中国建筑业bim发展的影响因素研究

中国建筑业bim发展的影响因素研究

目前，中国是世界上最大的建筑市场之一。据威宁谢公司(DavisLangdon,AnAECOMCompany)发布的调查结果显示,2010年全球建筑市场总规模达到4.4兆美元。其中,中国建筑市场已超过8千亿美元,在2010~2011年期间增长率达到10%,与印度并列为增长最快的国家。中国在建设发展的过程中,资金和人员投入大,能源和环境问题日益突出。在保持高速发展的同时,建筑业需要由传统的高消耗、高污染发展模式转向节约、高效的发展模式。建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)从技术上,为提高建筑行业生产力、增加专业沟通、减少资源浪费提供了支持。1中国建筑材料的发展现状1.1积极鼓励对应用主体的有机集成2001年中华人民共和国建设部(现更名为中华人民共和国住房和城乡建设部)制定了《建设事业信息化“十五”计划》,并于2003年根据建设事业信息化发展的需要对该计划进行了修改。计划中明确阐述了建筑业信息化的发展趋势,提出的行业信息化的总体目标第一条即为“完善建设领域信息化标准体系”,提出的重点任务包括“将建设事业单项应用趋于成熟的管理信息系统技术(MIS)、计算机辅助设计技术(CAD)、关系数据库技术(RDBS)、自动控制技术(AC)等进行面向应用主体的有机集成,使多项信息化技术在集成中提高企业管理一体化、可视化和网络化水平”,为中国BIM研究奠定了政策的基础。在2001~2005年,科学技术部《“十五”科技攻关计划》期间,建设领域展开了对于BIM技术的相关研究。例如,课题为“基于IFC国际标准的建筑工程应用软件研究”开发了基于“行业基准分类(IndustryFoundationClasses,IFC)”的结构设计和施工管理软件。此后,《“十一五”科技攻关计划》对BIM技术相关研究给予进一步的支持。“十一五”的重点项目《建筑业信息化关键技术研究与应用》中,第四个课题“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”展开了基于BIM技术的成本预测、节能设计、建筑设计、施工安全以及施工优化等软件的开发。2011年5月,中国住房和城乡建设部印发《2011~2015年建筑业信息化发展纲要》。纲要明确指出,“‘十二五’期间,建筑业信息化发展的总体目标为基本实现建筑企业信息系统普及应用,加快BIM、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用,推动信息化标准建设,促进具有自主知识产权软件的产业化,形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业”。1.2中国资本对bim应用的认知情况在政府政策的引导和支持下,学术界、软件企业和设计施工企业分别展开了BIM技术的研究、开发和应用。BIM成为中国建筑业中最热门的话题之一。虽然在近几年的BIM研究和示范应用项目上取得了一些研究成果和实践经验,但是对于整个中国建筑业来说BIM仍然是陌生的技术。Wu等在美国建筑科学研究院(NationalInstituteofBuildingSciences,NIBS)发行的BIM学术杂志上发表了一篇对于中国建筑业BIM应用情况的调查。结果显示,被调查公司中31.6%还没开始了解BIM技术,23.7%是2006年以后才开始注意BIM技术的。张建新以全国各省市级的建筑设计领域的专业人士为对象进行了问卷调查。调查结果表明,在50家建筑设计研究院专业人士中,应用过BIM技术的被调查人员只占4%,而68%被调查者只听说过BIM,其他28%名被调查者从未听说过BIM。吴吉明认为与发达国家相比,中国BIM系统的研究与实践相对落后,虽然很多设计人员意识到了BIM的重要意义,但是依然保持被动的态度。目前中国BIM发展情况表现为“变革中的真空期”。基于以上调查判断,现在中国建筑业BIM技术的发展及应用仍然处于技术的宣传和了解阶段。业内人员对于BIM技术的知识倾向于自身的专业,或者局限于理论方面的知识,而缺乏实践经验。BIM技术的发展在技术、组织、经济、管理、法律以及政治等方面都面临着众多问题。2中国建筑材料发展中阻碍因素的识别2.1国外研究现状近几年,国内外学术界对于BIM引进和应用的现状、引进效果以及阻碍因素等问题不断地进行研究。