BIM技术：BIM技术可以运用到哪些领域?

BIM技术在建筑施工管理中的场景应用与发展现状-工保网

BIM技术，其雏形最早可追溯到20世纪70年代。21世纪以后，随着计算机软硬件水平的迅速发展以及对建筑生命周期的深入理解，BIM技术逐渐被工程人熟知。自2002年，BIM变革风潮便在全球范围内席卷开来，BIM技术开始发展。

随着国内建筑设计领域的发展，BIM已经初步应用于建筑工程行业，并彰显了其巨大的商业价值!随着国内大力推进BIM技术，许多企业有了非常强烈的BIM意识，同时也出现了一批BIM应用的标杆项目。如中国尊，望京SOHO等。

但是现阶段BIM的市场发展如何？有着怎样的实践应用？这里主要从目前施工企业应用BIM的主要内容、运维阶段BIM的应用以及BIM人才需求几大模块来浅析BIM技术。

1、目前施工企业应用BIM的主要内容

碰撞检查，减少返工

利用BIM的三维技术在前期进行碰撞检查，直观解决空间关系冲突，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误和返工，优化管线排布方案。施工人员可以利用碰撞优化后的方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。

模拟施工，有效协同

三维可视化功能再加上时间维度，可以进行进度模拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，项目参建方都能对工程项目的各种问题和情况了如指掌。从而减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。

三维渲染，宣传展示

三维渲染动画，可通过虚拟现实让客户有代入感，给人以真实感和直接的视觉冲击，配合投标演示及施工阶段调整实施方案。

建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础，大大提高了三维渲染效果的精度与效率，给业主更为直观的宣传介绍，在投标阶段可以提升中标几率。

知识管理，保存信息

在模拟过程可以获取施工中不易被积累的知识和技能，保存施工过程中所有信息，不仅仅将完整信息保存下来，在运维过程中也可以快速查看问题源头。

2、目前运维阶段BIM的应用

空间管理

空间管理主要应用在照明、消防等各系统和设备空间定位。获取各系统和设备空间位置信息，把原来编号或者文字表示变成三维图形位置，直观形象且方便查找。

设施管理

主要包括设施的装修、空间规划和维护 *** 作。BIM技术的特点是，能够提供关于建筑项目的协调一致的、可计算的信息，因此该信息非常值得共享和重复使用，且业主和运营商便可降低由于缺乏互 *** 作性而导致的成本损失。此外还可对重要设备进行远程控制。

隐蔽工程管理

随着建筑物使用年限的增加，人员更换频繁，这些安全隐患日益显得突出，有时直接导致悲剧酿成。基于BIM技术的运维可以管理复杂的地下管网，如污水管、排水管、网线、电线以及相关管井，并且可以在图上直接获得相对位置关系。

当改建或二次装修的时候可以避开现有管网位置，便于管网维修、更换设备和定位。内部相关人员可以共享这些电子信息，有变化可随时调整，保证信息的完整性和准确性。

应急管理

基于BIM技术的管理不会有任何盲区。通过BIM系统我们可以迅速定位设施设备的位置，避免了在浩如烟海的图纸中寻找信息，如果处理不及时，将酿成灾难性事故。

节能减排管理

通过BIM结合物联网技术的应用，使得日常能源管理监控变得更加方便。通过安装具有传感功能的电表、水表、煤气表后，可以实现建筑能耗数据的实时采集、传输、初步分析、定时定点上传等基本功能，并具有较强的扩展性。

3、BIM相关人才需求

如今BIM技术正处于快速发展阶段，企业选聘人才会从各个方面考察。无论是知识技能、使用的软件工具、工作方法流程还是工作的质量及交付成果，都是企业重点考虑因素。

因此，BIM首先作为一种工具手段和平台，今后必然会成为选拨人才的一个硬性指标。而且这个选择，不是仅限于技术人员的，而是全员覆盖的。所以从这个意义上讲，BIM是未来工程行业的发展趋势。这不仅仅是从事职业所必备的一项技能，也是提高自身的竞争力的必要工具！随着专业人才逐步增多，BIM势必会引领建筑业的一场全新变革。

BIM技术已经逐步向建造阶段发展，目前使用计算机针对设计方案、工程现场和运维环境模拟预判的技术已经形成了丰富而成熟的开发和市场环境。但基于BIM的模拟计算成果如何反映到施工现场进行智慧建造，则需要通过直接用于施工实体的设备手段来实现。

目前国内对于BIM相关智能设备的应用，大部分还是由国外设备公司如天宝、法如、莱卡等老牌精密仪器集团提供，他们基于传统产品创新研发和生产了一系列高度集成化、可与BIM模型集成的智能设备。但是最大的问题在于设备 *** 作流程不一定符合国内工程习惯，产出的数据成果无法被国内建筑业直接认可，这也造成该类设备一定的推广阻力。

