BIM的愿景：数字建筑与增强打印技术助力全球制造

BIM标准反映了日益严格的绿色建筑要求的结果，由于BIM工具越来越多，对于多数企业而言，人员的训练反而是最大的问题，而不在于技术，因此这些企业最需要的人力都在于丰富的建模经验上。部分大学以BIM取代绘图的课程，随着时间的推移和虽缺乏精确度的要求，但BIM的使用趋势是很清楚的。未来的建筑师和工程师，虽对BIM努力学习的学生，但也缺乏施工上的经验。技术的发展促使一些厂商扩大BIM的使用范围，包括法令自动检查和使用建筑信息模型的施工发展。同时其他人提供更多专业的特定功能，如建造管理功能，建筑产品制造商提供3D目录，也变得越来越普遍。在日益复杂的建筑中，BIM让全球化就地制造组件以降低成本上的做法上变得可行。纵观全局，BIM的使用，有利于早日整合项目的设计和施工团队，使其更可能密切地合作。这将有助于提升建设交付过程速度，使成本更低，更可靠，不容易出现错误和危险。对一名建筑师、工程师、任何其他AEC 行业的专业人士来说都是好事。BIM技术将持续迅速发展。BIM工具强调工作流程和施工的做法，是建筑与未来BIM的一个新愿景。想使用BIM作为实务工具或教育未来的建筑师、土木工程师、承包商、业主和专业人士的教育者，都不仅应该了解当前的能力，也要了解未来的发展趋势和对他们建筑行业的潜在影响。

建造BIM经理，BIM的应用工程师和BIM的模型经理应履行两个基本角色，在公司层面上，他们提供的软件支持服务，在案件层面上，他们与项目团队一起工作，如更新建筑模型，确保原点、方位、命名和格式一致性，并协调设计团队内部模型组件的交换和与外部的设计师和工程师的文档交换。过程趋势表现为：业主要求BIM和改变合约条款，以便能导入使用；新的技能和角色兴起；非常积极的BIM用户的比例，逐年稳定增长；成功的导入施工经验，承造商驱使BIM优化，进一步构思BIM优势如何导入，造成整体公司优势；整合式实务活动的好处是接受广泛的检讨，并正在紧锣 密鼓地在实务中检验；标准的成效正在积聚；对绿色建筑要求增加；BIM和4D CAD工具在大型建设工地办公室已成为常用的工具。技术的发展趋势：用BIM使法令自动检查和施工性检讨评估变得可行；主要的BIM软件厂商增加功能和整合设计工作能力， 提供了更丰富的使用平台；供货商正越来越多地扩大其使用范围，并提供特定专业BIM的工具；建筑产品制造商已开始提供可参数化的3D目录；BIM的营建管理的工具越来越多；BIM是鼓励预制日益复杂的建筑组件，可以全球性制造。

建筑师、工程师和承包商之间使用BIM已超越了尝试的阶段。在成功的导入BIM施工经验后，承造商衷心企盼如何建模成功经验优势以增加公司竞争力。整合式实务活动的好处是可以被更广泛的讨论，从这些讨论中，让实务检验领先的AEC公司更加体认到，在未来建筑过程中BIM将成为整合施工做法的必要手段。建筑团队的所有成员，不仅是工程顾问，包括施工者和制造商，体认到对项目设计都要提出有价值的意见。这些改变是基于新形态的伙伴关系，美国建筑师协会已出版了整合式项目交付（IPD）的指导方针，已经有许多的成功应用案例研究报告。可以预测项目交付机制将有协同的创新：新形式的合约将被探讨；基于有限责任公司（LLCs） 和关系式契约的承包；风险和回报的平衡正成为业主权益关系的一部分，合约载明分配利益及罚则。这种努力的一个很好的例子就是 Sutter Health Center整合形式的协议（IFOA），其收益和罚则共享的规定。可以发现BIM标准正在逐步发酵。众多行业利益集团正努力制定模型视图定义，主要的BIM工具供货商，或多或少地支持IFC为一交流标准。设备列表、数据表、维修和其他竣工数据移交的施工营运建筑信息交换标准也正被使用中。

在电子信息和建筑信息模型中，过程的脚本数量不断增加，信息可视化正在成为的整体工作流程的核心。多重展示环境或信息互动工作室设置在许多办公室和工地。新的环境，使项目团队能在整个信息空间，以BIM互动。团队成员可以同时查看模型、日程、规范、任务和各成员角度之间的关系。

利用BIM，使法令自动检查和施工性审查评估变得可行。在新加坡，建设所需法令检验的设计审查在建筑许可证核准上已经进入了自动化审查。有创意的公司，如Solibri及EPM，已发展了模型检查软件。通过使用迭加的三维模型，让复杂的建筑系统间得以协调，而其检查的能力也不再只局限于冲突的检查。

