克服BIM应用障碍-BIM技术原理及应用

(1)BIM应用效果的不确定性及影响因素

虽然BIM对建筑工程参与各方的价值是毋庸置疑的,但是BIM在建筑业内的应用实践却面临绩效影响具有较大不确定性这一应用效果问题。2015年发布的《中国BIM应用价值研究报告》显示,仅有40%的设计企业及45%的施工企业认为其BIM投资回报率(ROI)为正。针对其他国家的调研亦显示,即使是在北美及韩国这两个BIM应用水平高度领先的地区,在2012年分别仅有62%及59%的应答者认为其BIM ROI为正,仍有大量行业人员并未从BIM应用行为中获益。许多学者基于其他视角的调查研究亦显示,BIM应用行为对信息征询单(RFIs)数量、项目进度、项目活动生产率等具体绩效指标的影响,同样具有较大的不确定性(表5-2^[4])。BIM应用效果所存在的不确定性,促使理论界在关注BIM扩散机制推动BIM在行业内快速发展的同时,亦需要进一步探索BIM应用行为如何影响设计及施工绩效,为实现BIM在行业内的更好发展提供理论指导。

表5-2　BIM应用效果的不确定性

有学者对现有实证研究所识别的主要BIM应用影响因素进行了归纳^[5],整体上看,影响因素分为组织因素、合同因素、过程因素、技术因素和环境因素等五个分类。其中,组织因素涉及项目参与方的有关内容,主要有参与方的抵触、基于BIM参与方的管理水平低、参与方建模分散导致模型应用降低、组织内与组织间的不合作、高层领导不支持等五个方面;合同因素主要涉及BIM理念与现有的传统合同的背离,具体有传统的合同关系割裂、合同中对BIM应用的责任和权限的不明晰、BIM价值难以量化、合同中缺少模型的精度要求、缺乏针对BIM应用的标准合同语言等五个方面;过程因素指的是BIM在具体应用过程与现有流程矛盾所面临的问题,包括传统的串行的业务流程、缺少BIM的早期应用限制BIM的应用效果、BIM应用缺乏激励措施、模型会被滥用的风险、组织沟通协调困难等五个方面;技术因素主要指BIM技术在扩散过程中所面临的制约,包括缺少分析模型的工具、缺少数据标准使软件之间信息交换、软件对复杂模型的操作处理困难及缺少、应用BIM的培训等四个方面;最后是环境因素,包含现有法律原因、缺少基于BIM的行业规范、全过程的信息结构规划的欠缺、行业规程及法律责任界限不明等四个方面。

任何工作流程的变化必然会带来相关的风险,BIM的应用也一定会产生一些直接问题和潜在问题。ChuckEastman在其著作《BIM手册》中,认为BIM的应用障碍主要包含了两个方面,过程障碍与技术障碍,过程障碍包括了阻碍BIM应用的法律问题和组织问题^[6]。

(2)过程障碍

①市场还没有准备好来接受BIM,现在还在创新阶段。很多业主相信,如果采用基于BIM的新流程和方法来建造设施,那么现在的合同模式也必须要改变,因为能够应用BIM的单位还不是很多,那么势必会影响竞标人的数量从而影响业主得到一个合理的低价中标单位,最终导致项目成本增加。最近的调查显示,大多数业主正在他们的项目中(不同程度地)使用BIM技术,采纳程度从仅使用BIM绘图到IPD(综合项目交付)团队中的全面参与不等。

②项目融资和设计工作都已经结束,已经不值得应用BIM。在项目准备施工时,业主和其他参与方的确错过了应用BIM的最佳阶段,但是项目还是有很多机会利用BIM来为项目增值。很多BIM应用成功的案例也并不是从项目已开始就应用,例如,港岛东中心项目开始应用BIM的时间已经是施工图设计阶段了,莱特曼数字艺术中心也是在扩初结束后开始应用BIM,最后预计为项目节约了1 000万美元(Boryslawski 2006)。项目团队同时也表示,如果项目能更早地应用BIM,还会节省更多的成本,我国许多著名的建筑工程业同样存在类似的经历过程。

③培训费用和学习费用太高。为了应用BIM,就必须对员工进行必要的培训并改变现有的工作流程。培训的费用和因工作流程改变而可能造成的损失要比投资软件和硬件的费用更大。一般来说,大部分的项目参建方都不愿意主动投资来改变现有的工作模式,除非他们感觉这是公司长期发展所必需的。此外,更多的项目参建方希望业主能出资对BIM的应用进行培训。

