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1、BIM综述最终版中国BIM（建筑信息模型）应用研究现状综述张文佳（昆明理工大学建筑工程学院 技术经济与管理 昆明 2014210050）摘要：本文收集了2010年至2014年BIM相关研究成果41篇，并对相关文献进行总结归纳及分类，从概念中引入分类为BIM技术在设计阶段、施工阶段、成本/造价控制、协同/集成管理、采购和合同管理5个方面，对中国BIM近几年的发展进行综述。Abstract: This article collected study achievements from 2010 to 2014 about BIM and reviewed Chinese developments

2、of BIM in recent years. The author summarized these study achievements, and then classified them into 5 types by conception, which were the design phase, the construction phase, control of costs and engineering cost, management of cooperation and integration, management of purchase and contract. 1 引

3、言BIM 的英文全称是Building Information Modeling，国内较为认可翻译为：建筑信息模型。BIM 的概念最早由美国乔治亚技术学院(Georgia Tech College) 建筑与计算机专业的查克伊斯曼博士(Dr. Chuck Eastman)在30 年前提出1-2：“建筑信息模型集成了所有的几何模型信息、功能要求及构件性能， 利用一个单独的建筑模型涵盖建筑项目全寿命周期内的所有信息， 包括过程信息，如施工进度、建造过程、维护管理过程等。”国际标准组织设施信息委员会(Facilities Information Council)对BIM 的定义是3：“建筑信息模型，是

4、在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命周期信息的可计算或运算的形式表现， 与建筑信息模型相关的所有信息组织在一个连续的应用程序中， 并允许进行获取、修改等操作。”近几年， 我国建筑业相关学者及科研机构为BIM 技术在我国的推广应用付出了辛勤的汗水，做出了不懈的努力， 取得了丰硕的研究成果，对他们的研究成果进行汇总、归纳、整理、分析，将会对BIM 在我国建筑业的未来研究和发展奠定坚实的理论基础。2 近两年BIM论文统计2010年1月至2014年10月,在“万方数据”中搜索到介绍BIM及其相关应用的论文总共41篇，初步分析后得到以下信息：2.1关注领域统计2010年至2014年

5、中国所发表论文关注的领域主要是：设计阶段，施工阶段，成本/造价管理，协同/集成管理，采购和合同管理等方面的应用研究。见表1的统计。表1 2010-2014年BIM论文关注领域关注领域设计阶段施工阶段成本/造价管理协同/集成管理采购和合同管理论文数量977882.2发文数量统计发表与BIM相关论文数量在2篇以上的作者是：张建平，李丁，徐奇升，苏振民，马智亮，马健坤，统计见表2。表2 2010-2014年发表BIM相关论文2篇以上的作者作者张建平李丁徐奇升苏振民马智亮马健坤论文数量3222223 我国BIM研究综述从BIM的应用领域看，国外已经将BIM技术应用在建筑工程的设计、施工阶段以及建成后的

6、维护和管理阶段。目前，美国已经将BIM运用在既有建筑的维修和改造上。美国俄亥俄州立大学医学中心用Revit将其建筑物实现了从AutoCAD图纸到BIM模型的转化，实现对建筑物的设施改善、维修、改造以及能源的利用等。BIM 引入我国的时间虽然不长，但业界为BIM 技术在我国建筑业的推广做了大量的工作。受到国外BIM热潮的影响，2008年奥运会场馆的建设开始使用BIM技术去优化项目管理信息化过程，这成为国内使用BIM的开端。后来，上海中心大厦、上海世博会的部分场馆在设计、施工、运营阶段都曾使用了BIM技术，这也为BIM技术的进一步广泛应用提供了实践依据。从整体来看，我国BIM的应用起步较晚也很不完