BIM供货商正越来越多地扩大其使用范围，并提供特定专业BIM的工具。主要的BIM厂商都以相同的基本参数化建模引擎加入各专业特定的接口、对象、设计规则和行为。这些厂商也都以并购强化分析应用， 增加软件功能范围。一方面供货商购买了建筑系统的协调应用程序；另一方面开发与整合复杂的承包商工地管理应用程序。以前独立的能源分析工具 （Ecotect and Green Building Studio）也已经被 Autodesk 所收购。其他也都正在扩大其平台的广度。

建筑产品制造商已开始提供3D目录。产品如：JVI钢筋机械接头， Andersen窗，以及其他许多不同的产品可以从网站下载3D对象和模型参数。如Reed工程SmartBIM图库，Auto Desk的Seek图库和其他类似的工具，图库提供BIM的大型建筑产品。在捜寻引擎中也有越来越多的图库可供捜寻。而RVT文件类型的Family，虽为最常见图库开发的BIM工具使用格式，然而也有不同程度上的支持。建造管理功能越来越多被整合入BIM工具中。4D CAD扩展到包括成本，就称为5D的CAD，进一步扩展，纳入了额外N的管理参数，就称为ND 的CAD，也是各种解决方案的提供。这些方案提供更好地项目分析，以建立可行和可靠的方案。虚拟建设的概念已不再是只研究者熟悉的，在越来越多的实务中被认可与使用。BIM是有助于使日益复杂的建筑组件，落实到全球制造的经济模型中。在国内制造大型幕墙系统组件，在成本和质量上，是难与匹配的。运输时间补贴的必要性，意味着设计的交货时间很短，制作组件必须在第一时间通过BIM提供可靠和无误差的信息，以缩短交货时间。这使得一个项目可以大规模的异地预制，以降低成本并提高质量，并简化施工过程。

外围硬件技术的发展，使虚拟BIM世界可联结到真实的建筑世界。射频扫描，调频识别（RFID）技术和便携计算机的持续发展，使BIM和施工工地之间得以双向数据传输。射频扫描现有建筑产生点云的实体几何信息，方便装修或整修的设计工作，也可使用在测量上。当运用到三维模型上，点云数据，可以直接用来作为突显现有尺寸与设计尺寸的偏差。实体精密测量，也可用于监测施工进度。在美国新泽西州的梅多兰兹体育场项目中，在整个供应链，RFro标签被用来监视超过3000预制混凝土组件。在工地使用以专门的软件收集数据与建筑模型数据核对或同步，已经是司空见惯。

业主会遇到对质量和提供服务本质的改变，整体项目可靠度增加，如预算，符合计划书要求，并按期交付等。许多业主已经遇到此状况。进步的业主领导的案件团队，应用和扩大运用BIM相关的服务。在未来几年内，业主可以预期在设计行业转化为更多元的服务，由供货商提供的建筑信息模型进行分析，查看和管理模型等进而发展出相关的服务。业主在项目早期阶段，会更多的三维可视化和概念性的建筑信息模型与方案分析。建筑模型远比图纸要可以提供更多的沟通能力与信息。基于维网络技术的日益普及，像在虚拟小区，让业主有更多的选择来查看案件模型，并利用他们作为的市场营运，销售并在网站中作设计评价，灵活得多，也实时得多，信息性也比用CAD产生的楼宇计算机图更多。他们也使业主和设计师在项目生命周期影响最巨大的早期阶段，拥有更多的设计方案。依据各业主的利益点，这些技术的发展都会不同层次的影响。在建设开发销售的业主会发现，他们要求和实现设计期缩短得多，尤其在概念设计和施工文件阶段。另一方面，业主要求建筑物的生命周期成本和能源效率的经济利益，在概念设计时间将提供机会，为每个替代的设计方案进行深入研究。聪明的业主了解在概念设计时间的模型是可以发展及迅速评估，进而要求更高的设计质量。在优化建筑设计的努力中，他们会要求在工程造价，可持续性，能源消耗，照明，音响，维修，操作及其他标准上，做更多的选择方案上深入探索。在这段时间内，更先进的分析和模拟工具，为特定类型的设施，如医疗保健，公共领域建筑，体育场馆，交通设施，市民中心，教育中心的案件。同样，聪明的施工客户，将推动不同建筑类型的自动化审图设计软件 评估不同发展阶段，并订定建筑设计准则及不同的预设条件。对于第一次运用BIM的建设业主，可能会因为不熟悉BIM的用途，而有使用上的落差。他们可能不熟悉BIM和其潜在的用途，结果可能无法充分参与设计团队在评估案件中较为细节的目的、功能、成本和交付时间。如果设计师没有原则，他们可以迅速发展相当详细的设计和制造出有说服力和感染力的建筑模型。如果跳过概念设计的重要阶段，产生不成熟水平的设计建筑模型，往后的过程中会导致大量的工时虚耗。在最坏的情况下，造成不当建筑设计与不符合客户需求。就如任何强大的技术一样，BIM也会被滥用。当物业管理客户在不熟BIM可以提供的服务前提下，建议客户选择有BIM相关能力的设计顾问，已取得专业的设计服务，让BIM技术能力得以实现案件的预期目标。另一方面，聪明的业主也会进一步要求施工团队提供更快、更可靠的建设进度。私人建筑采设计投标施工交付方式将继续减少，这是因为业主知道采用整合式团队是获得BIM技术价值的最好方法。他们将开始以释疑方式（RFIs） 评估BIM团队，且在计划开始之前就作。若项目设计和施工过程变得有效率，业主索赔数目将也会降低。律师和专家证人将成为业主生活（或担心）中的一小部分，而施工时间与成本的变动状况也 会逐步缩小。建设项目多的业主，会寻找有BIM的经验知道如何利用这些工具与精简流程的设计和施工专业人员。

