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一、什么是BIM？

BIM即 “ Building Information Modeling ” 的縮寫，可譯為建筑信息模型／管理，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為基礎，建立起三維的建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有1、信息完備性，2、信息關聯性，3、信息一致性，4、可視化，5、協調性，6、模擬性，7、優化性，8、可出圖性等八大特點。將建設單位、設計單位、施工單位、監理單位等項目參與方在同一平臺上，共享同一建筑信息模型。利于項目可視化、精細化建造。

BIM不是簡單的將數字信息進行集成，而是一種數字信息的應用，并可以用于設計、建造、管理的數字化方法。(Ps:設計院不做BIM，設計院用BIM做設計；施工企業不做BIM，施工企業用BIM做施工；業務不做BIM，業主用BIM做管理。)這種方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、節約成本、縮短工期、大量減少風險。

基于1973年全球石油危機的影響，美國全行業需要考慮提高行業效益的問題。1975年，喬治亞理工大學的Charles Eastman教授創建了BIM理念，幫助建筑工程實現可視化和量化分析，提高工程建設效率。而后該理念逐漸發展至歐洲，目前BIM在全球美國、歐洲、韓國、新加坡等很多國家已經得到了很大的支持和發展，我國則是從2002年開始引進并接觸BIM理念。

二、首先我們來介紹一下BIM的應用場景

我們天天走的馬路下都有些什么呢？

我國城市地下管線種類繁多，包括供水、排水、燃氣、熱力、電力、通信、廣播電視、工業等8大類20余種管線；管理體制和權屬復雜，涉及政府30多個部門多頭管理問題比較嚴重，雖然現在市政BIM應用幾乎為0，但從長遠來看，這些地下管道都應建立BIM模型進行維護管理。而且這些管道要比異形建筑的管道復雜。

三、可能有人會問BIM除了排布管線，解決碰撞，還有哪些應用？

1、信息整合

在一個項目中，有多個參與方，每一個參與方所做的工作，在整個項目中都是一個信息孤島，這在傳統的設計施工模式中尤為明顯。即便是參與各方都使用BIM技術，也會由于使用的軟件、輸出的格式、BIM信息精度不一樣，導致信息流無法在各方之間流暢的進行共享。這就好比一個編輯部要求大家一起寫一篇稿件，方式上，有人是用office寫的，有人是用手寫板，有人寫在本子上拍成照片，語言上，有人用德語，有人用漢語，有人用英語，那總編在最后整合成稿的時候，就非常費力。

所以，在越來越多的項目中，業主會自己建立一個統一的平臺，或者委托技術比較成熟的咨詢公司來為他們搭建一個平臺，這個平臺擁有統一的數據格式，可以最大程度的兼容各方熟悉的數據形式。在招投標的時候，業主就給大家規定好，采用什么樣的數據來提交。大家把各自的數據提交上來之后，業主可以很方便的對各方的數據進行整合，形成整個項目的最終BIM模型。這個信息整合的過程，術語叫做BIM模型維護。

不僅是業主可以用到，比如設計院內部，施工單位內部，都需要這種模型維護的平臺和技術，來進行內部管理。

2.場地分析

所謂場地分析，就是確定建筑物的空間方位和外觀，建立建筑物與周圍景觀聯系的過程。在整個項目的規劃階段，需要考慮場地的地貌、植被、氣候等條件，還需要考慮建筑周邊的交通流線、街道布局、和建筑的采光等問題。

傳統的場地規劃，由于缺少數據，就會存在定量分析不足、主觀因素過重、無法反映真實場景等問題，在這一個層面一旦發生了偏差，就會在建筑建成后造成無法彌補的損失。

咱們拿采光這一項來舉例，傳統的場地規劃是存在于規劃師的頭腦中的，只能是用手繪的方式來表達。這個表達對建筑場地環境的分析精度顯然是不夠高的。

而BIM技術，則是通過與另外一項技術的結合，大幅度提高場地分析工作的精度，那就是地理信息系統，英文名叫做Geographi Information System，簡稱GIS。

