以及各项数据的变化。通过对日期、工序的选择，更可直观展示当日、当前工序工程进展情况以及工程量变化情况。
  如，PKPM-4D施工动态模拟软件具有易用性，只需简单三步实现4D施工管理；可展示进度计划：支持导入主流进度计划软件格式，并提供进度展示功能（见图9）；可展示建筑模型：兼容目前市场上的多种建模软件，如：Revit、Arch cad、Magi cad等。此外，本管理系统还可导入IFC格式的文件，在系统中形成建筑模型，方便用户使用，免除了用户每次应用时需要打开多个系统的问题。平台通过分析场地布置与施工进度之间、各种施工设施之间、材料供给与需求之间等诸多复杂的依存关系，将BIM模型和施工进度计划链接起来，可实现BIM模型与进度软件之间的双向数据交流和反馈。

进度计划展示 图9
  施工成本管理。通过PKPM-5D施工动态模拟软件，利用BIM模型，实现了工程量计算与计价的双向数据衔接，当模型改动时能够实时反映工程造价的变化。在BIM模型中已经包含了完备的成本数据，与进度信息结合，随着形象进度的动态展示，实时生成S型成本曲线（见图10）。

实时生成S型成本曲线 图10
数字化构件加工。可实现钢结构专业BIM深化设计、竣工验收等。

BIM的20种典型应用

1.1 BIM模型维护 

根据项目建设进度建立和维护BIM模型，实质是使用BIM平台汇总各项目团队所有的建筑工程信息，消除项目中的信息孤岛，并且将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中项目各相关利益方随时共享。

由于BIM的用途决定了BIM模型细节的精度，同时仅靠一个BIM工具并不能完成所有的工作，所以目前业内主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。这些模型根据需要可能包括：设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。BIM“分布式”模型还体现在BIM模型往往由相关的设计单位、施工单位或者运营单位根据各自工作范围单独建立，最后通过统一的标准合成。这将增加对BIM建模标准、版本管理、数据安全的管理难度，所以有时候业主也会委托独立的BIM服务商统一规划、维护和管理整个工程项目的BIM应用，以确保BIM模型信息的准确、时效和安全。 
  1.2 场地分析

场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素，是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。在规划阶段，场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素，往往需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端，通过BIM结合地理信息（Geographic Information System，简称GIS），对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，通过BIM及GIS软件的强大功能，迅速得出令人信服的分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。

1.3 建筑策划 

建筑策划是在总体规划目标确定后，根据定量分析得出设计依据的过程。相对于根据经验确定设计内容及依据（设计任务书）的传统方法，建筑策划利用对建设目标所处社会环境及相关因素的逻辑数理分析，研究项目任务书对设计的合理导向，制定和论证建筑设计依据，科学地确定设计的内容，并寻找达到这一目标的科学方法。在这一过程中，除了需要运用建筑学的原理，借鉴过去的经验和遵守规范，更重要的是要以实态调查为基础，用计算机等现代化手段对目标进行研究。

BIM能够帮助项目团队在建筑规划阶段，通过对空间进行分析来理解复杂空间的标准和法规，从而节省时间，提供对团队更多增值活动的可能。特别是在客户讨论需求、选择以及分析最佳方案时，能借助BIM及相关分析数据，做出关键性的决定。BIM在建筑策划阶段的应用成果还会帮助建筑师在建筑设计阶段随时查看初步设计是否符合业主的要求，是否满足建筑策划阶段得到的设计依据，通过BIM连贯的信息传递或追溯，大大减少以后详图设计阶段发现不合格需要修改设计的巨大浪费。

1.4 方案论证 

在方案论证阶段，项目投资方可以使用BIM来评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况。BIM甚至可以做到建筑局部的细节推敲，迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。方案论证阶段还可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解决方案供项目投资方进行选择，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。