同样的，通过BIM改善现有工程所带来的好处将显现在建设成本的降低与执行效率上。当展现出4D与BIM的整合力之后，会使承包商的使用变得更加普遍，业主将越来越欣赏这些工具的力量，同时愿意在这方面提高预算和进度的可靠性，以及整体工程质量。他们将在BIM内置的可视模型格式中，开始要求状况报告与进度安排。更多的业主将寻求模型经理或要求施工经理执行此种任务，建置模型管理网络，并渐渐使用BIMWeb的服务器。因此，在协作团队中个别成员有其专有信息时，业主将越来越需要解决知识产权问题。验收后，业主也将考虑是否使用设施管理模式。在验收过程中，将完工信息直接导入BIM的数据库中，鼓励业主采用BIM为基础的营运管理系统。如果实行这样的方式，将需要学习如何更新和维护系统。在这段期间，可以预期以BIM为基础的营运管理系统增加和成熟。可看到BIM和监测建筑物信息结合的系统用来比较、分析与预测建筑物的性能数据数据库，这将提供业主和经营者有更好的工具管理他们的物业。

设计师们将体验到施工阶段生产力的提升和更高质量的设计服务。设计公司最显著的转变将在其服务的质量和本质。目前，设计师大多依靠经验和经验法则来判断如成本、功能性能、能源和环境来调整他们的设计。大部分的时间和精力花在生产项目文件，并明确业主的需求。设计公司（从业主端推动）将开始扩大其服务范围包括详细的能源和环境的分析，分析设施内的运作，价值工程基于BIM的驱动，使整个设计过程中的成本估计，更符合绿色建筑的设计要求。

IPD会使设计师的工作环境有深远的改变，独立的工作环境将转变为共同协调讨论重大项目的空间。在这些空间中，将具备有经常性协调整合建筑模型的大房间，这相较于过去有非常大的差异。在一个一般的办公室工作，备有一时常协调整合建筑模型的大房 间，工作环境有显著不同，相较于设计师在自己的办公室工作。在各个工程专业日益自动化的情况下，详细文档制作阶段中加工时间周期也将明显减少。其中涉及时间周期和进行中在各层级的工作量，也就是说，对于任何的工作量，减少周期时间，意味着进行的工作量会降低。企业应该在任何时间能够减少他们在积极进行的设计项目数。因此，移动员工的注意力从一个项目到另一个项目，必然固有的一些浪费可能会减少。

BIM的工具和流程，有利于透过因特网分工和外包服务的趋势，具有高度技术和BIM技术人员的小企业的进一步能力。更多的机会提供给技术个体项目承接者，或针对建筑系统和材料的不断增长的复杂性提供非常专业的设计服务。各专业设计的财团公司能够合作围绕一个共同的建筑模型，在较短的时间比以往任何时候以图纸所能实现团队合作更优良的成果。主导设计的事务所，不论是一个大或小公司，只要在有创新且高度设计能力和协调能力的领导下，提供新的设计和性能分析或制图顾问，效率和务实成为可能。承包设计公司将做的工作的数量减少，但将会有协调和整合多个专家顾问的工作。今天这些趋势是很明显的，也将逐步增长，以应付日益复杂的设计服务。

虽然许多会改变，但是建筑设计的许多方面将保持目前原有的做法。在短期内，大多数的业主，当地的建管当局和承包商将继续要求项目图纸和纸质文件（或二维电子文文件）。多数非领先的设计者，只会利用BIM产生有一致性的图纸作为团队的沟通与移交给承包商。只有少数的事务所，将有自己一致设计功能的标准突显自己的执业能力。

施工企业为竞争优势会要求在工地和办公室研发BIM的功能。他们将使用BIM生成四维CAD，并在合作、冲突检测、客户审视、制图管理、采购上使用。在许多方面，他们比其他参与者处于在一个更有利的地位，利用施工供应链无处不在的短期经济效益和准确的信息。BIM有助于减少施工预算和工期，结果是一个更好的设计质量（即更少的错误），并实现更大程度的预制。设计细节的开发能力，在这个过程中的一个影响是，减少常导致悬而未决的细部和不一致的文档造成工作返工。

在建筑模型中有丰富和随时可用的信息，工地启用新的规划应用，包括除成本和进度外。施工安全是一个关键问题，BIM可用于规划工作的安全问题上，从利用信息模型和安全知识数据库评估风险水平的生产计划，已经验证。在实务中，数字项目的冲突检测能力，用创新的方法来检测焊接工作人员的工作区之间的冲突。一些机械的参数化建模软件公司为不同类型的施工预制产品开发设计和数控加工设备。这将使新的定制加工产品日益成为施工的一部分，包括模压塑料板、外墙板、新颖的各类管道等其他产品。