BIM技術是專門處理建筑內部信息的，他的缺點是雖然內部信息非常完善，但他不知道自己在哪里。它的天際線，它的控高，光照，這些東西是不是滿足我們規劃的一些要求，這些信息，以及這些相關的內容，我們只通過BIM數據是無法知道的。

這個GIS技術，是專門管理空間地理中的信息的，它是從宏觀的角度去關注我們整個世界。但是對于空間地理中的一幢建筑來講，可能我們需要知道內部結構是什么，門在哪里?人流怎樣疏散？但是，GIS上沒有這個數據。

建筑內部和建筑外部信息的結合點，也就是BIM和GIS技術的結合點。由于這兩者的數據精度都很高，那么在前期規劃的時候，BIM可以通過數據交換取得GIS中的信息，精確地評估場地的使用條件和特點，從而做出新建項目最理想的場地規劃、交通流線組織關系、建筑布局等關鍵決策。還是剛才我們說的傳統場地分析中的日照分析來舉例，通過精確的BIM系統和GIS系統，我們不僅可以精確地分析整幢建筑甚至是精確到每一個房間的日照情況，還可以動態地分析一年甚至每一天各個時間段的日照情況。

而在模型完成后，BIM則可以把自己的數據傳遞到GIS系統中去，彌補GIS系統的缺陷。

3.可視化設計

其實在BIM進入建筑業之前，效果圖就是獨立于設計和建設的一項工作，它一般由專業的效果圖公司制作，或者由建筑設計人員代勞。

如果制作效果圖的人員不懂得建筑，這堵墻的厚度就很有可能畫錯，畫錯了呢也看不出來，而一棟房子，如果它所有的墻的厚度都畫錯了，這個房間在效果圖中看起來的面積，就和實際建造出來的面積是不一樣的。不用說更專業和復雜的門窗、梁柱及管道系統，不深入了解規范的人用各種形狀堆砌出來的三維模型，就幾乎可以肯定是充滿錯誤的。

而在BIM中，繪制一堵墻的時候，必須嚴格設定它的厚度，而且是精確到結構層、面層和涂層的厚度，尺寸和材質信息都被儲存到BIM模型中了，相應的門窗、梁柱體系、機電管線和設備，都是必須符合行業規范的。這就需要操作者必須懂得建筑和結構，由這個模型衍生出的渲染和三維漫游，其真實性就高的多。

4、協同設計

在傳統的二維圖紙設計中，互聯網就已經被應用了，最簡單的例子，就是數字化的cad圖紙，通過企業內部或者外部的互聯網進行簡單的協作，至少我們的設計師畫完的圖紙，得通過QQ或者郵件發送給其他人。

然而這種協作，在本質上，還是碎片化和割裂的，咱們的設計師繪制完成的圖紙，配套的設計說明文件，還有相應的材料表，設計中發生的變更等等，都是在離散的狀態下發送給其他人的，每一個文件都攜帶著獨立的、不與其他文件相關聯的信息。

無論是在初步設計、深化設計還是在施工設計階段，一旦他人的設計思路或者文件被修改，那對于和他相關的設計師都是一場災難。

一個房間的建筑設計出現了變更，那和這個房間相關的結構設計、設備設計、機電管線設計都會出現一連串的更改，而每一個環節的人都需要等待其他人的修改完成之后，再進行修改。

而BIM的出現，就能夠有效地改善這種離散和割裂的設計環境。BIM協同設計是在建筑業環境發生深刻變化、建筑的傳統設計方式必須得到改變的背景下出現的，也是數字化建筑設計技術與快速發展的網絡技術相結合的產物。

首先，BIM中模型本身的信息和它所攜帶的信息都是強相關的，我們修改了一堵墻、一扇門、一條通風管道，那么與這些設計相關的房間面積、門窗統計表、材料統計表、通風量計算等等，都能夠自動進行變更。

5、性能分析

指的就是建筑物本身的一些物理性能。比如這棟建筑室內的采光情況，加入了通風系統的通風情況，加入了外墻保溫和室內的暖氣后的熱能情況，加入了燈光之后室內的照明情況，還有建筑的墻、柱、梁等系統的受力安全情況，等等。

