摘要：利用BIM理论三层级模型，梳理归纳了BIM领域相关概念，统计分析了目前三个层级研究的情况。以解决BIM发展中存在的问题为导向，为三个层级建立了初步的关联性，为解决具体问题的途径提供理论依据。根据我国目前BIM发展现状，提出了动态深化的BIM三层级模型，为BIM的发展方向提供一定参考性指导。
关键词：BIM；建筑行业；理论研究；层级模型
1.BIM在我国发展现状
短短十年的时间，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）在我国已经由一个陌生的学术概念转变为炙手可热的建筑行业发展改革的重要理念。BIM越来越受到学术界及实践界的关注，并被越来越广泛认为是对集成设计施工流程、进而有效解决建筑业各类绩效问题的重要方式；它是一个建筑物理和功能特性的数字表达，为该建筑从概念到拆除的全寿命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。
BIM在我国的总体状况是，政府将其视为未来改革发展的方向，高校将其视为交叉学科的研究领域，企业将其视为可能带来新的利润增长点的高新技术。各方参与热情都比较高，使得BIM从理念到实用，都有层出不穷的概念和专有名词。大家都在探讨BIM，但似乎又各自在探讨并不相同的东西。尤其是近年来，BIM似乎并没有使建筑工程更加清晰透明，反而BIM本身被讨论得日趋复杂。究其原因，是各参与方研究的目标并不完全相同。
2.三层级的BIM理论模型
按照研究目标的不同，广义的BIM可以划分为三个层级。第Ⅰ层级是所谓的small BIM，即建筑信息模型（Building Information Model），研究目标是BIM模型本身，包括建筑要素、建模标准、模型成熟度、建模流程等；第Ⅱ层级是所谓的big BIM，为了和前一种区分，翻译为建筑信息模型化（Building Information Modeling），也就是我们说得最多的BIM，研究目标是BIM模型的应用点和协同平台，包括BIM技术框架体系、人员配置方案、信息采集标准、协同管理平台等；第Ⅲ层级是所谓的super BIM，超越了建筑本身的信息模型（Information Modeling），研究目标是实现城市的信息化，包括GIS系统、物联网、智慧城市建设方案、城市管理精益化等。
图1：BIM三层级示意图
按照这样的三层级划分模型，建筑设计师关心的模型如何制作，梁、柱、板、钢筋等如何表现，模型需要建到何种深度，对BIM建模软件的选择等问题就属于第Ⅰ层级BIM；业主关心的BIM模型包括BIM技术能用来干什么，怎么应用模型实现管理，和BIM参与方的协同关系等问题就属于第Ⅱ层级BIM；而常能听到的信息时代的名词诸如智慧城市、大数据、云计算、物联网、数字地球等，则属于第Ⅲ层级BIM。这样划分的好处是厘清众多BIM相关概念的关系，将他们分别归类；同时三个层级是递进关系，方便我们了解BIM的应用达到了哪个层级。就我国当前的发展现状来看，BIM模型的建模已经问题不大，主要研究热点集中在BIM的应用点的挖掘中，而智慧城市仍然是个需要更长时间努力的目标。可以说，我国的BIM目前主要处于第Ⅱ层级。此外，该三层级划分模型还有一大好处是清楚找到BIM在各层级存在的问题和面临的挑战，以及相应的解决途径在哪里，这一点将在后文中详述。BIM三个层级的内涵和发展现状见表1。
表1：BIM三个层级的梯级对比
3.解决问题为导向的三层级模型
作为一个较新的AEC行业发展方向，BIM的发展面临的挑战和困难涉及多方面，只有妥善解决好这些困难才能促进BIM行业的健康高效发展。在三层级BIM理论模型中对BIM发展面临的常见问题进行归类，再将每个问题对应的解决途径反向归类于三层级模型中，得到的结果见表2。
表2：解决问题导向表