由于资深职员的混合角色，以及一些细部系统的复杂性，建筑物建模的角色将是一个承包商和制造商之间的问题。作为第三方的预制，钢筋混凝土和其他系统工程施工图服务，在BIM下发挥和其他系统般效率，如在钢结构加工制造业务一般，以同样的方式成为实际上建模者。

Internet和BIM工具，将有利于建设全球化的增加，不仅在设计和零组件供应，而且在日益复杂的工程组件制造。生产数据的准确性和可靠性，透过BIM的使用允许传统在当地（可在世界任何地方）采购组合的建筑产品，幕墙板就是一个例子。模块化预制实用系统或完整的卫生间单位也是一可行方法。上述的状况将让施工制造领域的竞争在全球蔓延。BIM促进预制和预装，使他们的工程协调基本上没有差错，而比以前更经济、环境更好、更快和更便宜的建筑物，模块化设计和制造更大和更复杂的订制部分建筑将大行其道。模块的预制组件的概念也很类似，但更大、更复杂的，往往不被重复制造。制造业大规模的订制情况。建楼将成为像制造业般，许多模块为异地厂商所做，运到施工工地装配完成建筑物。

目视检查在Google地球上已是可行的，将多种信息源的合并，建立一个虚拟的环境是可行的做法，并在设计和批准上使用BIM。地理信息系统（GIS）在许多政府和公用服务上是非常普遍的。这些数据包括地形条件、基础设施、现有的结构、环境和气候条件、法定要求等。这种GIS 信息的互操作性的各种挑战是相对地不复杂，因为他们可交换智能建筑模型，提供项目场地模型给政府，在经济上是可行的，可由个别项目用地直接嵌入设计师的BIM创作工具内。

BIM的推动对绿色或可持续建筑的做法有一个爆发性成长，因为BIM可以分析是否符合耗能标准，如他们绿色建筑的使用材料，及其他因素如LEED认证架构中所要求。能够自动评估建筑模型，让执行新法规更为务实。这样的能力已经可以通过gbXML实现。一些建筑规范已经要求对所有建筑物进行能源分析，以符合耗能标准。以使用性能为基础的标准，而不是指令性的标准，可能会增加。所有这些趋势，在开发更好的功能上将产生巨大的压力，以解决能源的准确性与可持续发展能力的模型。BIM工具内整合能源的软件已经面市，这意味着BIM有利于推动可持续发展的建筑。

若BIM成为建筑工地无所不在的使用工具，图纸的重要性可预期的降低，但图纸不可能会消失，直到数字显示播放技术灵活和稳定，足够应付工地的日常使用。在今天的建筑业图纸的功能之一，施工合约附录形式中的商业文件，同时也有迹象显示，BIM可以更好地满足这个目的，一方面是因为他们改进无专业性的读取障碍。因为模型可以产生特定格式的图纸，为施工团队和安装需求发展更好的文档，生成新的功能。如连续性等距的视图组合的视图和材料清单，有利于团队操作。

数字模型的签证问题，是一个必须解决的技术和法律障碍，甚至包括其各个组成部分。另一个在未来的版本的问题，当应用程序的开发和版本不再支持旧版本时，是否仍保持可靠度。这些问题在其他的商业领域都已经解决，只要经济驱动力足够强大，就可以确保他们将解决建筑模型。解决方案可能需要先进的加密技术，第三方文档新的原始模型文件，中立的观点仅在于格式和其他技术的优势。在实务中，越来越多的项目参与者已选择根据模型建立，而不是图纸。法律实务中，将保持与商业实务的步伐。

由于大量与不断增大的BIM项目文件和管理模型在本质上交换是困难的，因此会有一个BIM的服务器在对象级别上管理项目而不是在文件级别上管理，这是日益增长的需求潜力。ArchiCAD 中的第一个主要的BIM平台，能提供对象级别管理能力的BIM平台。BIM的服务器，可由各种形式提供，包括BIM平台软件公司，项目整合的因特网服务提供商和新的创业公司，它们可能被本地托管并在一个单一的设计公司或单个项目的基础上使用，或作为一个云端计算机服务的提供者。这种交换的技术已经存在于那些使多个用户同时访问模式的BIM模型，可锁定单个对象，所有需要的是转移一个更大和功能更完整的数据库环境的能力。鉴于交易的主要对象及其参数的增量更新（相对模型差异交换），需要传输实际的数据量是相当小的，远比整体CAD文件文档 小得多。然而，BIM服务器最后将需要保持不同用途不同的平台上创建对象之间的完整性。

