BIM技术作为信息时代背景下建筑行业二次革命,得到了全球政府、学者及建筑行业从业者的广泛关注。北美、北欧、英国等发达国家、地区最早从本世纪初即开始BIM技术的推广环境的规划与建设,经历了近二十年的发展,已取得了丰硕的成果。


 


 

根据全球著名咨询公司Research and Market于2020年4月发布的《建筑信息模型(BIM)市场报告:趋势、预测与综合分析》报告,2018年全球BIM市场规模约61.9亿美元,2019-2024年复合年增长率预测值为15%。基于BIM技术在重大基础设施和重点产业建设项目中的广泛应用,亚太地区在未来几年内可能成为全球规模最大、增速最快的BIM区域市场。


 

我国BIM技术起步较晚,但快速受到政府、企业、高校、科研院所的高度关注,而上海市在BIM技术研发与应用推广走在全国首列。


 

2014年,上海市人民政府办公厅发布了《关于在上海市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》,明确了推进建筑信息模型技术应用的指导思想、基本原则和主要目标、重点任务以及保障措施,并在2017年将该《指导意见》的有效期延长至2022年底,足见上海市政府推动BIM技术与新兴数字化技术深度融合,强化BIM技术落地应用,不断引领BIM技术向全领域、全过程、全产业链协同方向发展的决心。


 

受市住建委委托,由上海建筑信息模型(BIM)技术应用推广中心牵头组织编制的《2020上海市建筑信息模型技术应用与发展报告》(以下简称“报告”),正是为了详细了解BIM技术国内外发展前沿,系统掌握上海市BIM技术应用 的阶段成果和全年推进情况,进一步提炼总结经验,为下一步推进工作提供决策依据。


 


 

报告分为四个章节:

第一章简要概述国内外BIM技术应用发展情况,对BIM推进规划、标准制定、推广组织、BIM应用价值与效益及人才培养情况进行了详细调研;

第二章系统性地对上海市BIM技术应用情况进行分析,重点阐述了上海市BIM技术应用政策环境、推广情况及成熟度评估情况;

 第三章对上海市BIM技术总体应用发展情况进行深度剖析,重点总结BIM技术在重大民生工程、装配式建筑及绿色建筑的融合应用以及与各项新兴数字化技术协同应用的经验;

第四章对上海市BIM技术应用进行了展望,重点分析了上海市BIM技术应用现状以及面临的机遇和挑战,并提出下一步工作重点。


 


 

纵观全球,哪里BIM技术应用发展情况最好?

  

英国是目前全球BIM应用增长最快、成效显著的地区之一,也是全球BIM标准体系最健全且实施推广力度最大的地区。英国政府于2011年发布《政府建设战略(2011-2016)》,提出英国BIM发展战略及阶段性目标,并成立BIM任务组,促进BIM在政府投资项目中的应用;2015年发布《英国数字建设战略》,提出BIM成熟度(BIM Level)概念及对应的评价方法,将数字技术引入建筑全生命周期管理;2016年发布《政府建设战略(2016-2020)》,规定2016年起所有中央政府投资的建设项目必须应用BIM技术并达到BIM Level-2阶段(关于BIM“段位”的解释在下文);2017年成立英国数字建设中心,探索如何利用数字技术改善建筑 环境,并配合英国外交和联邦事务部开展国际BIM业务。根据英国《NBS国家BIM报告 2019》显示,英国BIM应用率已从2011年的13%提高至2019年的69%,并于2019年起协同国际标准化组织(ISO)逐步将现行PAS 1192系列国家BIM标准升版过渡至ISO 19650国际BIM标准。


 


 


 