  对设计师来说，通过BIM来评估所设计的空间，可以获得较高的互动效应，以便从使用者和业主处获得积极的反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈，在BIM平台下，项目各方关注的焦点问题比较容易得到直观的展现并迅速达成共识，相应的需要决策的时间也会比以往减少。  

  1.5 可视化设计

 3Dmax、Sketch up这些三维可视化设计软件的出现有力地弥补了业主及最终用户因缺乏对传统建筑图纸的理解能力而造成的和设计师之间的交流鸿沟，但由于这些软件设计理念和功能上的局限，使得这样的三维可视化展现不论用于前期方案推敲还是用于阶段性的效果图展现，与真正的设计方案之间都存在相当大的差距。 

对于设计师而言，除了用于前期推敲和阶段展现，大量的设计工作还是要基于传统CAD平台，使用平、立、剖等三视图的方式表达和展现自己的设计成果。这种由于工具原因造成的信息割裂，在遇到项目复杂、工期紧的情况下，非常容易出错。BIM的出现使得设计师不仅拥有了三维可视化的设计工具，所见即所得，更重要的是通过工具的提升，使设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计（图4），同时也使业主及最终用户真正摆脱了技术壁垒的限制，随时知道自己的投资能获得什么。

1.6 协同设计 

协同设计是一种新兴的建筑设计方式，它可以使分布在不同地理位置的不同专业的设计人员通过网络的协同展开设计工作。协同设计是在建筑业环境发生深刻变化、建筑的传统设计方式必须得到改变的背景下出现的，也是数字化建筑设计技术与快速发展的网络技术相结合的产物。 

现有的协同设计主要是基于CAD平台，并不能充分实现专业间的信息交流，这是因为CAD的通用文件格式仅仅是对图形的描述，无法加载附加信息，导致专业间的数据不具有关联性。 

BIM的出现使协同已经不再是简单的文件参照，BIM技术为协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。借助BIM的技术优势，协同的范畴也从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要规划、设计、施工、运营等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效益的大幅提升。

1.7 性能化分析 

利用计算机进行建筑物理性能化分析始于20世纪60年代甚至更早，早已形成成熟的理论支持，开发出丰富的工具软件。但是在CAD时代，无论什么样的分析软件都必须通过手工的方式输入相关数据才能开展分析计算，而操作和使用这些软件不仅需要专业技术人员经过培训才能完成，同时由于设计方案的调整，造成原本就耗时耗力的数据录入工作需要经常性的重复录入或者校核，导致包括建筑能量分析在内的建筑物理性能化分析通常被安排在设计的最终阶段，成为一种象征性的工作，使建筑设计与性能化分析计算之间严重脱节。

利用BIM技术，建筑师在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量的设计信息（几何信息、材料性能、构件属性等），只要将模型导入相关的性能化分析软件，就可以得到相应的分析结果（图6），原本需要专业人士花费大量时间输入大量专业数据的过程，如今可以自动完成，这大大降低了性能化分析的周期，提高了设计质量，同时也使设计公司能够为业主提供更专业的技能和服务。 

1.8 工程量统计 

在CAD时代，由于CAD无法存储可以让计算机自动计算工程项目构件的必要信息，所以需要依靠人工根据图纸或者CAD文件进行测量和统计，或者使用专门的造价计算软件根据图纸或者CAD文件重新进行建模后由计算机自动进行统计。前者不仅需要消耗大量的人工，而且比较容易出现手工计算带来的差错，而后者同样需要不断地根据调整后的设计方案及时更新模型，如果滞后，得到的工程量统计数据也往往失效了。   而BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过BIM获得的准确的工程量统计可以用于前期设计过程中的成本估算、在业主预算范围内不同设计方案的探索或者不同设计方案建造成本的比较，以及施工开始前的工程量预算和施工完成后的工程量决算。  