7、善，研究也主要限于以下几个方面：3.1 BIM 技术在设计阶段应用研究BIM 技术在我国的应用最初发生在设计阶段，其三维可视化设计成果展示备受业主、承包商青睐。统计数据表明，大多数建筑项目的BIM应用都集中在设计阶段，即使有的建设项目在施工阶段中也有BIM应用，其大多数在本质上也是设计阶段工作在施工阶段的延伸。2013年，过俊、赵彤4认为：在策划阶段，借助已有建筑的经验数据，运用BIM建立可视化的三维拟建项目模型，能够使决策者更加全面地了解各种不确定因素对评价指标的影响，提高项目决策的正确性；在设计阶段，BIM能够为设计阶段的重点和难点协同设计、优化设计、造价控制提供有效的手段，提高设计师的工

8、作效率。2010年，张建新5认为：BIM不仅给建筑设计带来思维的转变，让建筑设计从二维转变为三维，实现数字化建造，还实现了建筑设计从平面设计到空间设计、从粗放设计到集成设计的转变。2012年，程建华、王辉6认为规划设计单位可以作为BIM技术的主要使用者，但是由于设计方参与项目生命周期时间太短，不能成为BIM技术推广的推手。2013年，云朋、吴海斌7将BIM引入到建筑节能设计，运用BIM将BIM平台中所包含的大量信息模型信息翻译成生态节能软件可识别的数据，实现建筑的生态节能分析与设计。2011年，薛晓娟等8分析了BIM 在可视化设计、参数化设计和协同设计中的应用方式及工作机理， 详细阐述了参数化

9、设计在建筑结构设计中的应用， 这些应用包括参数化建模、多方案优化设计、创建分析模型、自动出图以及工程量统计。2012年，王陈远9建立了基于BIM 的深化设计组织架构，在组织分工的基础上明确了项目各参与方的职责，并设计了基于BIM 的深化设计管理流程。2011年，陶敬华等10针对海洋油气开发的特点和结构设计阶段的问题，提出了由Revit(前处理)到SACS(结构设计计算)，再到Revit(后处理)的BIM 技术具体实施方案，并用案例进行方案有效性验证。2013年，王勇，张建平37为解决目前建筑结构设计所面临的发展瓶颈，将建筑信息模型(BIM)技术引入到建筑结构施工图设计中首先，研究了面向结构施工

10、图设计的BIM数据需求和描述方法；然后，建立了基于IFC架构的结构施工图设计信息模型，开发了相应的施工图设计原型系统；最后，通过测试算例对提出的基于BIM的结构施工图设计方法进行了应用测试结果表明：基于BIM的结构施工图设计可以极大地提高结构设计效率和质量，是我国建筑结构设计的发展趋势；在基于BIM的工程设计中，BIM模型的构建需要多种BIM软件来协作完成；基于BIM的建筑结构设计尚未成熟，面临技术、体制等障碍，需要社会各方的推动才能实现。2014年，杨震卿，张莉莉40在北京绿地中心超高层工程项目中，引进了BIM技术，结合超高层工程体量大、专业多、协调工作复杂的特点。研究和总结出了一套集标准规

11、范、协同流程、针对性方案以及深化成果实施保障机制为一体的，以总包为核心的BIM深化设计模式和管理流程，提高了深化设计工作的精度与效率。当今，在BIM发展的初级阶段，大多数应用都集中在设计阶段，各种设计软件也比较多，近几年BIM在设计阶段的应用主要集中在从二维向三维转化，优化协同设计，深化设计管理等方面，都极大地提高了结构设计的效率和质量，但是在标准数据传输和数据结构化方面还有欠缺，这给BIM在后续施工阶段和管理阶段都带来一定影响。3.2 BIM技术在施工阶段的应用研究BIM 技术应用于施工阶段是BIM 应用的第二个维度，能够为业主、承包商、监理方的项目进度管理、成本/ 造价管理、施工现场管理及