1 、可穿戴式视觉仿真设备

扩展现实（XR）是总称术语，适用于所有计算机生成的环境，可以合并物理和虚拟世界，也可以为用户创建完全身临其境的体验。扩展现实类技术在建筑领域的应用是一种融合跨界的综合技术，主要分为三类：

（1）虚拟现实（Virtual Reality，简称VR） 是一种可以创建和体验虚拟BIM空间的计算机仿真系统。利用BIM模型在计算机中生成模拟环境，通过多源信息融合、交互式的三维动态实景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中进行BIM的交互体验。

该类VR代表设备有HTC Vive、Oculus

Rift、Playstation VR，整套系统一般包括全视角包裹头盔装置、运行主机、交互手柄以及空间定位装置，其开发生态环境在扩展显示类设备中最为成熟，与建筑领域相关的应用较为丰富。
针对交互需求的进一步挖掘，各类高效和专业技术公司也研发了诸如万向跑步机、蛋椅驾驶舱等联动体感设备，但相较于高昂的价格，其体验效果并不显著，多用于新技术的阶段性成果展示。

另一种虚拟全景技术又称三维全景虚拟现实（也称实景虚拟），是基于全景球形图像将目标BIM场景进行沉浸式展示的技术。全景（Panorma）是把环360°导出的多组照片拼接成一个全景图像，通过计算机技术实现全方位互动式观看的建筑真实场景还原展示方式。该项技术的使用仅需要一个可两片装凸透镜的盒子和普通智能手机，通过APP中的VR横向分屏功能，即可体验沉浸式全景漫游的体验。该类设备轻便简易，交互功能虽然简单，但可用于轻量化浏览建筑效果或工艺做法，成本低廉。
（2）增强现实（Augmented Reality，简称AR） 是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度，并加上响应BIM模型的技术。该技术的目标是在屏幕上把虚拟BIM模型套在现实世界并进行互动。代表的专业设备如Google Glass，目前大部分智能移动电子设备均有相关功能，其设备体验效果的核心除了BIM模型本身和响应动作之外，硬件效果主要在于设备计算芯片的算力和光学方案的显示效果，即设备配置越高，软件交互制作越精良，体验感越佳。
（3）混合现实（Mixed Reality，简称MR） 是通过智能可穿戴设备技术，将现实世界与BIM模型相叠加，从而建立出一个新的环境，以及符合一般视觉上所认知的虚拟影像，在这之中，现实世界中的实物能够与虚拟世界中的物件共同存在并即时的产生互动，因此设备中会有一套SLAM系统对周边环境进行实时扫描，并需要CPU在设备里创建一个三角网虚拟世界与BIM模型进行互动，因此MR技术是目前扩展显示类设备中技术含量最高的一种，其硬件和配套软件成本也相对较高。

混合现实技术的代表设备是微软公司的HOLOLENS系列，目前已发布第二代产品。另外，天宝公司联合Hololens开发的XR10将安全帽与设备结合到一起，更适合工地环境，并且通过三个非平行平面来让模型与现实空间进行结合，使等比模型与现实空间的叠合误差大大缩小，在某些程度上具备了取代施工现场放线工序的潜力，不过该类设备的通病都是在强光的室外环境视觉效果较差，视角范围也不是沉浸式全覆盖，需要适应和调整。

目前混合现实技术的生态与建筑业深度结合的设备和系统还未成熟，投入进行开发的市场环境单一，能够满足国内建筑业使用需求的软件较少。
2 、数字化施工设备

数字化施工类设备是将目前行业内常用的工程装备进行数字化升级或改良后，能够接收BIM作为 *** 作依据进行实体施工、测量的设备仪器。目前行业使用较多的为智能全站仪、无人飞行器、三维激光扫描仪、数字化土方施工机械等几大类设备。这类设备的特征都是能够接收BIM模型及数据，机器直接读取数据后在设备中自动建立三维空间坐标系，通过自动化的机械手段进行作业。在异形三维空间的快速放线、现场施工实体数据采集、大体量土方挖掘方面对施工效率有很大的提升。

（1）智能全站仪在业内更多被称为放线机器人 ，目前国内市场占有率最高的是美国天宝公司生产的RTS系列全站仪，该全站仪主要由通过红色激光指示测量放样点位的全站仪主机，用于控制、选择测量或放样点的 *** 作手册以及配套的三脚架和棱镜套装组成。