建筑产品和装配模型的定位和插件的新工具，被称为建筑元素模型 （BEMS）。两个发展上的问题是BEMS多个BIM平台性的语义搜索和兼容性。今天，已经能够在网上捜索，根据用户定义标准的建筑产品，如果一个知道产品名称或标准材料名称，语义捜索将使捜索范围广泛接受同义词，理解类似和继承关系，并可以属性组合的方法处理。语义表达的基本问题，在所有行业上已被采用。建造从业者应该往前寻求新工具，利用BIM语义学，以不同组织内容和提供用户能自行定义的语义查寻。在特定条件下，查询多个项目中的所有产品，这些功能会逐渐变得可行。更强大的捜索和选择能力有可能成为市场上不同的商业电子商务网站的标志。限于建筑模型制作工具目前的各种参数化建模能力，一个系统中有参数规则的对象不能被转换成另一个不同系统的对象而不遗失参数规则，这制约了在不同BIM工具使用的有利发展。这些限制将会削弱更复杂编译能力的发展。BEMS依赖固定的几何形状，如浴室装置及门五金，已有上市。未来扩展到参数化支持不同的形状：如根据不同的布局和形状的组合，如华夫式结构板或吸声天花板系统等；不同拓扑式形状体，如楼梯和栏杆。

三维信息自动的智能程序对象将会出现，不仅对组件系统，如外墙、屋面系统、机械、电气、给排水、暖通空调、消防等，组件系统间的接口。商业建筑产品的应用，特别是建筑物的细部定义，为供货商提供的产品担保是不可少的。例如，屋面系统和各种不同系统的边界状况的详图将自动生成，甚至扩大屋面系统的控制，以满足不同和复杂的条件。目前，这些仍然在图纸中表示，只有少数明确的变化，其结果造成供货商通常还需要检查。

BIM公平的竞争环境，在建设项目和业内平行的信息访问网络。信息流造成无距离感，所有有关项目内的合作可以成为同步，这是一个从传统的异步工作流模式的变化。顺序生成、提交、审查图纸，这与传统的工作流程发生重复和浪费资源，已不再适用。缩短周期时间和信息流紧密结合，让专业和法律在这些工作流程关系演变的结构上，也同样不适合协同的运营设计和施工工艺，虽然学术研究有一定的作用，发挥在确定新的概念和信息流的措施，促进诚信和价值，工业试验和错误的努力，透过实际的先驱动必要性，将成为BIM的主要来源的工作流程。新的合约形式、工作说明、商业路线和采购安排将需要合成、测试和完善。这将需要一些时间重新定义，以适应当地法规、协会的做法。

因为不同专业模型产生变更时，在不同专业的设计模型保持完整性（例如建筑与结构与施工）将是必要的。不幸的是，在短期内，互操作工具，如IFC并不支持除了视觉和几何对象识别的干涉冲突检测外的整合。管理整个系统的变更一旦涉及不同载荷（结构或热）或其他性能变化的关系，就会越来越认为是一重要及限制性的条件。智能的自动转换，BIM伺服器的导入，将会持续增加，并逐步取代需同步化的手动生成专用模型视图。这些都可由自动化或分析师来解决。建筑物件在不同专业之间特有关系的本质要研究。生产建筑代码检测和其他类型定制化设计审查工具需要被开发，会导致硬编码（hard-coding）式的辨识这些规则并不是最好的方式来定义与导入。至于与其他应用软件，硬编码生成工具，是代价过大，编写和调试不易更改。相反，高层次和特殊用途的规则定义语言将会出现，促进建筑物中规则检核（rule-checking）的整体发展。起初可用于简单的应用领域，如流线和空间评估，随后，功能增加，当测试条件标准被定义后，可在IFC或相关的建筑模型中，为不同的建筑领域的增量作评估。这些程序语言将允许非程序编写者编辑在一个更直接的方式规则检查。两种类型的后端工具（back-endtools）可以导入编译和执行相同的语言：可以作为一个独立的检查者，在Web服务器上执行；直接嵌入BIM设计工具，设计时，同时检查。这些语言的发展将 促进在广泛领域的设计评估工具的实现，对不同的建筑类型，客户的范围，与建筑法令机构。需要进行研究，以解决不同类型分析所需的各类模型几何。虽然大多数人都熟悉杆件结构分析模型的需要，很少人知道建筑物中分别代表能源区管理，在结构体每一表面上的需求。能量分析的前处理模型自动分割的方法是必要的。另一种类型的几何抽象，是计算流体力学的封闭空间量体。这种模型使用启发式，以确定所需的几何特征获取必要的空气流动。如果这些分析导入日常使用，那么自动化几何抽象的进一步发展是必要的。多种类型整合的分析、新类型的能源系统的开发、并对它们进行分析等的研究结果，将导致新一代的能源模拟工具。例如，演示热的自然对流，从模拟的能量辐射到空间内部材料热流量的互动分析，将使用计算流体动力学（CFD）模型作为输入。在设备方面，整合智能电网能力的需求，公用事业公司提供的建筑物，与当地的再生能源系统，如太阳能板，将需要新一代的建模工具来模拟它们的行为，诸如此类的电力能源 需要的管理。新的工具将是模块化，使不同类型的能源生产和能源消费系统的混合是可以被建模的。多目标优化方法，如各种遗传算法（genetic algorithms），需要的实用功能，以表达不同功能方面的建筑物的综合性能。发展这些关系将允许参数模型自动改变搜索性能、重量、太阳能热能、能源利用和其他目标。在机械装备水平和建筑耗能水平下是不可能的今天，将使基于全面性效能为基础设计的一个新水平成为可能。同样地，如接单制造芯片半导体制造工厂般的预制厂施工，以自定义数值控制（CNC）制造可能很少或根本没有手动输入预制混凝土，钢筋焊接系 统，几种类型的外部支持碳纤维增强塑料。加工厂将依靠由设计师提供的模型数据生成数字控制指令，只需要组件生产商最少的检查。这将减少与定制预制品相关的成本，使他们更接近标准施工和分散资本投资在其他项目。