12、虚拟施工管理、施工资源管理、文档和信息管理等方面提供高效的管理平台， 为减少项目变更带来的浪费和提高项目管理效率提供技术支持。3.2.1 施工阶段项目进度现场管理方面BIM 技术用于项目进度管理又称为BIM 的4D 应用，BIM 软件群有较好的接口技术，群内软件沟通顺畅。BIM 技术用于项目进度管理主要依托项目管理软件(如Microsoft Project、P3 等软件)与Revit 系列软件的有效对接。2011年，李相荣硕士12选择Revit 和Project 软件，对3D 建筑信息模型的建立及施工进度信息的创建进行分析； 集成现有Project、P3 等软件在进度管理的优势， 构建基于Re

13、vit 平台的4D 进度管理系统。2011年，王爱娟硕士13构建了基于BIM 平台的建设项目进度风险分析模型，利用IFC 解析器从BIM 工具中导出建设项目的IFC 数据文件， 在案例推理系统给出的推理方法的指导下并结合手工调整补充， 生成建设项目完整的进度计划，构建了基于BIM 的建设项目进度风险分析模型的总体架构，提出模型应用的环境及应用对策。2012年，李亚东、郎灏川11一等认为扫描技术能够成为有效连接BIM模型和工程现场的纽带，利用扫描技术能够有效地推进BIM模型工程实施阶段应用于现场管理，并且将目前应用比较广泛的两种扫描方式：三维激光扫描和全景扫描应用到上海中心工程的设计和施工阶段，

14、取得了一定的理论和实践成果。2012年，清华大学张建平14根据我国施工管理特点和实际需球，提出了工程施工BIM应用的技术架构、系统流程和应对措施，并将B1M与4D技术相结合，自主研发建筑施工BIM建模系统和基于BJM的4D施工项目管理系列软件从而形成一套工程施工BIM应用整体实施方案。研究成果成功应用于国家体育场等十几个大型工程项目，验证了其可行性和适用性，充分体现了BIM技术在工程施工中的应用价值和广闻前景。2013年，吴伟等35根据京谷泉会议中心客房楼及附属设施工程特殊的山地结构（主体结构为由斜墙、斜柱组成的现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构），施工难度很大，应用BIM技术，建立了三维空间实体模

15、型，实现了可视化指导施工；对现场进行了整合，提高了与相关各方的沟通效率；并在模型中加入了时间信息，建立了4D模型进行施工模拟，大大提高了工作效率，降低了成本。BIM如今在现场管理方面的应用主要集中于4D的管理应用，将项目管理软件与设计软件如Revit等系列软件良好的对接，并构建相对用的建筑施工管理模型，但似乎进行项目进度管理的同时没有充分与项目风险结合起来，没有构建出合理的风险分析模型，使得管理不是那么全面。3.2.2 施工阶段文档及信息管理在工程项目管理过程中， 会产生大量的工程文档及各种信息， 随着工程项目信息电子存档要求在我国建筑业的实施， 工程信息管理无纸化、电子化要求越来越迫切，BI

16、M 技术平台可以方便、快捷地实现工程各类信息的整理、归档、汇总。2012年，姜韶华、李倩33提出了基于BIM 的建设项目文档管理系统， 并分析了该系统实施的必要性及可行性， 构建了系统框架， 提出适用于中文文本的BIM 环境下建设项目文档管理的实现框架及其支撑技术。2012年李勇、管昌生34提出了基于BIM 技术的目标式工程项目信息管理模式，探讨了基于BIM 技术的工程项目信息模型。BIM在施工阶段的信息管理主要集中于电子文档系统的建立，但各种信息归档后的通用性较差，对信息的导出和转化都还有待发展。3.2.3 施工阶段成本/造价管理BIM 技术用于项目成本/ 造价管理又称为BIM 的5D 应用

