近年來，在國家的大力倡導(dǎo)下，BIM技術(shù)的應(yīng)用不斷掀起高潮，然而，表面的熱鬧背后，卻是一系列的困惑，BIM技術(shù)應(yīng)該如何應(yīng)用？發(fā)展方向是什么？筆者在此拋磚引玉，希望能夠引發(fā)從業(yè)者對推進(jìn)BIM技術(shù)在公路行業(yè)應(yīng)用的進(jìn)一步思考。

為什么要推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用

不斷利用最先進(jìn)的信息技術(shù)改進(jìn)我們的工作，早已是一種自覺的行為，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息存儲技術(shù)、圖形展示技術(shù)的每一次進(jìn)步，都已經(jīng)被我們利用，其最新進(jìn)展還將繼續(xù)為我們所利用。

BIM技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、圖形展示技術(shù)與傳統(tǒng)土木工程相結(jié)合的一種新興技術(shù)，目前正在高速發(fā)展階段，還遠(yuǎn)沒有達(dá)到成熟的程度。BIM技術(shù)在其發(fā)展過程中，在各方面的不斷嘗試，已經(jīng)顯露了強(qiáng)大的優(yōu)勢和無數(shù)可能。其直觀立體地展示設(shè)計(jì)成果及其相互關(guān)系、在同一平臺下協(xié)同工作、利用其協(xié)同工作能力提升管理水平和效益，是我們一直追求的目標(biāo)。未來成熟的BIM技術(shù)，將釋放出更為強(qiáng)大的效果，因此，我們現(xiàn)在就要不斷嘗試應(yīng)用這一技術(shù)，發(fā)現(xiàn)問題、提出需求、推動其成熟，才能享受成熟后的成果。

BIM應(yīng)用過程的“兩張皮”現(xiàn)象

當(dāng)前BIM技術(shù)應(yīng)用中的主要瓶頸，直觀表現(xiàn)是：BIM技術(shù)仍然是信息孤島，與設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制等總體上還處于兩張皮狀態(tài)，能夠被施工利用的數(shù)據(jù)也不多，海量的施工數(shù)據(jù)的存儲、利用尚未變成現(xiàn)實(shí)，在提升養(yǎng)護(hù)管理水平上也還沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用仍然沒有形成正向收益，需要不斷燒錢來支撐。形成這種困難的根本原因，是高高在上的IT技術(shù)與腳踏實(shí)地的土木工程之間，仍然未達(dá)到一種協(xié)調(diào)的狀態(tài)：一是目前的BIM技術(shù)更適合于創(chuàng)作性設(shè)計(jì)，單件式作品，在用于低水平的重復(fù)化設(shè)計(jì)時，同傳統(tǒng)CAD相比，效率明顯偏低；二是對于土木工程師來說，用二維投影表述物體往往更準(zhǔn)確，BIM技術(shù)最大的優(yōu)勢——可視化反而是劣勢；三是施工檢測數(shù)據(jù)與安全耐久性還未能建立直接的關(guān)系，不知道存儲哪些施工數(shù)據(jù)、用什么形式索引這些施工數(shù)據(jù)；四是當(dāng)前的養(yǎng)護(hù)模型并不需要BIM模型作為支撐；五是想象的一個模型從可研一直到施工的瓶頸仍然未被攻破，需要多次重復(fù)建立模型；六是同傳統(tǒng)的圖紙相比，現(xiàn)場的攜帶和使用仍然有很多不夠方便之處。

離開了BIM技術(shù)，我們?nèi)匀荒軌蛲瓿赏聊竟こ痰脑O(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)任務(wù)，而且完成得很好。如果BIM技術(shù)沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，不能真正融入公路工程設(shè)計(jì)建造之中，那么應(yīng)用的困難可能永遠(yuǎn)無法克服。