另一个研究领域是如何提供模型数据于建筑工地上，直接面对工作。这项研究涉及硬件、软件、数据库架构、人机界面。虽然PDA、平板和手机都已被广泛使用，工地展现BIM的信息将越来越有用，纸质文件仍是目前使用最普遍的技术。利用射频扫描获得在该工地几何信息作为设计使用，利用云转换，产生有意义的建筑对象，可用于BIM中，受制于高成本，这是一个耗费时间的努力，限制了该技术的使用，已经成为研究的焦点。

下面讨论积极参与BIM的人和组织， 可能面临的障碍及有驱动力可能的变化。

①经济、科技和社会的驱动力

有一些经济、技术和社会因素，这些因素可能推动BIM的工具和工作流程的未来发展。这些因素包括：全球化、专业化、国际间可持续发展的驱动力、工程建筑服务的商品化；精细施工推动、设计建造总包和整合式项目团队的增加；设施管理信息的需求。

全球化导致消除国际贸易壁垒。施工时，建筑组件生产能移到更具成本效益位置的可能性将增加，高度准确和可靠设计信息的需求也会增加，导致有高度信心，能将组件运送很远的距离，正确地组装完成。

设计服务的专业化和商品化是另一种经济的驱动力，将有利于BIM。作为更好的发展的优势技能，如产生渲染图或执行结构分析的套件，更好的定义和发展与远距离的协作更被接受，BIM将启用提供特殊服务。

可持续发展对于建设成本和价值和施工，引入了新的面向建筑和设施使用的真实成本，当看到来自世界各地的可持续发展问题，都尚未被市场化。使所有住宅净零能源消耗，推动较大设施能源的生产者的压力，而不是消费者，将会增加。这些都会影响材料的价格、运输成本、建筑物营运方式。建筑师和工程师将负责提供更多的节能建筑，使用可回收的材料，这意味着将需要更准确、更广泛的分析。BIM的系统需要支持这些功能。

设计施工总包项目，或交付使用IPD合约的项目要求设计和施工之间的密切合作。这种合作将推动BIM的采用和发展。最后，软件厂商的商业利益和他们之间的竞争，也将是BIM系统的强化和发展的根本动力。也许BIM系统和通过将内在价值、其信息的质量提供给建设业主，将成为最重要的经济驱动力的。提高信息质量，建筑产品，可视化工具，成本估算分析导致更好的决策，在设计和施工过程中减少浪费，降低建设和生命周期成本费用。连同建设维护和营运模式的价值，滚雪球效应，让业主要求他们的项目使用BIM。

计算机高速运算能力的提升，远程感应技术，计算机控制的生产机械，分布式计算机运算，信息交换技术和其他技术，软件厂商将利用自身的竞争优势，打开新的可能性。另一个可能影响BIM系统的进一步发展，是引进的技术领域，是人工智能（artificial intelligence）。以专家系统为目标的发展，如法令查核，质量评价，版本对照，设计指南，设计指导的智能工具等，BIM是一方便的平台。这些的努力已正在进行中，再过十年，将会成为一种标准方法。

信息标准化是另一个进步的驱动力。建筑类型，空间类型，建筑构件的定义一致性，其他专有名词等，将有利于电子商务日益复杂、工作流程自动化。它也可以驱动不论是私有或公共领域参数化建筑对象库的管理与使用，内容的创意。无所不在的信息的读取，包括组件库，使得所能使用各种广泛目标计算机化模型更有吸引力。(www.xing528.com)

移动式计算机运算，位置、识别和遥感技术将让BIM在工地上的使用更广，这将有助于更快、更准确的施工。GPS导航已经是一个自动化的土方工程设备控制系统的重要组成部分，类似的研发，预计可运用在施工。

②改变的障碍

作为上面提到的反面，BIM的进步面临着许多障碍。这些措施包括技术壁垒，法律和责及法规，不恰当的商业模式，抵抗就业模式的改变，需要大量的专业教育。

施工是一个协同合作的努力，BIM比CAD更能实现紧密的协同合作，但是，这需要工作流程和商业关系的支持，增加彼此责任和奖赏共享。BIM工具和IFC文件格式，尚未充分解决管理和模型变化追踪上的支持；也没有能充分处理这些团体责任的合约条款。不同设计师和承包商的经济利益是另一个可能的障碍。在施工的商业模式中，现在只有设计师能取得小部分BIM的经济效益，承包商和业主确是获有主要利益。还尚未有一种明确直接对设计师能提供丰富的信息模型的有利机制存在。同样的对性能化的设计有利的合约，可能与正式合约般，尚未能伴随订定。