国家机构推进规划和重点内容
英国内阁办公室2011年5月,英国内阁办公室发布英国政府将在 2016 年要求 其公共工程导入合作式 3DBIM应用的五年计划,并提出在2016初达到BIM等级2的硬性要求。在2019年英国NBS所发布的《NBS国家BIM报告2019》中对于强制令的实施效果与当前BIM推进过程中存在的问题进行了数据调研及分析反思。
美国美国陆军工程兵团(USACE)2006年,USACE发布了《2006-2020年BIM路线图》;2010年,USACE发布了适用于军事建筑项目分别基于Autodesk平台和 Bentley平台的BIM实施计划,USACE在2012年第二版BIM路线图中将民用BIM路线独立出来并较军用推迟4年,2019年仍在研究适用于民事建筑项目的BIM实施计划。
美国总务署(GSA)GSA从2003年开始积极进行系统性的公共建筑营运模式改造,于2006年正式提出《GSA’s national 3d-4d-BIM program》计划,循序渐进地、系统性地全美推动全国公共建筑从3D到4D到BIM的转变。
新加坡新加坡建设局(BCA)BCA 设立了260万美元的奖励基金用于资助提高建设行业生产力相关的研究项目,该机构还为虚拟设计与建造(VDC)领域提供额外的资金。BIM 国际专家委员会(IPE)正在研究新加坡建设领域如何通过技术创新进一步驱动更高程度的行业生产力,为BCA制定下阶段BIM发展规划提供相关依据。
澳大利亚澳大利亚基础设施建设局2016年发布《澳大利亚基础设施规划》,作为澳大利亚首个针对基础设施领域的15年长期战略发展规划,提出政府投资的 大型复杂基础设施项目必须强制使用BIM技术。
澳大利亚采购和建设委员会(APCC)为支持《澳大利亚基础设施规划》落地,澳大利亚政府委托APCC与行业合作,围绕BIM实施工作拟定合理的指导意见,制定BIM实施过程中所涉及的通用标准和技术条款。


 

根据英国《NBS国家BIM报告2019》,在988名受访者中69%知道并使用了BIM,29%的受访者仅知道BIM,2%的受访者不知道也未使用BIM。根据该报告,英国企业BIM应用率如图所示,21%的企业在25%项目中使用BIM,19%的企业在50%项目中使用BIM,19%的企业在75%项目中使用BIM,26%的企业在99%项目中使用BIM,而15%的企业在100%项目中使用BIM。


 


 

不同用户对BIM应用价值的评价因自身项目角色、经验与期望的差异而各不相同,BIM应用价值是指采用BIM技术的直接收益及采用BIM技术而创造的项目效益。英国BIM应用情况如下图所示。


 


 


 

我国BIM技术应用发展情况如何?

  

住建部于2016年发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》和《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》,在此后三年的示范工程建设中,BIM技术应用已由单点应用逐步发展为与智能化应用相结合。目前,BIM技术在设计、施工和运营维护全过程的集成应用已取得一定进展。青岛、郑州、山西、南京、深圳等地区陆续发布取消施工图审查的政策,并大力推动BIM正向设计,开发和利用BIM、大数据、物联网等现代信息技 术及资源,进一步推广工程建设数字化成果交付与应用。


 


 

2019年广西壮族自治区、河北省、山东省、湖南省、深圳市、天津市、重庆市、广州市、德阳市等省市均出台了相应的BIM试点、设计验收标准等相关政策,建立BIM工程建设项目智慧审批平台,制定统一规范、BIM信息数据存储、交换、交付等通用标准,进而推动建筑工程的大数据信息共享。长三角地区组织成立长三角BIM应用研究会,定位于建设BIM指导者,为业主方、设计方、施工方、运维方等各相关方提供技术指导和咨询服务,该会常年定期举办数据中心BIM应用初级学习班和高级研讨班,在我国建筑行业引起了很大的反响。


 

2018年12月-2019年11月,国家及行业、主要省市发布的BIM相关标准及指南如表所示。


 

