从中国速度看BIM技术为工程建设行业注入新动能
[摘要]2020年一场突如其来的疫情让整个社会进入非常时刻，但是数字化技术的应用让我们能够应对外部环境的不确定性。 从某种意义上说，疫情期间，...2020年一场突如其来的疫情让整个社会进入非常时刻，但是数字化技术的应用让我们能够应对外部环境的不确定性。
从某种意义上说，疫情期间，传统经济被按了一下“暂停键”，而数字经济则被按下了“加速键”。比如工程建设行业正在积极拥抱BIM技术，为加快其数字化转型注入了全新动能。BIM能够将建筑在全生命期内的工程信息、管理信息和资源信息集成在统一模型中，打通设计、施工、运维阶段的业务分块割裂、数据无法共享的问题，实现一体化、全过程应用。
数字化技术为中国速度提速
在抗疫关键期，武汉火神山、雷神山医院在不到两周的时间内拔地而起，“奇迹”工程背后离不开BIM数字化技术在工程设计与建设中的广泛使用。
火神山医院设计图(供图：中信设计)
按照平时的工期，这种规模的项目通常需要6个月的设计时间，2到3年的建设时间。但是作为火神山医院设计单位，中信建筑设计研究总院有限公司(以下简称：中信设计)没有采用常规方式，而是各项作业平行甚至倒置推进，基本上是边设计、边施工、边修改、边调整，交叉突击完成。
火神山医院装配式BIM设计图(供图：中信设计)
中信设计数字化设计研究中心通过BIM(建筑信息模型)技术应用于土方平衡计算、三维实施协同、精细化设计、管线综合优化、数据共享等业务场景，实现了5小时提交场地平整设计、24小时确定设计方案、60小时交付施工图设计文件的任务。
团队主要使用了欧特克Revit和Navisworks软件完成了数字模型的搭建，梳理装配化隔离病房的标准模块，在设计交底过程中，除传统施工图的技术交底外，补充了BIM数字交付成果，将更多项目信息，从设计到施工，BIM数据在不断的完善和自我更新。最终，中信设计数字化设计研究中心借助BIM技术实现设计可视化、成本可视化、进度可视化、质量可视化、安全可视化、风险可视化，从而辅助管理者决策;在行政审批、流程管理、成本管理、文档管理、图纸管理、进度管理、质量管理等方面实现有数据可依和数据的集成，使管理摸得着。
面对紧迫的交付时间，火神山医院的建设任务同样艰巨。作为项目的施工单位，中建三局第三建设工程有限责任公司(以下简称”中建三局三公司”)的施工团队与设计团队进行了密切配合，通过BIM在项目初始阶段便创建了一个信息交流的平台，使得多方能在同一个平台上实现数据共享，从而使沟通更为便捷、协作更为紧密、管理更为有效。由于采取恰当的策略和得力的措施，这个超三甲级标准的医院在10天内便顺利交付并投入使用。
在当时的情况下，信息共享平台的重要性不言而喻。比如交通封锁的问题使得大部分BIM主力人员无法集中设计。为此，相关设计与建设单位大量采用了远程办公的解决方案，利用VPN和私有云等技术手段，确保了BIM模型中心数据的存储问题，稳定的网络环境和数据存储，能保证设计人员在异地也能实时协同。另一方面设计团队也采用了各种互联网协同办公平台，快速建立了团队间沟通和文件共享的机制。
另外，在远程办公的环境下进行BIM设计也会受到电脑性能的制约。为此，项目团队成员也采取了多种技术途径来解决，如采用远程控制单位电脑进行BIM设计，部分也采用了图形云桌面技术，部分解决了电脑性能的问题。而设计团队也在这样的条件下克服了各种困难，按期按量完成了各项设计工作。
为了进一步满足医疗设施和资源的使用需求，武汉市政府在2020年除夕当夜决定再建一座与火神山同类型的医院，命名为“雷神山”，并要求中南建筑设计院股份有限公司(以下简称”中南院”)第二天中午完成雷神山医院的设计方案，3天内出施工图。施工阶段同样由中建三局承担，并需在10天内完成建设。
雷神山医院设计图(供图：中南院)
从雷神山医院建设项目立项伊始，中南院BIM设计院就在探讨如何使用BIM技术为项目的顺利实施创造价值。雷神山医院的施工图采用了AutoCAD软件进行设计，同步使用了Revit平台搭建BIM模型，帮助中南院设计师更好地向项目各参与方展示设计意图，验证和指导施工单位进行装配和施工。
该模型主要用于梳理集装箱式隔离病房的装配关系，保证各隔离病房结构搭接、管线连接的准确性，并用于指导施工阶段的安装过程。同时，为尽量减少病房区内的交叉感染，保证医务人员的安全，设计团队还将BIM模型导入分析软件中进行气流和污染源的分析，并以此作为优化设计的依据。
从武汉火神山、雷神山医院的工程建设可以看到，BIM技术确保了中国速度。BIM的协同管理功能提高了设计和施工的协同效率，确保了如期完成任务;BIM的仿真模拟和方案比选功能安排好了各单元的场地布置，协调好了分散的工作面，统筹好了各项繁杂工序，尤其是在结合医院建设的特点上，进行了采光、通风、噪音、管线布置等优化，确保了工程质量，做好了绿色施工;BIM的参数化设计功能，可视化交底充分发挥了BIM+装配式建筑的速度优势，数字化设计、预制化生产、装配式施工、智能化运维，BIM技术贯穿了雷神山医院、火神山医院建设的全过程。