這些情況在建筑物實際建造出來之前，是無法實際進行現場考察的，那就只能在電腦中先進行模擬和計算，分析這些性能是不是能夠達到要求。但是在CAD畫圖的時代，無論什么樣的分析軟件都必須通過手工的方式輸入相關數據才能開展分析計算，而操作和使用這些軟件不僅需要專業技術人員經過培訓才能完成。同時由于設計方案的調整，造成原本就耗時耗力的數據錄入工作需要經常性的重復錄入，這就導致建筑物理性能化分析通常被安排在設計的最終階段，等到這一步達到了準確的要求，建筑都已經開始建造了。

而在BIM模型中，建筑師在設計過程中創建的虛擬建筑模型，已經包含了大量的設計信息，像幾何信息、材料性能、構件屬性等，這一點是BIM的底層邏輯決定的。

咱們舉個例子，比如你在BIM建模的時候想畫一盞燈，那么你是不可以隨便畫一個圓圈就代表一盞燈的，你必須在把這盞燈放到建筑中去，而在放這盞燈的時候，你就需要選擇和設置這一盞燈的亮度，當我們在設計中放置大量的燈之后，最終建筑內部的整體照明度信息，實際上就已經被自動輸入了。再把這個數據導出到專門的照明分析軟件中，這部分的性能分析就完成了，最方便的是，一旦模型中的燈發生修改，那么不需要人工去改動這些照明參數，它會隨著設計的修改自動改變。

同樣的，我們在繪制結構模型的時候，也一樣必須設定每一根柱子和梁用的是什么樣的材料，這些信息同樣會和梁柱系統的三維模型結構一起，被自動導出到專門的結構分析計算軟件中去。

這樣，原本需要專業人士花費大量時間輸入大量專業數據的過程，如今可以自動完成，這大大降低了性能化分析的周期，提高了設計質量，同時也使設計公司能夠為業主提供更專業的技能和服務。

其實BIM的應用場景還有很多，我們只列舉這幾個例子讓大家有一個初步的了解，下面我們為大家詳細梳理國內外BIM發展現狀，使大家對于這個越來越趨于全球常態化發展的技術有更深入的認知。

美國大多建筑項目已經開始應用BIM，調研顯示，美國工程建設行業采用BIM的比例從2007年的28%增長至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已經在實施BIM了。美國總務署(GSA)要求，從2007年起，所有大型項目(招標級別)都需要應用BIM，最低要求是空間規劃驗證和最終概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA的項目都被鼓勵采用3D-4D-BIM技術，并且根據采用這些技術的項目承包商的應用程序不同，給予不同程度的資金支持。

英國BIM發展水平一共3個層次，今年4月4日將全面進入第二層次，英國政府要求政府所有部門的工程項目，無論規模大小，必須使用BIM Level 2。政府此舉的目的是降低成本、提高交付效率、增加可持續性，以及縮小建筑產品和材料的貿易逆差。

亞洲的BIM領頭羊為香港(BIM發展水平基本與英聯邦持平)、韓國和新加坡。韓國主要的建筑公司已經都在積極采用BIM技術，如現代建設、三星建設、空間綜合建筑事務所、大宇建設等公司。

新加坡負責建筑業管理的國家機構是建筑管理署(BCA)。為了鼓勵早期的BIM應用者，BCA于2010年成立了一個600萬新幣的BIM基金項目，任何企業都可以申請。2011年，BCA與一些政府部門合作確立了示范項目。BCA將強制要求提交建筑BIM模型(2013年起)、結構與機電BIM模型(2014年起)，并在2015年前實現所有建筑面積大于5000平方的項目都必須提交BIM模型的目標。