机构名称简介
国家住建部《制造工业工程设计 信息模型应用标准》GB/T51362-2019

2019年10月1日实施;统一制造工业工程设计信息模型应用的技术要求,统筹管理工程规划、设计、施工 与运维信息,建设数字化工厂,提升制造业工程的技术水平。

住建部《建筑工程设计信息 模型制图标准》JGJ/T448-2018

2019年6月1日实施;统一建筑信息模型的表达,保证表达质量,提高信息传递效率,协调工程项目各参与方识别设计信息的方式。

河北省住建厅建筑信息模型设计应用标准DB13(J)/T284-2018

2019年2月1日实施;在设计阶段规范、创建、应用建筑信息模型,指导设计过程,为后续阶段提供基础模型。

建筑信息模型施工应用标准DB13(J)/T285-20182019年2月1日实施;推动河北省建筑行业信息化实施,规范和引导施工阶段建筑信息模型应用。
广东省住建厅

城市轨道交通建筑信息模型(BIM)建模 与交付标准DBJ/T15-160-2019

2019年11月1日实施;规范和引导城市轨道交通建筑信息模型建模与交付,支持“规划-设计-施工-运营”阶段的设备设施全生命周期管理,实现各阶段信息传递及应用,提升城市轨道交通信息化水平。

天津市住建委天津市民用建筑信息 模型设计应用标准DB/T29-271-2019

2019年11月1日实施;加快转变建筑业生产方式,提高工程建设信息化水平,推动天津市建筑信息模型技术的深度发展,促进BIM技术在建筑设计领域的系统应用。

天津市城市轨道交通管线综合BIM设计标准DB/T29-268-2019

2019年11月1日实施;促进天津市城市轨道交通工程BIM技术应用,确保管线综合BIM设计水平,保证城市轨道交通设计和施工质量。

深圳市住建局

房屋建筑工程招标投标建筑信息模型技术应用标准SJG58-2019

2019年12月1日实施;推进工程建设信息化实施,支撑建筑信息模型技术在房屋建筑工程招投标阶段的应用。


 

根据中国建筑业协会《中国建筑企业BIM应用分析报告(2019)》中调研数据显示,BIM 应用已在工程建设项目的技术、商务、生产三方面业务实现全部覆盖,现场可视化技术交底 的应用比例为53.11%,质量、安全方面应用比例分别为47.24%和43.43%,与往年相比有了很 大的提高,具体应用情况数据如图所示。经过近几年的发展,BIM软件种类、BIM应用业务范围、BIM应用点都获得了较大的提升。


 

被调查对象单位开展过的 BIM 应用情况


 


 

BIM的应用真的能带来效益吗?

  

据《中国建筑企业BIM应用分析报告(2019)》中调研数据显示,企业在BIM相关领域的资金投入力度相对均衡。投入资金在10万-50万元的企业所占比例最高,占19.93%;其次是投入100-500万元的企业,达到17.7%;投入在50万-100万元以及投入10万元以内的企业分 别占16.47%和10.48%;投入高于500万元的企业占比8.87%,如图所示。另外,特级资质企业对BIM技术的投入远高于其他资质的企业。


 


 

企业层面对 BIM 应用的投入情况


 

上海市已完成验收的8个BIM应用试点项目进行调研 
 


 

BIM技术在项目中的应用价值可通过缩短工期、节约成本、提高质量、提升管理效率、提高安全性等几大方面来体现,均获得市场普遍认可,BIM技术应用价值分布情况如图所示。数据表明,减少设计失误引起的工程变更,促进项目参与各方的合作和交流,提高合同、图纸和文件的质量这三个方面的应用价值居前三位。83%的项目参与人员认可BIM技术有助于减少设计失误引起的工程变更;76%的项目认可BIM技术有助于促进项目参与各方的合作和交流,56%的项目认为BIM技术有助于提高合同、图纸和文件的质量,52%的项目认为BIM技术有助于提升项目规划和设计水平,49%的项目认为BIM技术有助于节约工程管项目成本。


 


 

和打怪升级一样,BIM应用也有段位

  