智能全站仪能够基于BIM模型进行放线，因此可以承载比平面图更多的建筑信息，在异形结构、MEP系统中有着非常明显的优势，能够节省大量的现场放线人员工作，其放线精度也能提高到毫米级。

但由于 *** 作习惯、方法与传统的放线形式有较大区别，实际 *** 作仪器的测量工程师在前期需要重新学习，除了需要学习通过触控平板电脑进行仪器的 *** 作和数据的分类储存之外，对于BIM模型的处理，也与传统根据二维图纸的形式有很大不同，因此需要项目团队成员进行基于三维模型施工的培训和经验积累，才能达到更好的效率。
（2）无人飞行器， 是目前建筑业勘察、施工阶段的常用设备。普通房建项目一般配备小型多旋翼飞行器搭载一个高清摄像头的设备，手机APP或者自带的遥控装置，用于高空实景拍摄。一般代表设备有大疆精灵、御等系列产品，但在高精度航拍勘测领域，则需要采买或定制专业无人机，价格则按照具体需求差别较大。
（3）物联网类设备。 随着智慧工地系统的兴起，智慧工地大脑的自动分析功能在行业越来越被重视，基于真实数据进行自动分析的应用可以为管理人员节省大量的重复劳动工作，但如何获得大量真实有效的工程数据，则需要物联网技术的支持，因此物联网设备是现在智慧工地实现的基础。

一般物联网数据都是由不同的传感器网络来采集和传递，传感器技术在工业领域已经非常成熟。在建筑业中，物联网传感器单点数据量较小，一般2G网络也可以达到实时传输效果。因此，物联网数据是否好用，取决于传感器的质量和平台数据算法的设计，在复杂多变的环境下，许多需要暴露在外的传感器十分容易受到现场其他因素影响，导致异常的数据结构，需要定期进行人工检查。
（4）混凝土3D打印 ，3D打印作为一种近年崛起的增材建造技术，已在模具制造、工业设计等领域取得较多成果。基于挤压层积式3D打印混凝土技术，在无需模板支撑的情况下，将水泥砂浆的挤出条状物逐层堆积，逐步打印构件，是建筑领域的全新尝试。可以实现异形化施工，使建筑物摆脱单调的几何形状限制，极大地推动建筑领域机械化、智能化、个性化以及安全化的进程。目前国内已有多个建筑业龙头企业尝试过3D打印一些低层建筑，正在广泛探索这种建造方法在基础设施、住宅和公建领域结构中的可行性。现有的问题主要集中于3D打印混凝土构件的特殊力学性能导致其与现有的工程规范难以匹配，以及材料和施工成本的效益价值问题。
（5）工艺机器人 ，从施工技术出发所研制的施工工艺机器人，例如砌砖机器人、搬运机器人、焊接机器人和装饰板施工机器人等都是国际工程行业讨论的话题，这些机器人能够在某些占据大量重复劳动且复杂程度不高的工艺上起到非常大的作用。国内代表的机器人企业则是碧桂园旗下的博智林科技公司，相关数据显示，碧桂园集团现有在研建筑机器人50余款，覆盖主要建筑工艺工序。其中，近40款投放工地测试应用，10余款进入产品化阶段。国外一些实验室正在研究通过增加传感器和算法，让机器人能够识别 *** 作复杂构件的形状，并且能够跟其他工种的机器人进行合作，在复杂的施工现场也能自我学习和修正，有极大的应用潜力。

BIM是Building Information Modeling的缩写(注：这里没有加技术两个字)。可以说BIM就是运用三维数字化技术配合智能化工具将建筑工程全生命周期中各个阶段的数据信息进行整合、集成、分析，最终将这些数据以3D可视化模型及数字报表的方式展现给项目中参与各方，进行工作的指导，进度、成本等分析，最终提高项目整体的品质。

1、传统绘制图面时协同作业困难，而使用BIM技术可有效率的协同作业;数据修正时于BIM三维模型中进行修改，可同步修改二维图面，且同步修正所有用户的模型，而传统CAD修正，则需一一将所有相关图文及数据进行修正，耗费大量人力及时间;传统数量计算是倚赖有经验的工程人员进行数量的计算，需花费许多时间且容易产生人为造成的错误，使用BIM建模导出施工图可由计算机进行估算判定数量，大幅降低计算错误发生的机率。综上可发现使用BIM技术绘制施工图的优点相当多，且可有效节省成本、人力及时间。

2、业内诸多企业认为使用BIM技术导出施工图的作法是可行的，使用BIM技术建模导出施工图可有效节省成本、人力及时间，且一致认为虽现阶段BIM技术尚未普及甚至代替传统二维工具，但BIM技术势必为未来工程的趋势。