四、BIM應用在國外市場已經非常普通，那么它在我國發展的現狀如何呢？

在中國，無論政府還是行業巨頭，對BIM的發展預期尚不如上述國家及地區明確樂觀，對數字化目標和標準制定表述尚不清晰；但BIM趨勢已經明朗。

但國內對BIM的政策支持更有力。根據國家的“十二五規劃”，中國政府認為建筑企業需要應用先進的信息管理系統以提高企業的素質和加強企業的管理水平。國家建議建筑企業需要致力加快BIM技術應用于工程項目中，希望借此培育一批建筑業的領導企業。

2011年，住建部在《2011-2015中國建筑（601668）業信息化發展綱要》中，將BIM、協同技術列為“十二五”中國建筑業重點推廣技術。

2013年9月，住建部發布《關于推進BIM技術在建筑領域內應用的指導意見》(征求意見稿)，明確指出“2016年，所有政府投資的2萬平米以上的建筑的設計、施工必須使用BIM技術”。

2015年，政府正式公布《關于推進建筑業發展和改革的若干意見》，把BIM和工程造價大數據應用正式納入重要發展項目。

2015年7月住建部《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》明確指出“到2020年末，建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他信息技術的一體化集成應用……以國有資金投資為主的大中型建筑、申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區集成應用BIM的項目比率要達到90%。”

2015年7月，國家出臺的政策法案顯示，境外BIM技術公司可能被納入國家安全審查，將BIM模型存放于境外服務器或由境外提供的行為，可能涉嫌違法。

隨著國家相關政策出臺，遼寧、黑龍江、北京、山東、上海、深圳、湖南、廣西、廣東、云南等省市近幾年也紛紛制定相應的標準，對BIM技術在建筑行業中應用進行大力推廣和扶持。

依據《中國BIM應用價值研究報告(2015)》數據顯示，雖然相比較其他國家，BIM在中國施工企業剛剛起步，但正處于快速發展階段，在能充分利用BIM價值的較大型企業中尤其如此。間接表明中國市場正在開始體驗BIM帶來的效益，并暗示未來中國在BIM應用方面的領導潛力。

五、BIM在設計階段和施工階段的應用滲透率較低，處于市場成長期

(1)施工階段項目管理軟件市場空間大

設計階段和施工階段對BIM軟件的需求很大，但因為設計階段的基礎平臺軟件多為國外軟件廠商壟斷，比如Autodesk、Bentley、DassaultSystems等，國內企業多從事基于國外平臺軟件的二次開發，且業務應用多集中在結構、暖通、電氣、給排水、勘察等領域，市場空間有限，市場份額分散(上市和三板公司中暫無一家公司營收超過1億)。

施工階段項目管理軟件市場空間大。施工階段除了傳統的造價軟件之外，基于BIM的信息維度和協同管理需求，BIM應用在碰撞檢測、施工模擬及優化、進度管理與控制、現場生產協同、全過程成本管控等多個方面均有重大作用。全國造價員大概有100萬人，而以技術員為代表的施工人員有1200萬人，倘若施工階段的信息化率和造價相同，那么施工階段的市場空間10倍于造價。由于二維模型的信息維度少，精確程度低，因此傳統基于CAD的項目管理軟件在進度控制、成本管控、施工模擬等層面的作用有限，滲透率低，因此基于BIM的項目管理軟件屬于增量市場，潛力很大。

(2)設計階段和施工階段的BIM應用處于成長期

BIM應用從設計階段往運維階段不斷滲透。BIM的核心價值在于技術與管理的協同，業主方有推動建設過程的標準化的動力，因為建設過程的標準化，能夠加快建設進度，縮短工期，減少返工，降低成本，因此業主方的管理需求成為推動BIM在工程建設項目中應用的源動力。而這些提效降本的作用，直接體現在對設計階段和施工階段的協同管理，而運維階段的BIM應用一定程度上依賴設計階段和施工階段的數據基礎(見“中國尊”項目)，因此BIM應用首先在設計階段和施工階段展開。