1.9 管线综合 

随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加，无论设计企业还是施工企业甚至是业主对机电管线综合的要求愈加强烈。在CAD时代，设计企业主要由建筑或者机电专业牵头，将所有图纸打印成硫酸图，然后各专业将图纸叠在一起进行管线综合，由于二维图纸的信息缺失以及缺失直观的交流平台，导致管线综合成为建筑施工前让业主最不放心的技术环节。利用BIM技术，通过搭建各专业的BIM模型，设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突，显著减少由此产生的变更申请单，更大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。 

1.10 施工进度模拟 

建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂。当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图，由于专业性强，可视化程度低，无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系，难以准确表达工程施工的动态变化过程。

通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。此外借助4D模型，施工企业在工程项目投标中将获得竞标优势，BIM可以协助评标专家从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、总体计划是否基本合理等，从而对投标单位的施工经验和实力做出有效评估。  

1.11 施工组织模拟 

施工组织是对施工活动实行科学管理的重要手段，它决定了各阶段的施工准备工作内容，协调了施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互关系。施工组织设计是用来指导施工项目全过程各项活动的技术、经济和组织的综合性解决方案，是施工技术与施工项目管理有机结合的产物。

通过BIM可以对项目的重点或难点部分进行可建性模拟，按月、日、时进行施工安装方案的分析优化。对于一些重要的施工环节或采用新施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析，以提高计划的可行性；也可以利用BIM技术结合施工组织计划进行预演以提高复杂建筑体系的可造性（例如：施工模板、玻璃装配、锚固等）。

借助BIM对施工组织的模拟，项目管理方能够非常直观地了解整个施工安装环节的时间节点和安装工序，并清晰把握在安装过程中的难点和要点，施工方也可以进一步对原有安装方案进行优化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。 
1.12 数字化建造 

制造行业目前的生产效率极高，其中部分原因是利用数字化数据模型实现了制造方法的自动化。同样，BIM结合数字化制造也能够提高建筑行业的生产效率。通过BIM模型与数字化建造系统的结合，建筑行业也可以采用类似的方法来实现建筑施工流程的自动化。建筑中的许多构件可以异地加工，然后运到建筑施工现场，装配到建筑中（例如门窗、预制混凝土结构和钢结构等构件）。通过数字化建造，可以自动完成建筑物构件的预制，这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件不仅降低了建造误差，并且大幅度提高构件制造的生产率，使得整个建筑建造的工期缩短并且容易掌控。 BIM模型直接用于制造环节还可以在制造商与设计人员之间形成一种自然的反馈循环，即在建筑设计流程中提前考虑尽可能多地实现数字化建造。同样与参与竞标的制造商共享构件模型也有助于缩短招标周期，便于制造商根据设计要求的构件用量编制更为统一的投标文件。同时标准化构件之间的协调也有助于减少现场发生的问题，降低不断上升的建造、安装成本。

1.13 物料跟踪 

随着建筑行业标准化、工厂化、数字化水平的提升，以及建筑使用设备复杂性的提高，越来越多的建筑及设备构件通过工厂加工并运送到施工现场进行高效的组装。而这些建筑构件及设备是否能够及时运到现场，是否满足设计要求，质量是否合格将成为整个建筑施工建造过程中影响施工计划关键路径的重要环节。

在BIM出现以前，建筑行业往往借助较为成熟的物流行业的管理经验及技术方案（例如RFID无线射频识别电子标签）。通过RFID可以把建筑物内各个设备构件贴上标签，以实现对这些物体的跟踪管理，但RFID本身无法进一步获取物体更详细的信息（如生产日期、生产厂家、构件尺寸等），而BIM模型恰好详细记录了建筑物及构件和设备的所有信息。此外BIM模型作为一个建筑物的多维度数据库，并不擅长记录各种构件的状态信息，而基于RFID技术的物流管理信息系统对物体的过程信息都有非常好的数据库记录和管理功能，这样BIM与RFID正好互补，从而可以解决建筑行业对日益增长的物料跟踪带来的管理压力。 