BIM的开发商配合专门设计专业，因为他们的量大。然而，对BIM的挑战是越来越专门的功能需求，包括从项目的可行性评估（如DProfiler）概念设计，但特别的是不同的承包和预制系统所需的软件。BIM软件的发展是资本密集型的，为发展出建筑承包商先进工具而不得不承担商业风险的软体供货商。主要技术障碍是需要成熟的相互操作工具（interoperability tools）。摩尔定律（Moore's Law）在实务中的规律显示硬件不会是一个障碍，情况似乎也是这样的。标准的发展（development of standards）一直比预期慢，很大程度上是因为缺乏一种商业模式，能允许资金进入市场。同时，缺乏有效的相互操作性（effective interoperability）仍然对协同设计是一个严重的障碍。

除了可预期的是所有软件会做人机界面改善外，BIM工具期待在以下几个方面会显著增强：

·改进输入和输出的能力，如IFCs的规范。市场将要求这一点，软件供货商将遵守。但考虑到自己的商业利益，他们也将继续有第二选项：每个BIM平台，将扩大其应用的范围，使日益复杂的建筑设计建在同一平台上，使用相同公司的相关工具，不需要作数据转换和交换。这将日益强调在不同的BIM平台的基础质量显现其系统性。

·为特定建筑类型的精简版BIM工具，如单个家庭住房，已经面世一段时间。如果他们的数据可以导入到专业的BIM工具，可能造成， 每人都能够建造自己的梦想建筑物或公寓，然后将它们传输到实际的设计和施工的专业人士项目中。

·会有远离桌面型应用程序，而到利用网络的简易客户端的运用模式。这些应用程序将利用后端BIM模型伺服务器的前端服务。这些几何建模型库的软件的技术已经出现。新一代的BIM工具将支持在任何地方设计的功能，包括平板和智能手机应用程序的界面。

BIM工具，支持复杂产品的布局和细部，也有望进入市场。这些专门的工具将受到广泛使用，因为如果产品可能携带的保证只有名誉，若此产品能详细说明这些工具使用，成功与否或对这些应用程序影响程度尚不明显。4D进度软件将为制定详细的装配、安装过程，支持仿真扩展功能。虚拟规划工具，如Delmia在航空和制造业，已被用于执行虚拟首航研究，这将使一些订制化的细节工作的准备费用减少。

③设计业提供新服务

越来越多，信息丰富的I-Rooms提供协作和规划建设空间的需要，将响应多个组织。建筑师、承包商和可能的第三方，将提供现代实务所需要的整合式环境。这包括：多幕的会议室，支持实体规划，日程安排， 采购追踪，案件规划等方面的平行投影图。在未来竞争将决定哪家公司将可提供这些服务，低成本计算机分析的可视化环境（Computer Analysis Visual Ermronment）和附加有水平的真实度，将继续扩大至硬件市场。

在BIM的服务器上，大部分项目将以联合方式进行管理，单独的模型涉及各行业的专业范围。更好的整合工具，将可保持一致性进行联合模型集，模型经理的作用就如任何其他专业服务一样的重要。模型将支持越来越多派生的视图、能源、结构、音响、灯光、环境影响、制造的运算分析。它们还将支持各种建筑规范、材料设计手册、产品保证、内部结构的组织运作的功能分析操作、维修程序等的自动检查。

④整合总包式服务和协议

另一种可能的创新领域是一个更明确的工作流程的定义，支持项目开发和竣工。工作流程规划在大型合同中是占多数的部分；通过权衡，与内容的规范和详细的级别信息将成为新的里程碑。国家BIM准则中定义的工作流程提供了交换的一个选项，它们将在合同中描述的信息流程，在项目哪个阶段，和谁，与他们之间交换，这些是基于合约谈判期间所商定的工作流程。该工作计划大纲的协作模型更加明确，并决定工程顾问公司、制造商、其他人会来参与。反过来，这样的协议将影响，每一方工作人员在该项目中所要求持续时间，项目中可以提供的追踪，支持更多的自动化工作流程。

基于性能的设计合约将变得更加普遍，大有智能的业主将开始指定第一年的能源和其他生命周期成本的性能指标。新的业务将以联合体形成以应付这新的挑战。

⑤建筑产品制造商：智能产品规范

BIM的产品规格变得无处不在，设计师会喜欢指定有提供信息的产品，以电子形式可直接插入模型，包括供货商的产品目录，价目表等等，以超链接方式引用建筑产品。这将演变成复杂和具有智能化产品的规格，包括信息，可以在除指定采购产品所使用的数据结构，热、照明、LEED的符合以及其他分析，基本的电子建筑产品目录。有能力构成的部分产品支持它们直接使用的模拟工具，尤其是照明和能源分析，将成为目前的挑战，也是它们几何信息整合的重要扩展。有趣的法律问题是能源组件仿真行为的证实，这也将成为一个令人关注的新领域。