对较全面分析建筑业BIM引进和应用中所遇到的相关阻碍因素的调查研究进行总结可发现(见表1),在美国以及芬兰等发达国家,对BIM技术的应用比较普遍、实践经验也相对比较丰富,它们的阻碍因素大部分来自于BIM项目的实施过程中所面临的一些实际性的问题。比如,培训的时间和费用、BIM专家以及在软件硬件上的投资费用等问题。国内研究也涉及到一些阻碍因素,如政府的宣传力度不足、缺乏BIM相关标准等。在此基础上,通过国内外BIM文献研究和专家访谈,从技术、经济、操作、法律等方面提炼出建筑业BIM发展普遍存在的阻碍因素共41项,如表所示。2.2工作和对bim技术的认识为了识别以上阻碍因素在中国建筑业环境下对BIM发展的影响程度,进行了问卷调查,并采用层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP)对“阻碍因素”的影响程度进行排序。调查的对象是在中国建筑业直接或者间接地使用BIM技术的工作人员、项目管理人员和研发人员。调查问卷由两个部分组成,一部分是关于调查对象的工作状况和对于BIM技术的认识程度。另一部分是对“阻碍因素”的重要度评价。调查对象所从事的工作和对于BIM技术的认识程度如图1和图2所示。对“阻碍因素”的重要度评价结果如图3所示。通过对41项“阻碍因素”的重要度进行排序,可得到影响中国建筑业BIM发展的15个关键阻碍因素,具体为:-没有充分的外部动机-国内缺乏BIM标准合同示范文本-不适应思维模式的变化-对于分享数据资源持有消极态度-使用BIM技术带来的经济效益不明显-缺乏国产的BIM技术产品-没有政策部门和行业主管部门颁发的BI标准和指南-基于BIM的工作流程尚未建立-BIM项目中的争议处理机制尚未成熟-目前各专业之间交互性差-反抗新技术的抵触心理-缺乏能够保护BIM模型的知识产权的法律条款和措施-聘用BIM专家和咨询需要额外费用-设计费用的增加-国内缺乏对于BIM技术的研究对比中外建筑业BIM发展的关键阻碍因素,可发现中国的阻碍因素具有如下5个特点:(1)在BIM发展过程中,与政府、业主以及建筑业的团体或者组织有密切关系的阻碍因素较其他国家多。(2)与法律相关的因素对于中国建筑业BIM发展的影响力比较大。(3)从业人员的心理和思维方式对BIM在中国建筑业发展产生的阻力比较突出。(4)中国建筑业重视研究和开发本国的BIM软件。但是目前国产软件缺乏的现状,严重阻碍BIM在中国的发展。(5)虽然经济因素对于中国建筑业来说不是最关键的阻碍因素,但是对于BIM的发展有一定的阻力。在经济阻碍因素方面,中国更重视对于BIM带来的经济效益问题,而国外更关注软件购买和硬件升级的费用。3bim促进方案通过文献调查、问卷调查以及专家访谈,可以得知BIM技术在中国建筑业中才刚刚起步,并且面临着众多的阻碍因素。目前中国建筑科学研究院和中国建筑设计研究院等中央企业、欧特克、广联达和鲁班等软件开发公司、中建国际设计顾问有限公司和北京市建筑设计研究院等建筑设计咨询机构以及一些高校正在推动中国建筑业引进并应用BIM技术,但是从整个中国建筑业BIM发展的现状来看,其推动力仍然不足。为解决研究发现的关键阻碍因素,促进中国建筑业BIM引进和应用,建议采取三阶段的BIM促进方案如图4所示。该方案包括3个阶段,即推动BIM引进的阶段、BIM应用的过渡阶段以及推动BIM应用的阶段。3.1积极推动bim技术的应用该阶段最关键的是增加中国建筑市场对于BIM技术的需求量,从而提供“充分的外部动机”。由于政府具有直接带动建筑市场变化的优势,所以建议政府在公共项目中率先规定使用BIM技术,要求项目参与方具有一定的BIM应用实力。同时,从项目立项开始,邀请研究机构进行对BIM技术的应用展开跟踪研究,其主要目的在于分析BIM技术所带来的经济效益。企业通过自身的试点项目尝试BIM项目,不仅仅提高技术上的操作能力,而且熟悉BIM工作模式以及业务流程。为了有效地实施BIM项目,政府的行业主管部门首先需要研究制定BIM标准和指南,建立BIM应用的框架。政府颁发的标准和指南可为企业和个人提供具体的BIM应用指导。根据政府的BIM标准和指南,企业可以根据自身的情况编制更详细的企业BIM标准和操作手册。企业的BIM标准和手册应包括更具体的BIM应用方法,比如,BIM应用的目的、使用BIM的主体、BIM应用范围、BIM模型建模方法、BIM模型详细程度、协同工作程序以及模型的评价方式等有关项目的BIM应用准则。