17、， 由于我国的造价管理体系与发达国家的差异较大，各行业、各地区均有自建的消耗定额库，因此，在我国造价领域不能直接使用BIM 软件群中的造价软件。另外，我国的造价软件种类繁多(如广联达软件、鲁班软件、PKPM软件、同望软件、纵横软件、神机妙算软件等)，这工BIM 应用整体实施方案。在造价控制方面，我国多位学者就此进行了深入研究，并取得了一定成果。2012年，张建平14等在对工程造价管控进行深入研究的基础上，提出了基于BIM技术的4D工程造价过程管控理论，利用新一代4D工程造价软件可以实现对工程造价项目群和工程进度款进行有效管理，并对工程造价进行实时追踪。2012年，柳娟花15通过应用Revit

18、建模软件与仿真优化软件相结合的方式， 实现对建筑施工方案的仿真模拟及施工过程的可视化管理，并结合二次开发实现了BIM 模型中特定信息的获取和构件之间碰撞检测功能，从而可以进行施工方案的修改和优化， 为后续施工提供强大的技术支持。2012年，李静等17选择从BIM技术的特点出发详细论述了决策、设计、招标投标、施工建造、竣工移交等阶段的工程造价确定与控制中BIM 应用价值，构建基于BIM平台全过程造价管理的应用研究。给出了BIM技术在技术方案选择、削减管理成本、物资管理、成本控制、碰撞检查以及设计变更等方面的应用特点，指出了BIM的应用对提高施工单位对建筑项目全过程的成本控制起着至关重要的作用。2

19、012年，张孟田18认为建设工程项目的设计阶段对工程造价起决定性的作用，然而目前设计阶段预算超支现象十分普遍，针对这一问题，对以BIM为平台开发的工程量计算软件进行了可行性研究，提出了一种新的基于BIM模型的建筑软件开发平台模式工程量计算(Quantities Calculation，Qc)与成本管理(Cost Management，CM)系统，新系统在早期成本控制、降低工程强度、提高计算精度等方面具有明显优势。2011年，张修德19通过调研国外基于BIM技术的建筑工程预算软件，在娄喆构建的模型基础上，综合利用各种软件开发技术，包括面向对象的系统开发方法及C+ 语言作为编程语言，采用关系数据库

20、管理系统进行数据管理，选择图形平台实现原型系统，完成基于BIM 技术的建筑工程预算软件系统设计和实现， 并结合实际工程项目的IFC 数据， 对原型系统进行了示范应用。结合地方定额规范对IFC属性进行改进，提出了应用于实际的IFC属性集，并在此基础上对IFC数据自动利用机制进行了深入研究，建立了IFC数据自动利用的算法。2012年，王英等20建立以BIM 为技术核心，构建以C/S+B/S 为网络架构的造价管理信息系统， 确定了系统中各模块的具体实现功能， 以及信息系统在全寿命周期各阶段的集成运作方式。2013年，周信恩16认为基于BIM的建筑项目工程数据模型具有保证造价信息的实时性、准确定、完整

21、性的特点，可以精确地控制施工实际成本的实施，进而可以对全过程的工程造价进行有效的管理。BIM在造价的应用又称BIM的5D应用，国内有些软件如广联达已经初步形成BIM在造价的局部应用，对项目在早期成本控制，降低工作强度提高计算精度方面都有明显的贡献，也有较为突出的优势。但是就目前来看，因为面临很多难题，BIM在全过程工程造价管理方面还是很欠缺的。3.4 BIM 技术在协同/ 集成管理的研究BIM 技术协同/ 集成管理是BIM 技术的深层次、高级应用，我国学者对BIM 集成的研究主要包括基于综合项目交付(Integrated Project Delivery，简写为IPD) 管理模式的BIM 集成