实现高层次语义捜索的基本挑战将得到解决，允许颜色、纹理和形状的搜索新功能，都将变得可用。而参数化对象的交换和输入将成为一个老问题，其微细度的增加则还在探索之中。

⑥施工法令：自动法令查核

法令查核自动检查符合规范要求建筑设计模型和规划的限制，是一个在未来有进一步发展的领域。此功能可以两种方式提供如下：

·应用服务提供商出售/出租嵌入式软件插件的法令查核于BIM软件工具。插件中透过网络，由该提供厂商维护的数据库中提取本地需求的数据，如当地管理单位提供服务般。设计人员检查他们不断发展的设计。

·外部软件直接按法令检查一个中性模型文件，如IFC文件。设计师的模型导出和检查IFC模型，都在网络服务器上运算。

两者的发展都是可能的，虽然前者有优势，直接提供回馈到用户模型，比从外部接收报告并需要解读后才可能修正问题的方式较有优势。但因为设计是一个反复的过程，设计师应较喜爱直接获得回馈，进行更改并检查。后者的情况下，将被要求保证最后必须遵守法令。有了正确的XML链接，外部软件也可以由BIM工具输入来源，以识别错误，并提出改正。在这两种情况下，含有法令规划和规范规则的文档应该是小的和广义格式的文档，易于维护。

⑦精细建设（Lean Construction）和BIM

精细建设和BIM可能携手一起进步，因为它们是在几个重要方面的互补性。精细思想应用于建筑设计时，意味着：通过消除不必要的过程阶段，提供给业主，如图纸打印，没有直接的价值，减少浪费；并行的设计，尽可能消除错误和重做工；缩短工期周期。BIM会实现这些所有的目标。

为聪明的消费者生产高度订制化的产品是精细生产的主要驱动力。个别产品周期时间的减少，是一个必要不可少的组成部分，因为它有助于设计者和生产者更好地应对客户经常变化的需求。在减少了设计和施工两者的时间，BIM技术可以发挥至关重要的作用，但认为其主要影响是，设计时间的持续时间会有效地瓦解。概念设计快速地发展，通过可视化和成本估计较强的与业主沟通，并与工程顾问同时进行设计发展与协调，减少错误和自动化生产的文件，促进预制的协调，都有助于时程效果。因此，BIM将成为建设不可缺少的工具，不仅因为其直接的好处，而是因为它使精细设计和施工可行。明确界定管理和工作程序，是精细建设的另一个方面，因为它们允许架构式实验以改善系统。

⑧施工企业：信息整合

下一步将建设的企业资源计划（ERP）与施工的建筑信息模型（BIM）等软件整合。模型将成为劳务与材料的数量、施工方法、资源利用率的核心信息源。它们将发挥举足轻重的作用，为施工控制所需自动收集数据。这些综合系统的早期版本可以插件的形式出现添加到BIM设计平台。建造管理，被添加到建筑平台的应用程序，会有功能上的限制，由于对象类之间的关系，施工所需要的与整合的，根本上不同。施工所需的BIM平台，在建筑设计和详细等级上，会有互补上的限制性。专属的应用程序才将会完全成熟，它们可能会以以下三种方式的组合发展：

·以生产细部系统的供货商将其对象添加模型工作包和资源，与根据公司的做法，有迅速细部的参数功能。建入这些系统后，其将成为施工计划的应用程序（进度、计量、估价、采购）和施工管理（采购、生产计划与控制、质量控制）。结果将是非常详细的施工管理模型。多个项目将以多种模型在全公司范围设置管理。

·以作为标准ERP系统的扩展，具有特定活动的链接，与BIM模型联结。这些应用程序将具有明显BIM工具界面，但它们还是外部接口。

·以完全新的以施工为主的ERP应用程序，建置与施工模型紧密整合所需施工上功能以及业务和生产管理功能，如会计、结算和订单跟踪等。

不管所采取的路线，将导致更为先进的工具，施工管理能力整合职能部门公司的独立项目。有能力来平衡劳力和设备在多个项目中的分配和协调小批量交付类型的好处，是可以实现的例子。

一旦建筑信息模型与ERP系统整合普遍，自动数据采集技术，如射频扫描，GPS定位，RFID标签等使用，在现有施工和工作的监测和物流，都会成为普遍的状况。这些工具将取代现有的测量方法，大型建筑的布局，模型建置也将成为一标准的做法。

随着全球化趋势与BIM功能使高度设计发展和商业信息的一体化，促进了预制和预先组装，将导致建筑行业与其他制造业进行紧密一致的活动，而使工地工作降至最低。这并不意味着是大规模生产，而是精细生产高度订制的产品。每栋楼将继续拥有独特的设计特性，除了基础仍然是工地施工的主要组成部分以外，BIM可确保所有零件交付时使它们的预制匹配无瑕。