④BIM的应用效果取决于各方的参与程度。对一个项目而言,很难保证所有的参与方都有能力并愿意使用BIM。国内外很多案例表明,即使不是所有的项目参建方都使用BIM,BIM的应用依然会给项目带来很多收益,但是如果有些参建方没有使用BIM,那么还是会给项目带来一些问题。

⑤法律问题很多,解决这些问题需要付出很大的代价。要促进BIM的应用,有关的合同问题和法律问题就必须先解决。目前,电子信息的交换依然存在障碍,项目团队之间更多的还是用纸制文档进行交流。政府机构在这方面反映更慢,他们需要更长的时间来适应。但是,现在也有一些政府机构和私人公司克服上述障碍,创新地应用了新的合同语言,不仅重新定义了各方信息交流的方式,而且还改变了传统的责任与风险的分配方式。应用BIM的主要障碍就是责任与风险的再分配。BIM的应用强调的是信息的广泛共享和实时更新,在这种条件下,建模单位就承担了更大的责任。法律界已经认识到这个问题并认为新的风险分配机制势在必行。这个问题有待于专业组织(如美国AIA与AGC,英国BSI等)来修改合同标准或者业主对原有合同的修改来改变。(www.xing528.com)

⑥模型的所有权及管理问题对业主提出了更高的要求。BIM的应用需要提前在项目的组织和其他方面做很好的规划,在传统的模式下,CM方会负责沟通和协调各方并检查图纸,在BIM模式下,问题更多地会在前期被发现和解决,这不仅仅要求其他参建方及早加入,而其也对业主提出了更高的要求。这是一个各方交互解决问题的过程。业主需要明确自己在项目中的责任、角色,在其他项目参建方需要业主提供支持的时候,业主能及时提供。

(3)技术问题

①现在对某一专业的设计软件已经在技术上相对成熟,但对多专业的集成化软件技术尚未很成熟。2～5年前,要建立一个集成的BIM模型还是很不容易的,不仅需要花费大量的时间而且要求在专业技术上有一定的水平。现在,很多BIM软件工具已经初步具备了专业的集成的能力,基本上可以满足一般项目的需要,但随着建模范围的增大及模型中组成部分的增加,所建立的模型在功能上还没有完全达到应用要求,大部分项目参建方还是利用模型的可视化功能来进行沟通交流、进度安排、运营模拟等。目前,BIM设计软件对一到两个专业的设计方案进行整合是没有问题的,但如果使设计方案达到施工的详细程度,会更加困难一些。

在应用过程中,更大的问题是有关工作流程和模型管理。将多个专业的模型整合到一起,需要不同的专业人员对模型进行操作,这需要建立明确的标准和规范来管理对模型的更新和编辑,而且要能通过网络存储和访问模型。业主需要对项目团队进行监督和审核,确保他们有能力并正确选择BIM工具,按照要求来完成这项任务。

②标准还没有达到广泛接受的程度,市场尚未成熟。第四章讲述了很多标准类型,像IFC、NIBS及P-BIM,这些标准对提高软件的互操作性及BIM的推广应用都很有帮助。尽管软件公司已经改进了IFC的输入和输出功能,设计师仍然学习如何最佳利用交换标准,且许多组织还在使用其专有的格式进行模型交换。对很多业主来说,投资BIM也需要承担一定的风险,现在虽然有专门针对业主的标准,但应用层面仍然有限。

【注释】

[1]曹冬平.工程项目BIM应用行为的制度性驱动因素及绩效影响机制研究[D],同济大学博士论文,2016.

[2]彭荔.设计企业BIM技术应用能力评价模型及实例研究[D].同济大学硕士学位论文,2016.

[3]王广斌,张雷,谭丹,等.我国建筑信息模型应用及政府政策研究[J].中国科技论坛,2012(8):38—43.

[4]曹东平.工程项目BIM应用行为的制度性驱动因素及绩效影响机制研究[D],同济大学博士论文,2015.

[5]张雷.基于BIM建设项目协同管理机制研究[D],同济大学博士论文,2014.

[6]Eastman C.,Teicholz P.,Sacks R.and Liston K.(2011).BIM Hand book:A Guide to Building Information Modeling for Owners,Managers,Designers,Engineers and Contractors.2nd Edition,Wiley,New York.