22、研究和基于全生命周期的BIM 集成研究。2011年，徐温玺等21提出以BIM 为核心的建设项目综合项目交付管理模式， 并构建建设项目IPD 协同管理双层框架。2012年，徐奇升等22在阐述IPD 模式的内涵与特征的基础上，从并行工程、持续改进、价值管理等方面与BIM 集成，分析IPD 模式下精益建造关键技术与BIM 的集成应用。2012年，郭俊礼等23针对IPD 模式的发展及特点， 比较了传统模式和基于BIM 的IPD 模式信息流传递与共享方式及效率，提出BIM 在IPD 项目各阶段的建模策略和具体应用方法。2012年，满庆鹏、李晓东24将普适计算和BIM 结合， 探索实现协同施工过程中动态信

23、息交互和共享的方法， 提出基于普适计算和BIM 平台的协同施工系统架构。2012年，张建平教授等25提出了面向建筑全生命期的集成BIM 框架，通过研究集成BIM 基本结构、建模流程、应用架构以及建模关键技术，开发了BIM 数据集成与服务平台(BIM Data Integration and Server Plat-form，简写BIMDISP )的原型系统，并通过实际工程的应用验证了BIMDISP 的可行性和适用性。2013年，李犁，邓雪原等36针对BIM技术在建筑全生命周期过程中的信息共享与转换这一核心问题进行研究，分析指出当前BIM技术发展所存在的问题有：多个工程项目信息无法集中存储；大量

24、BIM软件在IFC文件输入输出的过程中发生建筑信息的错误；BIM应用软件的缺失等。针对这些问题指出BIM技术的实现，需要以基于IFC标准的BIM数据库为基础。通过构建符合IFC标准的建筑信息模型(BIM)数据库，使数据的保存形式完全符合IFC标准中每个对象所包含的属性，从而保证建筑信息模型储存的正确性和完整性。其次，该BIM数据库可以对多个工程项目信息进行集中存储，从而实现多个工程项目信息的共享。同时，阐述了BIM数据库的构建，以及BIM数据库输入输出应用接口、基于BIM数据库简单工程概算功能的开发、结构模型转换功能至BIM数据库的移植等，并通过实例演示了BIM数据库的存储、查询、工程概算、结

25、构模型转换等功能的应用，验证了构建基于IFC标准BIM数据库的可靠性与应用开发的可行性，为BIM建筑协同平台的开发及数字城市的实现奠定了基础。2013年，孙红三，吴如宏，燕达38指出前我国建筑行业的建筑专业、结构、空调、照明等行业辅助设计软件数据交换彼此间脱节，无法全面贯彻绿色建筑全过程设计、集成化和精细化设计与评价的理念。文中针对DeST软件的发展，开发了该软件的gbXML接口、完成了软件BIM能力的提升，介绍了gbXML剖析、DeST软件结构及BIM数据信息的表达、gbXML接口描述与实现，同时在已有的DeST相关技术及软件开发研究基础上，开展该软件的BIM能力的提升，增加gbXML信息交

26、换接口，进而开发实现具有自主知识产权的绿色建筑节能设计评价BIM应用技术软件(DeSTBIM)。2014年，马智亮，张东东，马健坤39指出IPD的“集成”特性要求将各参与方的资源进行集成，而“信息”与“知识经验”是其中最需要进行集成的重要资源对于建筑工程项目，建筑信息模型(BIM)是实现“信息”集成的有力手段，而协同工作是实现“知识经验”集成的重要途径因此，基于BIM的协同工作平台对于IPD项目的顺利实施具有十分重要的意义。文中广泛收集了国外公开的IPD项目案例，基于这些案例归纳IPD项目实施过程中体现的具体特征，并在此基础上建立IPD协同工作模型基于该模型，通过分析IPD项目实施过程中与信息

27、利用相关的角色、活动、信息等要素，建立基于BIM的IPD项目信息利用框架，为研制基于BIM的IPD协同工作平台奠定基础。BIM的协同集成管理是BIM的高级应用，现主要集中于建筑全生命周期的集成研究，主要体现在数据端口设计，数据集成传递等方面，但目前也存在很多缺陷，比如多个项目无法集中存储，软件在IFC文件输入输出的过程中发生建筑信息的错误；BIM应用软件的缺失，缺少在结构，空调，照明等之间相互转换的媒介。3.5 BIM技术在采购和合同管理的研究2011年，马智亮26提出了BIM技术在IPD采购模式中的应用框架，在该应用框架中，BIM充分发挥其在信息集成与交换、设计和施工管理、成本控制与合同管理