同时,软件开发商需要提供切实可用的软件,以保证BIM项目正常运行。该阶段由于缺乏可用的国内软件,可先使用从外国引进的BIM软件。建筑业各参与方之间,即政府、企业、个人以及行业协会等,需要以团体或者个人的方式进行交流并共享有关BIM技术的知识。在推动BIM引进的过程中,虽然试点项目在BIM技术的应用范围上还无法实现全生命期的建筑信息管理,但政府、企业以及个人都能够通过阶段性的BIM应用,积累实践经验。这些经验的互相交流和对BIM技术的定量分析以及结果的分享,都将会成为中国建筑业BIM引进的驱动力(Drivingforce)。3.2项目参与方的bim技术应用该阶段是政府、企业以及个人在引进BIM技术以后,适应BIM的工作模式以及业务流程的过渡阶段。借助于BIM实践经验和BIM效益的定量化进行评价,企业方面尤其是项目的业主方了解并认可BIM技术的优点,从而开始要求项目参与方使用BIM技术。企业和个人在参与BIM项目的过程中积累一定的技术和管理经验,潜移默化的适应BIM工作模式。通过BIM项目的参与和BIM技术的应用,企业和个人不仅得到一定的经济收益,而且也能够应对BIM技术所带来的变化,从而对BIM技术的抵触心理会逐渐减少。同时,“老设计人员”通过参与BIM项目,也适应了BIM的3D思维模式。在该阶段业主方对于BIM技术的认可、消除企业和个人的心理障碍以及向3D思维模式的转变都需要有足够的适应时间。3.3开发国产bim技术产品,加强对企业和个人的管制该阶段关键是扩大政府和民营企业的项目中BIM的适用范围,还包括硬(软)件投资、教育体系的建立以及BIM合同文本的制定等。在扩大政府和民营企业的项目适用范围的过程中,把BIM标准和指南更具体化、体系化。政府和企业对BIM项目的执行中所遇到的一系列问题进行详细分析并根据结果补充改正BIM标准和指南,使其完善。企业通过对员工的培训来培养BIM人才,而员工也需要不断地提高自己的能力,来适应BIM的发展。通过大量实施BIM项目,企业和个人将具备更高水准的BIM操作和管理能力。同时,BIM使用者对于软件功能也产生更高的要求。BIM软件不但需要满足使用者更为复杂的需求,而且要符合国内建筑业的使用标准。从长期的中国建筑业BIM发展的远景来看,国产BIM软件的开发是必需的环节。在开发国产BIM技术产品的过程中,政府对于软件盗版市场加以强化管制。企业和个人增强知识产权意识,购买正版软件,使得软件商有足够资金进行开发和升级,从而让国产BIM软件的发展进入良性循环。在BIM应用项目中所追加的硬件购买的费用、聘用BIM专家及咨询费用,以及设计费用建议由所有项目参与方共同承担。尤其是项目的业主方作为BIM技术产生的效益的最终受益人,可按照其他参与方提供的BIM服务水平给付相应的费用。政府和项目的业主也可以采取奖励政策,扩大BIM使用者的范围。比如,选定承包商的时候,采用加分制,鼓励项目参与方使用BIM技术;或通过合同规定,对使用BIM技术,从而避免返工和资源浪费、节约成本的情况,相关参与方可按比例提成。随着BIM项目数量的增加,对于BIM人力资源的需求也在增加。公共教育部门将BIM培训融入现有的教育体系中,从在校的学生开始,培养掌握BIM技术的人才。私人教育机构也可与公共教育部门同步,承担部分BIM人才培养的工作,为BIM研究和应用提供丰富的人力资源。在BIM项目中,参与方基于统一的建筑信息模型开展协同工作,因此数据的知识产权可能会被误用、套用以及盗用。为了保护项目参与方所提供的信息,建议聘用专业人员来防止数据模型的不正确使用、套用和盗用。政府通过设立检查BIM数据的技术部门来制定判断标准、接受投诉、解决争端、对违例者实施经济和行政上的处罚。企业和个人需要保持积极、开放的态度,在促进数据资源的交流和分享的同时,注意保护自身的权益,在BIM项目中互相监督,防止侵犯知识产权的行为。为了推动更多企业和个人参与BIM项目,政府可委托行业协会和研究机构共同制定BIM标准合同文本。在制定合同文本的过程中,应有建筑业所有领域专家的参与。BIM项目中使用BIM标准合同文本所发现的问题,也应反馈给制定者,从而不断完善BIM标准合同。在BIM标准合同文本中,需要包含关于BIM数据模型的条款,应包括数据模型的所有权及责任方认定等内容,以应对可能会出现