层级技术组织/流程政策/标准
第一层级 建模建模技术建模组织/流程建模标准/政策
软件技术设置BIM技术应用相关职位与角色建立针对模型建立的标准
满足BIM软件的相关硬件和网络要求设定基于模型的工作流程拟定文件交换草案
第二层级 协同协同技术协同组织/流程协同标准/政策
使用组织间可交互共享模型的软件设置组织间可以交互的项目BIM角色制定可交互的模型标准
第三层级 集成集成技术集成过程集成标准/政策
应用基于网络平台的模型数据共享全供应链中的专业组织集成减轻政策的强制性影响,整个行业自发主动使用BIM
移动设备、GIS、物联网、RFID、VR虚拟现实、PC装配式建筑技术的结合全生命周期中跨专业工作贯彻整个供应链中的标准、草案以及合同协议的制定和使用
采用各方集成的合同形式(如IPD) 等集成相关学科的教育程序


 


 

推动BIM技术发展与应用,上海给了“天时地利”

  

BIM技术作为实现建筑业转型升级的基础性技术和推进行业组织生产方式转变的革命性技术,已被列入上海市工程建设领域科技创新的一项重要工作。近年来,上海市不断发文推广BIM技术,为上海市的BIM应用提供了良好的政策环境基础。上海市所制定的相应BIM技术应用配套政策和措施成为BIM技术的持续推进的一大助力。尤其是在试点示范项目、宣传培训方面已取得阶段性成果。


 


 

2019年,上海进一步完善了BIM技术应用技术标准、指南、招标及合 同示范文本/条款,形成了满足应用实际应用的标准体系;开展了BIM关键技术研究、BIM技术应用教育培训;各行业协会、企业组织了大型竞赛、论坛等多项普及宣传活动,为BIM技术的推广应用奠定了坚实的基础。2019年上海市BIM技术应用项目总数与应用率稳中有升,各区均有BIM技术应用项目,涵盖了房建、水利、交通、市政等各种项目类型;其中,跨设计、施工、运营(可含)的全过程应用数量高于阶段性应用,BIM技术应用点从三维可视化转向技术分析,BIM 技术应用内容丰富,在BIM应用效益与价值方面探索定量的BIM价值测算方法。


 


 

展望未来,BIM技术应用将是大势所趋

  

BIM技术作为建筑业数字技术中最重要的组成之一,极大地提高了建筑行业生产力,可以预见,BIM 技术将在未来很长一段时间内成为支持建筑业数字化转型的基础工具。


 

根据上海市人民政府办公厅2017年发布的《关于促进本市建筑业持续健康发展的实施意见》要求,至2020年本市政府投资工程应全面应用BIM技术,实现政府投资项目成本下降10%以上,全市主要设计、施工、咨询服务、运营维护等企业普遍具备BIM技术应用能力,新建政府投资项目在规划施工阶段应用比例不低于60%。


 


 

全市BIM应用较上年相比已从培育期稳步进入推广期,BIM应用率和应用效益得到进一步提升。在轨道交通、公共建筑、水务工程和公路道路等重点领域工程项目中,BIM技术的应用 价值得到进一步体现并获得广泛认同;在深化应用方面,正向设计、工程质量安全管理、 运营维护等应用点均取得了重大突破或深度拓展;在BIM 专业人才培养上,建筑信息模型技术员职业技能培训与认证已于2019年正式启动,建筑信息模型技术员成为一种新职业,对BIM技术的发展、对BIM从业人员的工作开展起到了极大的推动作用。


 


 

关于BIM,未来将会有哪些热词出现?

  

1.智能BIM


 

纵观2019年全球建筑业整体发展趋势,BIM技术、5G技术、人工智能等数字技术已经引发了全球范围内新一轮建筑业变革,工程数据的功能已被重新定义。数字技术已渗透到建筑业的方方面面,打破真实建筑物与虚拟建筑物之间的界限,彻底改变人与建筑的交互方式。经过近几年BIM技术的推广普及及应用实践,随着5G时代的来临,建筑业已逐步具备了大数据和人工智能等技术发展的基础条件。如何将 BIM 技术与大数据、人工智能进行有效融合,为建筑业的转型升级提供新的动力,是行业内研究的热点课题。同时,“智能BIM”这一概念也逐渐被专家和学者们所认同,并逐渐成为建筑业未来发展的一种趋势。