28、方面的优势，同时BIM也为IPD采购模式的实施提供了技术方面的支撑。2012年，徐奇升27等人认为BIM与IPD采购模式在并行工程、持续改进、价值管理与团队工作等方面实现了集成，并认为BIM与IPD的综合应用是实现建筑领域可持续发展的重要途径，它将成为建筑行业的一种发展趋势。2012年，桑培东28认为DB采购模式在投资控制、质量管理、进度控制和合同管理与沟通协调方面的优势与BIM的全寿命管理、集成协作、利于投资和质量控制与资源优化配置等特点是相辅相成的，作者认为DB采购模式和BIM作为有效的建设工程项目采购模式和建筑信息化工具，是未来国内建设市场应用与发展的方向。2012年，腾飞29在分析国外

29、BIM技术标准与BIM应用合同的基础上，提出了我国BIM标准合同制定时注意的主要问题有：各参与方的法律责任、BIM模型的交付标准、加强项目的协同等问题。并且建议在合同模式的选择上，应不改变现有的合同体系，以合同附件的形式推出BIM应用合同。2013年，黄锰钢30指出BIM作为建设工程项目管理的技术手段，本身不能取代项目管理，但是BIM技术可以促进施工总承包商的现场管理能力，尤其是在信息集成、进度控制、成本管理与大宗材料和主要机械设备管控等方面。2013年，张连营31等人指出IPD采购模式在中国成功实施的关键技术因素是BIM，实现IPD、BIM与精益建造思想的融合以及IPD理念的深入是推动IPD

30、在中国发展的关键。2013年，张泳32在分析比较了E202-2008BIM应用合同和Consensus DOCS 301 BIM应用合同后，建议我国应尽快推出具有中国特色的BIM应用合同体系，在借鉴国外先进经验时应注意社会经济制度和法律法规之间的差异。2014年，许杰峰，雷星晖41指出建筑供应链比一般供应链复杂，BIM技术在我国尚处于不成熟应用阶段，整体信息化水平低，物流系统也较为落后。基于BIM的建筑供应链是未来的发展趋势，BIM技术是实现建筑供应链敏捷化和绿色化的有效手段。基于BIM的建筑供应链管理需要推进BIM的采用，建立一体化信息支撑体系，利用IT治理机制保证供应链目标实现，推行准时制

31、物流和创新库存管理战略。BIM在施工采购方面的研究也是近几年比较热门的主题，研究对投资控制，采购模式，持续改进，价值管理都做了相应的研究，但是缺少采购和施工的动态结合研究，信息一体化较欠缺，没有做到工程用多少采购多少，或者及时采购不囤积现象。4 结束语BIM技术的发展势力会越来越迅猛，BIM 的运用就会越来越普遍。BIM在建筑业的运用是服务于这个项目的整个周期，为建筑的各项工作提供便利流畅的平台。现阶段我国的BIM 在处于不断完善整合的状态中，但BIM近几年在各方面都处于飞快发展中，BIM 作为目前策划最有效的辅助工具，将会得到越来越广泛的应用，具有十分美好的发展前景，会为将来建筑行业的蓬勃发

32、展贡献一份力量。参考文献1 H Edward Goldberg. AEC From the Ground Up: The Building Information Model J. Cadalyst, 2004, 21(11):56-58.2 赵昂. BIM 技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探D. 重庆大学硕士学位论文, 2006.3 Deke Smith, United States Building Information Model Standard, Building Connections C. The 2nd Congress on Digital Collaboration in the Building Industry, 2005:25-31.4 过俊, 赵彤.