 1.14 施工现场配合 

BIM不仅集成了建筑物的完整信息，同时还提供了一个三维的交流环境。与传统模式下项目各方人员在现场从图纸堆中找到有效信息后再进行交流相比，效率大大提高。BIM逐渐成为一个便于施工现场各方交流的沟通平台，可以让项目各方人员方便地协调项目方案，论证项目的可造性，及时排除风险隐患，减少由此产生的变更，从而缩短施工时间，降低由于设计协调造成的成本增加，提高施工现场生产效率。 

1.15 竣工模型交付 

建筑作为一个系统，当完成建造过程准备投入使用时，首先需要对建筑进行必要的测试和调整，以确保它可以按照当初的设计来运营。在项目完成后的移交环节，物业管理部门需要得到的不只是常规的设计图纸、竣工图纸，还需要能正确反映真实的设备状态、材料安装使用情况等与运营维护相关的文档和资料。 
 BIM能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来，从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供途径。通过BIM与施工过程记录信息的关联，甚至能够实现包括隐蔽工程资料在内的竣工信息集成，不仅为后续的物业管理带来便利，并且可以在未来进行的翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息。

 1.16 维护计划

在建筑物使用寿命期间，建筑物结构设施（如墙、楼板、屋顶等）和设备设施（如设备、管道等）都需要不断得到维护。一个成功的维护方案将提高建筑物性能，降低能耗和修理费用，进而降低总体维护成本。

BIM模型结合运营维护管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定维护计划，分配专人专项维护工作，以降低建筑物在使用过程中出现突发状况的概率。对一些重要设备还可以跟踪维护工作的历史记录，以便对设备的适用状态提前做出判断。  

1.17 资产管理

一套有序的资产管理系统将有效提升建筑资产或设施的管理水平，但由于建筑施工和运营的信息割裂，使得这些资产信息需要在运营初期依赖大量的人工操作来录入，而且很容易出现数据录入错误。BIM中包含的大量建筑信息能够顺利导入资产管理系统，大大减少了系统初始化在数据准备方面的时间及人力投入。此外由于传统的资产管理系统本身无法准确定位资产位置，通过BIM结合RFID的资产标签芯片还可以使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然，快速查询。

1.18 空间管理 

空间管理是业主为节省空间成本、有效利用空间、为最终用户提供良好工作生活环境而对建筑空间所做的管理。BIM不仅可以用于有效管理建筑设施及资产等资源，也可以帮助管理团队记录空间的使用情况，处理最终用户要求空间变更的请求，分析现有空间的使用情况，合理分配建筑物空间，确保空间资源的最大利用率。 

1.19 建筑系统分析 

建筑系统分析是对照业主使用需求及设计规定来衡量建筑物性能的过程，包括机械系统如何操作和建筑物能耗分析、内外部气流模拟、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的评估。BIM结合专业的建筑物系统分析软件避免了重复建立模型和采集系统参数。通过BIM可以验证建筑物是否按照特定的设计规定和可持续标准建造，通过这些分析模拟，最终确定、修改系统参数甚至系统改造计划，以提高整个建筑的性能。 

1.20 灾害应急模拟 

利用BIM及相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前，模拟灾害发生的过程，分析灾害发生的原因，制定避免灾害发生的措施，以及发生灾害后人员疏散、救援支持的应急预案。 
当灾害发生后，BIM模型可以提供救援人员紧急状况点的完整信息，这将有效提高突发状况应对措施。此外楼宇自动化系统能及时获取建筑物及设备的状态信息，通过BIM和楼宇自动化系统的结合，使得BIM模型能清晰地呈现出建筑物内部紧急状况的位置，甚至到紧急状况点最合适的路线，救援人员可以由此做出正确的现场处置，提高应急行动的成效。

从以上20种BIM典型应用中可以看出，BIM的应用对于实现建筑全生命期管理，提高建筑行业规划、设计、施工和运营的科学技术水平，促进建筑业全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景