同时，随着物联网、移动应用等新的客户端技术的迅速发展与普及，依托于云计算和大数据等服务端技术实现了真正的协同，满足了工程现场数据和信息的实时采集、高效分析、及时发布和随时获取，进而形成了“云加端”的应用模式。这种基于网络的多方协同应用方式与BIM技术集成应用，形成优势互补，为实现工地现场不同参与者之间的实时协同与共享，以及对现场管理过程的实时监控都起到了显著作用。
目前，武汉火神山和雷神山医院均已完成了各自的使命并关闭。但其采用数字化平台展开协同合作以快速搭建应急医院的方式，则在工程建设行业的发展史上书写下了浓墨重彩的一页，数字化技术正在为中国速度提速。
建筑企业数字化转型时不我待
疫情危机下，行业数字化转型不断加速。近日，欧特克宣布了IDC信息简报《数字化转型：中国互联建造的未来》，报告显示，大部分数字化转型成熟的建筑企业与他们使用基于BIM(建筑信息模型)的工作流程存在正相关关系：在日常工作中运用基于BIM的工作流程的员工数和项目比例越高，企业的数字化转型成熟度或者阶段就越高。
同时，这些企业借助数字化建筑解决方案还实现了大量工作流程的自动化，极大地提高了工作效率。基于BIM的数字化解决方案给工程建设行业带来诸多优势，比如帮助企业控制成本、减少浪费，提高各利益相关方参与度，提高项目整体管理水平和最终效益，提升工程进度管控和项目调度能力。
IDC的调查数据表示，得益于“十三五”规划的大力推动，目前已有近一半(47%)的中国建筑企业投资了基于BIM的工作流程，进一步增加了BIM在日常工作中的应用。还有占总数25%的企业计划在不久的将来对基于BIM的工作流程进行投资。此外，近四成(38%)的中国建筑企业拥有BIM专家或虚拟设计与施工部门，近三分之一(29%)的企业已经有具备BIM能力的员工，这两项指标都要高于亚太地区的平均水平。
但尽管如此，目前，绝大部分的中国建筑业企业对数字化技术的投资少于年营业额的5%，而其中，有61%的企业对技术的投资仅仅是年营业额的1-3%。因此，中国现在还没有建筑企业达到数字化转型成熟度的优化创新阶段，而且还有相当数量的企业仅处于数字化转型成熟度的第一阶段：单点实验阶段。
毋庸置疑，要想加速和实现数字化转型，中国的建筑企业必须增加对数字化技术的投资。随着BIM等数字化技术被越来越多地采用，将会有越来越多的中国建筑企业享受到数字化转型带来的价值。未来，BIM在中国建筑企业中应用还有巨大的提升空间。
欧特克公司大中华区总经理李邵建表示，数字化技术是实现数字化转型的必要条件，是企业拥抱数字化未来的重要前提和基础。建筑企业需要通过数字化转型来实现自身的创新升级，从而满足日新月异的客户需求和日益增长的行业发展压力。只有工程建设行业实现了数字化转型，才能成就中国互联建造的未来。
新基建为工程建设行业注入新动能
数字化技术在工程建设行业的普遍落地正在加速行业数字化转型的进程。幸运的是，中国的工程建设行业正迎来新基建所带来的巨大发展机遇。在新基建浪潮的强力推动下，中国工程建设企业的数字化潜力将得以全面释放，驱动整个行业加快数字化转型的步伐。
与传统定义的基础设施建设(如铁路，高速公路和机场)不同，新基建是“以信息网络为基础，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系”，具有明显的数字经济特征。而新型基础设施建设的项目实施与推进，需要一个更数字化、更智能、更互联的工程建设行业与之匹配，并为之提供强大助力。
随着新基建项目的陆续铺开，大量数字化、网络化、智能化应用场景将会产生并有机聚合，占城市主体部分的建筑和为城市提供服务的物理基础设施等，也必然要具备数字化、网络化和智能化的特点。同时，新基建也会通过颠覆性的作用对传统基础设施进行赋能增效、改造升级。因此，工程建设行业要抓住新基建这个发展机遇，就亟需做好数字化转型，奠定坚实的数字化基础。
李邵建认为，在工程建设行业，BIM(建筑信息模型)将与超强算力、人工智能、机器人、物联网等先进工业技术进一步集成应用，我们称之为“工业化BIM”技术，其将以颠覆性的跨界创新，持续推动行业变革和产业升级，助推新基建的实施交付，以及其建成后，在长期运营业务中的应用场景落地。
在欧特克看来，以BIM数据为“燃料”的数字建造可以应用在数据基础设施化和基础设施数据化的各种新基建应用场景中。这些场景包括：高分辨率、高精度的工程测绘;数字化协作;建造与制造的融合等。
随着新基建的实施，中国的工程建设行业正发生着极具颠覆性的变化。这就要求我们要具备数字思维，拥抱数字技术，重视并充分利用数据“燃料”，全面推动整个行业的数字建造向前发展。而在这个过程里，最重要也是最具现实意义的落地路径，就是业界共同努力打造共赢和可持续发展的行业生态系统。
李邵建说，只有保持生态思维和生态战略的知行合一，与行业上下游的各相关方进行集约化合作，才能够共同创造和落地生态价值，使得BIM等数字技术真正成为工程建设行业落实新基建发展战略的有力武器。
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