可以清楚地发现，一个层级面临的若干问题中，有的解决途径属于该层级本身的范畴，但更多的情况是涉及到其他层级的范畴。举例来说，对于第Ⅱ层级BIM中应用点的研究发现，目前我国面临的最大挑战是，花费相当资源建立的BIM模型并没有发挥出其应用的强大功能，而是局限于管线碰撞检测、异形部件预制、变更管理等施工阶段的应用，而鲜有在全寿命周期拉通应用BIM技术的工程案例。究其原因，主要有二：一是对BIM理念的认识不完整，没有树立“全寿命周期BIM应用”的重要概念（属于第Ⅱ层级BIM范畴），只是把其简单作为一种解决具体工程问题的工具；二是建筑行业技术的限制，在模型建立阶段还没有充分运用MBD（Model Based Definition，基于模型定义）技术（属于第Ⅰ层级BIM范畴），将建筑物进行并行协同的数字化建模和产品定义，在BIM模型中附着所有相关设计定义、工艺描述、属性和管理等信息。只有解决好了这两个问题，BIM应用局部化的问题才能迎刃而解，BIM技术才能实现全寿命周期的完整应用。
将表2中的通过“面临挑战-解决途径”为导向的层级间关系通过图形表示出来，就得到图2所示的三层级模型。
图2：弱关联性三层级模型
以解决各层级发展问题为导向，虽然较好的将三个层级有机地联系了起来，但这种关联并不紧密，称之为弱关联性的三层级模型。其特点是针对解决具体问题，具有很强的操作性。但该模型对于BIM的发展仍然必要非充分，解决的发展问题有限，因此三个层级间需要更多更深刻的联系。
4.动态深化三层级模型
利用BIM三层级模型解决发展中遇到的具体问题是基础，更进一步，企业需要通过BIM提升其专项竞争力，整个建筑行业需要通过BIM技术来提高行业生产效率。因此，BIM三层级模型不是静止于此，而是持续不断深化发展的，总的深化方向是让三个层级的范畴逐渐有机融合，形成成熟的BIM理论体系。
这样的动态深化要求BIM行业的各参与方不应局限于将BIM作为解决具体工程问题的技术，或是将BIM模型作为合同索赔的工具。这些做法虽能获得短期的收益，但并不能有效推动BIM行业的长足发展。而应从BIM理念的本质出发，将BIM作为一种企业战略，本着与其他参与方合作双赢的原则，激发企业内部自发研究运用BIM的机制，制定与自身企业相符的顶层设计，稳步提升企业在BIM领域的专项竞争力。对于使用BIM技术的企业来说，总的思路是向上正确解读BIM相关政策文件的逻辑性，理清自己发展BIM的步骤；向下科学地向BIM设计方、建模方、咨询方等提出需求，积极参与到基于BIM平台的协同工作，持续强化与上下两个BIM层级的关联性。
图3：动态深化三层级模型
结束语
BIM技术应在建筑行业的科学精益化发展中发挥更大作用，BIM理论的研究更应先行。但令人遗憾的是，我国在这方面的学术研究虽然遍地开花，却还难成系统性学科。BIM三层级理论模型的研究成果对BIM行业的各参与方都有一定的参考价值，尤其是关注BIM应用点的企业，急需系统性的理论指导以帮助其建立关于BIM的战略规划，通过本次研究，找到了实现该目标的两个切入点：一是如何解读相关政策文件的含义，二是如何和其他BIM参与方协调的问题。
限于篇幅，本文概述了三层级模型的内涵和研究意义，而其中的一些研究点还有待后续研究的深入开展：包括各层级发展问题的具体解决方案，以及实现模型动态深化的必要条件等；至于目前研究较少的第Ⅲ层级BIM，随着我国试点的智慧城市逐步增多，会有越来越多的相关研究方向被提上日程。这些问题的研究和解决，保障了BIM行业科学成熟的发展，让BIM发挥出应有的价值。
参考文献：
[1]Eastman C，Teicholz P，Sacks R，Liston K. BIM Handbook（2nd Edition）[M]. 2011
[2]杨宇. IPD-ish在BIM项目中的应用研究[J].科学进步与决策，2012
[3]王雪青. 基于BIM实时施工模型的4D模拟[J]. 广西大学学报：自然科学版，2012
[4]毕振波. 云计算模式下BIM的应用研究[J].建筑技术，2013
作者简介：陈翔宇，男，汉族，硕士研究生学历，研究方向：建筑智能化，民航建筑。
论文作者:陈翔宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：层级论文; 模型论文; 建筑论文; 技术论文; 建模论文; 关联性论文; 目标论文; 《基层建设》2018年第30期论文;