BIM在施工行业的应用与发展新方向

目前，从BIM技术实践中可以看出，单纯的BIM应用越来越少，更多的是将BIM技术与其他专业技术、通用信息化技术、管理系统等集成应用，以发挥更大的综合价值。因此，BIM应用呈现出“BIM+”的特点。“BIM+”应用特点包括五个方面：一是多阶段应用，即从聚焦设计阶段应用向施工阶段深化应用延伸；二是集成化应用，即从单业务应用向多业务集成应用转变；三是多角度应用，从单纯技术应用向与项目管理集成应用转化；四是协同化应用，即从单机应用向基于网络的多方协同应用转变；五是普及化应用，即从标志性项目应用向一般项目应用延伸。

从技术应用向与项目管理集成应用转变。

我国建筑业虽然经过30多年的高速发展，但相比其他行业效率依然比较低。究其原因，一是工程项目自身的复杂性、管理过程非标准化导致的各业务管理协同不畅。据研究表明，工程项目约有30%的成本消耗在管理团队成员沟通协调过程中；二是数据共享协同困难，各业务管理单元之间，上下级业务层级之间实时获取一致的业务数据存在巨大困难，管理依据往往不是实时准确数据，而是事后报表或个人的经验，这会导致工程延误、浪费、错误现象的发生，最终影响决策。而目前的项目管理技术、方法无法根本性解决这些问题。

BIM技术的出现，可有效解决项目管理中生产协同和数据协同两个难题。目前，BIM
技术已经不再是单纯的技术应用，它正在深入到项目管理的各个方面，包括成本管理、进度管理、质量管理等都会深入应用BIM技术，与项目管理集成应用成为BIM应用的一个趋势。《报告》调查显示，59.8%的被调查对象认为，BIM技术与项目管理信息的集成可发挥BIM
更大的价值。二者的集成应用包括以下几方面的内容：

BIM技术为项目管理过程提供数据有效集成的手段

BIM技术是基于三维几何模型，集成不同阶段、不同专业、不同资源信息的共享知识资源，为项目管理过程提供了数据有效集成的手段。传统项目管理中，各业务线的数据是分散的，借助信息化的项目管理是将这些散落的数据集成应用，但缺乏将数据有机集成的手段和介质，造成来源不统一、口径不一致、数据不准确的问题。虽然借助信息化系统对数据进行了整理、统计和分析，但结果差强人意。

BIM技术基于统一的模型进行管理，提供更为底层、基础和一致性的数据，从设计模型、工程量数据扩展到施工管理、材料设备、运行维护等数据可全部有机集成在一起。

BIM技术为项目管理提供更为及时准确的业务数据

目前，工地现场的很多业务环节的管理失控，往往是因为没有准确的业务数据支持，如工程款支付超限、材料用量不清、二次设计不及时等。BIM技术侧重于在项目管理过程中业务点的技术应用，如工程量计算、变更算量、方案模拟优化等。通过这些点的应用，在提高项目单点工作效率的同时，为项目管理过程各业务线提供管理所需业务数据。这些数据是及时和准确的，它为项目管理过程中的流程审批提供依据，极大地提高了人员工作效率。

BIM技术可提高管理单元之间的数据协同和共享效率

BIM技术与项目管理集成应用，有利于提高工程项目管理过程中的各管理单元之间的数据协同和共享效率。在施工项目管理过程中，不同业务板块之间必须能够协调一致地工作，如资金的准备是否充分及时，需要采购、分包提出准确的采购和分包计划，但不同的业务管线的划分使得他们之间的沟通协调成本相当高，传统的管理手段无法突破这一点。

BIM技术可为项目管理提供一致的模型，BIM模型集成了不同的业务数据，采用可视化的形式动态获取各条管线所需数据，任何一点变更，相关业务人员做出修改后，其他所有人员调用到的数据都是最新的，保证了数据及时的、准确地在各方之间共享和协同应用。

BIM技术与项目管理集成需要信息化平台系统的支持

BIM技术与项目管理的集成应用是各参建方基于统一的模型进行工作，以BIM模型为中心，完成业务数据、管理过程的协同。在这个过程中，BIM