發(fā)展方向及機(jī)遇

困難就是機(jī)遇，看明白了發(fā)展方向，機(jī)遇也就擺在有能力者眼前了。一項(xiàng)技術(shù)的存在和發(fā)展，必然要具有不可替代的作用，并創(chuàng)造出額外價值，形成正向收益。這里的正向收益并不一定從技術(shù)本身直接獲得，也可以體現(xiàn)為整個體系其他方面收益的增加。如果始終不能形成正向收益，其結(jié)果只能是被淘汰。

技術(shù)的優(yōu)勢在于不可替代性，而不是無缺陷，一項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)，完全可以由技術(shù)應(yīng)用環(huán)境、技術(shù)體系彌補(bǔ)。而平淡、全面、無缺點(diǎn)、也無突出優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)，則會因?yàn)槿狈Ρ容^優(yōu)勢而被淘汰。

今天，信息化、數(shù)字化是不可阻擋的趨勢，BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一是可視化展示，二是數(shù)字化的成果。依托這種得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，揚(yáng)長避短，建立上下游的解決和應(yīng)用方案，就可以彌補(bǔ)存在的不足，應(yīng)用就會大幅度推進(jìn)。一系列局部解決方案的累加、整合，就會成為系統(tǒng)的解決方案。在當(dāng)前的技術(shù)水平下，以點(diǎn)帶面，穩(wěn)扎穩(wěn)打，分段逐步推進(jìn)，避免盲目的全面開花，可以更加有效地推進(jìn)BIM技術(shù)的成熟和應(yīng)用。

如果把目光收縮到點(diǎn)，可以找到大量有效應(yīng)用的場景，目前很多都已經(jīng)應(yīng)用得很好。這里舉幾個可以作為發(fā)展方向，但目前仍在起步階段的例子。

特大橋等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的單點(diǎn)工程

技術(shù)復(fù)雜的特殊結(jié)構(gòu)大橋，都屬于創(chuàng)作性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成果難以被拷貝利用。為做好一座結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特大橋的設(shè)計(jì)，當(dāng)前需要完成包括但不限于以下的工作：一是完成方案研究（可行性研究）階段相應(yīng)深度的三維展示模型，二是完成初步設(shè)計(jì)階段相應(yīng)深度的三維展示模型，三是完成施工圖階段相應(yīng)深度的三維展示模型，四是完成復(fù)雜部件、復(fù)雜部位的三維展示，五是進(jìn)行各種配筋、管道、構(gòu)件的交叉碰撞檢驗(yàn)和預(yù)拼設(shè)計(jì)，六是在審查、論證階段的無數(shù)次修改，七是提供模板、鋼筋、管道的加工圖和安裝圖，八是出版各階段的設(shè)計(jì)圖，九是各種預(yù)料外的要求。

使用傳統(tǒng)的手段，一遍又一遍地深化、修改，而且需要多圖協(xié)調(diào)，往往容易遺忘或版本混亂，此時BIM的三維設(shè)計(jì)和協(xié)同工作能力的優(yōu)勢得以顯現(xiàn)，而傳統(tǒng)手段設(shè)計(jì)常規(guī)橋梁時可不斷復(fù)制借鑒的優(yōu)勢不復(fù)存在。選什么，高下立判。



建設(shè)管理系統(tǒng)

當(dāng)前所謂基于BIM技術(shù)的建設(shè)管理系統(tǒng)是最廣泛的應(yīng)用場景，但目前仍然處于費(fèi)力不討好的階段——建設(shè)品質(zhì)沒有實(shí)質(zhì)性提高，管理成本、管理流程、管理人員有明顯的增加。只能說使用了BIM模型，但沒有發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢。為什么？當(dāng)前的建造管理模式，是基于傳統(tǒng)的信息傳遞和協(xié)作方式形成的，在管理模式?jīng)]有改變的情況下，疊加BIM技術(shù)，就形成了兩張皮，外面是絢麗的三維模型，內(nèi)核仍然是傳統(tǒng)的割裂式專項(xiàng)管理的堆砌。