當前設計階段和施工階段的BIM應用正處于成長期。BIM在設計階段和施工階段的應用場景為“人+機”，當行業具備“高素質BIM人才+承載BIM軟件的終端”的條件時，市場就擁有大規模應用和爆發的基礎。BIM應用在設計階段和施工階段的核心驅動力為提效降本。設計階段，BIM應用能夠更方便檢驗設計錯誤，減少返工率，從而提高設計效率；招投標階段，BIM應用能夠通過虛擬建造，比較準確的估算出建筑費用，有利于投標報價；施工階段，BIM應用在施工技術(碰撞檢測、模擬施工)、施工成本(精確算量、全過程成本管控)、施工生產(進度管控、現場生產協同、裝配式施工)等層面，保障工程進度、提高工程質量和資金利用率。當前，政策、軟件、標準、人等多個層面已經逐步具備大規模使用BIM的條件，而且BIM也能明顯的帶來商業利益，因此設計階段和施工階段的BIM應用正蓬勃發展。

六、BIM應用在運維階段處于市場初創期，爆發有待運營商級NB-IOT網絡的建設

(1)BIM在運維階段應用的核心驅動力為提效降本

BIM在運維階段應用的核心驅動力為提效降本。三維可視化和視覺交互能夠提高用戶體驗，但是對于B端客戶來說，視覺交互并不是使用的核心需求，核心驅動力是提效降本。BIM在運維階段的應用中，BIM只是技術平臺、信息載體和交互接口，核心價值是基于BIM和動態數據的管理帶來的效率提升和成本下降。這里的數據有兩個層面：第一個層面，是建筑及建筑模型本身的數據積累；第二個層面，是管理對象的動態數據。第一個層面的數據有待BIM應用在設計和施工階段的數據基礎，第二個層面的數據需要以智能終端(或傳感器)和物聯網為基礎。

(2)運營商級的NB-IOT網絡是BIM在運維階段大規模應用的基礎

BIM在運維階段的應用場景為“人+機+物”。BIM在設計階段和施工階段的應用場景是“人+機”，BIM在運維階段的應用場景為“人+機+物”，即“高素質BIM人才+承載BIM軟件的終端+物聯網”。BIM的優勢在于三維可視化、視覺交互，但BIM在運維階段應用的動因是管理，高效管理的基礎是數據交互。只有終端智能化，才能通過智能終端(或傳感器)產生和收集多維度數據，再通過物聯網這個傳輸管道與BIM產生數據的動態交互，才具備大規模應用的基礎，因此BIM在運維階段的應用場景為“人+機+物”。

運營商級NB-IOT網絡是BIM在運維階段大規模應用的基礎。NB-IOT擁有以下四個優勢：1)廣覆蓋：NB-IoT的覆蓋比傳統GSM網絡好20個DB(如果按照覆蓋面積計算，一個基站可以提供10 倍的面積覆蓋)；2)海量連接：200KHz頻率下面，借助 NB-IoT一個基站可以提供 10 萬個連接；3)低功耗：NB-IoT通訊模組電池可以十年獨立工作，而不不需要充電；4)低成本：NB-IoT模組的成目標小于5 美金。NB-IOT在廣覆蓋海量連接低功耗低成本的應用場景，比如智能水表、倉儲管理、設備管理、資產追蹤、環境監測等密度集中和電池供電的應用場景，擁有無可比擬的優勢。而BIM在運維階段的應用，諸如設備管理、能源管理、管網管理、空間管理等，均涉及海量高密度傳感器和終端，且對功耗要求高，因此NB-IOT的運營商網絡建設是BIM運維階段大規模應用的基礎。

2017年是NB-IOT商用的元年，預計基于NB-IOT的物聯網應用爆發在2019年。以3G網絡為例，2009年為3G網絡商用的元年，2011年智能手機出貨量才開始大規模放量，2013年才進入移動互聯網應用爆發的元年(《紐約時報》)。與3G網絡同理，基于NB-IOT的物聯網應用爆發需要傳感器和智能終端的支撐(移動互聯網應用爆發需要智能手機的支撐)，因此基于NB-IOT的物聯網應用爆發在時間上要落后于網絡建設，樂觀估計物聯網應用爆發在2019年，BIM應用在運維階段處于市場初創期。

作者：admin

國內BIM發展狀況及新三板BIM企業分析

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