 

根据清华大学教授张建平教授的解释:所谓智能BIM,包括两个层面,一个基础层面是要搭建智能环境,将智能的设备通过约定的协议和互联网联系起来,形成智能物联网,使设备能够自动的交换信息、触发动作和实时控制。第二个层面是将BIM技术和云计算、大数据、人工智能和互联网相融合,实现工程建造和运维全过程的海量数据,异构数据的融合、存储、挖掘和分析,做到从数据到信息,从信息到知识,从知识到决策,来建造智慧的管理。


 

2.数字孪生城市


 

BIM技术的不断发展,带来了城市管理的升级。从建筑物到社区到城市,BIM可以解决的问题不再基于原有的专项技术应用点,而是拓展到了交通问题、环境问题、气候问题、能源问题等,从而形成了真正的数字城市。


 

“数字孪生”概念的提出,为智慧城市建设注入了新的活力,是BIM、CIM理念与技术的新一轮演进。“数字孪生”技术被视为若干彼此依赖的装备系统的数字映射系统。它充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程,实现系统内信息资源、物质资源的 最优化配置。


 

3.数字化交付


 

随着BIM技术的不断发展,其应用深度和应用广度也在不断扩大。以往 BIM 技术应用主要聚焦在工程项目层面,解决工程项目设计、施工阶段的各类技术问题,提升工程项目的建设管理水平。随着BIM技术的应用范围不断扩大,形成了大量的数据资源,继承了设施设备资产全过程信息,使得项目管理者可以提取并追踪诸如构件状态、细节标准、运营维护手册、保修数据等相关的运维信息,提供一个在建筑设施全生命周期内管理分包商、供货商数据及设施组件的平台,最终实现建筑设施的全生命周期内的最优设备管理。


 

因此以运维需求为导向的数字化交付是BIM技术应用的一大发展趋势。结合工程项目运维管理目标,做好建筑数字资产库的建设与管理,组织各参与方开展运维相关数据的创建、修改、更新、审核、交互及编码。在竣工交付时,交付包含所有设计和施工阶段信息的竣工模型,实现建筑资产的数字化交付。


 

4.建筑业精细化管理


 

BIM技术是实现建筑业精细化管理的有效手段。以BIM模型为载体,有效集成了建造过程中的各类工程数据,打通上下游数据链条,为项目全生命周期应用提供基础数据支撑,从而提升企业信息数据的质量及应用水平。


 

从目前的BIM应用情况来看,越来越多的企业开始重视企业级BIM应用平台和数字资产库的建立,使得数据管理从项目层级逐渐向企业层级的数据资产库管理延伸,有利于企业各管理层级、各部门、全员的实时参与,在规划设计、施工建造、投资造价和运营维护等不同阶段实现精细化管控, 实现企业管理由传统的经验管理向科学管理、流程化管理转型,提升管理效率,增强企业核心业务管理能力。在企业未来运行与决策过程中,数据的价值将会越来越得到重视, 依靠BIM技术建立企业级应用管理平台和数据资产库以实现建筑业企业的精细化管理是 BIM 应用未来的一大发展趋势。


 

5.BIM+装配式+EPC


 

装配式建筑以其工期短、用料省、绿色环保等优势逐步占据了建筑市场的一席之地。BIM术协同和集成的理念与装配式建筑一体化建造的思路高度相似,尤其是在EPC工程总承包管理模式下,基于BIM的装配式建筑信息化应用的作用和优势越显突出。


 

BIM+装配式建筑+EPC的建设模式将是未来我国建筑业的一个重要发展方向,引领建筑业数字化改革。装配式建筑“设计、生产、装配一体化”的实现离不开BIM技术在设计、生产、装配过程的全过程应用。通过BIM一体化设计技术、BIM工业化生产技术和BIM现场装配技术的应用,实现装配式建筑建造过程的数字化协同工作。在EPC工程总承包模式下,基于BIM技术能够有效增强EPC项目团队的协同管理能力,实现智能建造。


 


 

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