3、关于BIM技术，由上图可发现目前BIM技术尚有部分技术未纯熟，需使用CAD后制辅助，此为使用BIM技术使用者，目前较难使用BIM技术导出施工图的主要原因。而尚未导入BIM技术的企业则一致认为，目前公司尚未导入BIM的主要原因是成本考虑，虽知道导入BIM技术可改善许多传统工程上常遇到的问题，但考虑前期需投资的软件费用高、人力培训费用高、此技术于业界尚未普及、专业人士较难寻找等，再加上非多数工程业主皆要求需使用BIM技术，且目前大环境景气不佳，致使许数公司面对需花钱导入新技术而有所却步。

BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。
从BIM设计过程的资源、行为、交付三个基本维度，给出设计企业的实施标准的具体方法和实践内容。BIM（建筑信息模型）不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
如果采用BIM和传感、无线射频、高速移动通讯、二维码识别等物联网技术，通过玉扳手平台，就能够把适时的数据传输给工程项目的各相关方进行适时的监管。从而最大限度的减少安全和质量事故的发生。

建筑业信息化是建筑业发展战略的重要组成部分，也是建筑业转变发展方式、提质增效、节能减排的必然要求，对建筑业绿色发展、提高人民生活品质具有重要意义。

2020年7月3日，住房和城乡建设部在加快建筑工业化升级方面，要求加快推动新一代信息技术与建筑工业化技术协同发展，在建造全过程加大建筑信息模型 （BIM）、互联网、物联网、大数据、云计算、移动通信、人工智能、区块链等新技术的集成与创新应用。

近年来，BIM模型在建造行业的应用逐渐广泛，但在实际应用中仍存在协作可信度低、信息传递效率低、数据存储安全性低、工程量数据无法互通等问题。

而区块链技术，具有分布式存储、防篡改、去中心化等特性，能够实现各单位之间的紧密协作，解决跨组织协作的难题。

在工程建造行业中，区块链技术和BIM技术的有效结合能够使全过程管理和结算更加直观且高效。

透明建造为项目管理方/监管方提供基于区块链技术的“工作存证+实景监管+BIM” 透明可信工程指挥系统，提升管理效益，满足监管要求。

透明建造基于区块链技术去中心化、分布式账本的特点，将各参建单位纳入系统，打破信息孤岛，建立可信协作。

透明建造将建设过程信息与BIM模型实时关联。BIM工程师能够在透明建造中不断持续完善模型，进行协同工作，向项目各方实时透明共享工程建设信息。

透明建造通过全透明的流程协同与高效的BIM协同，形成良性闭环。“区块链+BIM”，让建设过程高度可视，为项目管理提供监管服务，为工程建造提升效率。

项目建设过程中，BIM模型可被视为项目参建各方之间的合同要件，即实际建筑的建造需要与BIM设计模型相符。

施工过程偏离BIM模型：

建设方或监理单位可以要求施工方停止施工并按照BIM模型的原始设计整改和修复。

BIM模型有冲突或错误：

施工方可提出变更，通过再次完善BIM模型的方式予以确认。

各参建单位可通过移动端实时记录施工现场的进度、质量安全问题、工序检验及各项检查等内容，并关联到与BIM模型对应的模块中。

透明建造“区块链+BIM”，让进度更新透明化，让建筑成长可视化，使各参建方清晰了解项目进度，提高管理质量。

项目建设过程中，各参建方会产生多种独立数据与协作数据。透明建造将这些数据从“进度、质量、安全、成本、环保、低碳”等多维度进行集成和分析，为项目管理/监管方提供信息模型+实景过程跟踪的工程指挥系统，方便对项目进行指挥调度。

项目指挥大屏

此外，透明建造把建设过程中的可信数据进行采集及统计分析，形成数字价值和数据资产，助力各参建企业享受普惠金融服务。

建设方/监管方通过BIM模型可对具体问题进行追溯，将实际建设情况与BIM模型比对，快速核验。

系统会对冲突问题进行提示预警，加快问题的整改效率，提高整体工程建设效率。

透明建造集成现场监控、VR、无人机航拍等先进技术，提升各方的协同效率，对现场质量、安全进行可视化管理。

各参建单位的负责人通过透明建造系统的轻量化BIM功能，进行深化的流程协同，让每笔数据来往都经过上链确认。

透明建造为负责人提供可视化的BIM模型，可在系统中查看阶段性工程量算量、材料下料追踪等数据，设置工程建设过程中的关键里程碑，协助业主方高效管理工程节点预算。

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通过将阶段性里程碑与BIM模型相关联，形成一系列“智能合约”。系统中发布的场景存证、安全质量记录、工程文件资料、形象进度等过程数据，都可成为工程量透明结算的依据。

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