利用BIM技術(shù)提升管理，要基于BIM的協(xié)同工作能力，圍繞更好地發(fā)揮人的主觀能動性、改進(jìn)制約機(jī)制、降低協(xié)調(diào)成本等要求，重塑管理方式，突破現(xiàn)有施工、監(jiān)理、業(yè)主單位的信息界面，形成管理工作的協(xié)同聯(lián)動，建立基于信任、互相監(jiān)督的扁平化管理體制，提高效率，有效降低施工、監(jiān)理、業(yè)主的重復(fù)工作量，減少管理層輔助人員，從實(shí)質(zhì)上降低管理成本。

在探索階段，可以在有特殊性、需要管理創(chuàng)新的項(xiàng)目中，首先研究提出新的管理模式，通過多個項(xiàng)目的實(shí)踐、改進(jìn)，以及成熟經(jīng)驗(yàn)的推廣，最終建立適應(yīng)信息化時代的管理模式，推動基于BIM技術(shù)的建設(shè)管理從表象到實(shí)質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

養(yǎng)護(hù)檢測數(shù)據(jù)的管理和利用

養(yǎng)護(hù)檢測數(shù)據(jù)融入模型，將是BIM技術(shù)發(fā)展的一個分支方向。例如，目前我國已經(jīng)建立起了橋梁定期檢測制度，但目前應(yīng)用了BIM模型的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，僅能提供照片和表格索引的能力，從數(shù)據(jù)管理和使用來說，并沒有實(shí)質(zhì)性的提升。然而，如果我們能夠?qū)⒏鞣N檢測到的數(shù)據(jù)，特別是結(jié)構(gòu)裂縫、損傷、銹蝕等缺陷與模型融為一體，直觀表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的狀態(tài)及發(fā)展變化情況，數(shù)據(jù)就活了起來，可以讓管理者更好地了解結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況，判斷缺陷發(fā)展規(guī)律。如果再能夠與結(jié)構(gòu)分析軟件融合，分析出結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀況及變化，將形成更大的價值。

以上僅僅是比較典型、易于推進(jìn)的示例，類似的應(yīng)用場景還有很多。技術(shù)的發(fā)展往往是需求牽引的結(jié)果，在實(shí)際應(yīng)用中，跳出既有的“菜單”，提出需求，解決需求，才能帶動BIM技術(shù)多方向全面發(fā)展和不斷成熟，形成BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用的局面。


推進(jìn)數(shù)據(jù)存儲格式統(tǒng)一

前面設(shè)想了一些BIM應(yīng)用的發(fā)展方向，使這些發(fā)展方向變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，需要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和應(yīng)用軟件生態(tài)系統(tǒng)。統(tǒng)一了數(shù)據(jù)存儲格式，就意味著具備了實(shí)現(xiàn)全壽命期項(xiàng)目信息傳遞、建立一整套BIM軟件生態(tài)系統(tǒng)成為可能，進(jìn)而釋放數(shù)字化的整體優(yōu)勢。這一結(jié)果可能帶來的進(jìn)步，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過今天我們的想象能力。

筆者用“一模各表”來描述這種生態(tài)系統(tǒng)。“模”即模型，指存儲建筑信息的數(shù)據(jù)庫；“表”即表述（應(yīng)用），指的是針對數(shù)據(jù)庫的各種應(yīng)用程序，包括用于展示或檢查設(shè)計(jì)成果、管理項(xiàng)目、收集施工（養(yǎng)護(hù)）信息、指導(dǎo)決策等各種可以想象出來的軟件系統(tǒng)。

理想的“模”是一種開源的數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)，但目前國際性標(biāo)準(zhǔn)組織形成的通用標(biāo)準(zhǔn)，往往需要遷就各成員單位的要求，影響標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性和實(shí)用性，難以承擔(dān)這種任務(wù)。軟件公司或公益性社團(tuán)，反而可能搶先完成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，就如同Android系統(tǒng)的發(fā)展路徑。更多的BIM相關(guān)企業(yè)或團(tuán)隊(duì)，將圍繞如何更有效地利用數(shù)據(jù)，提升設(shè)計(jì)、建造、管理水平，開發(fā)專用的軟件，根據(jù)需要調(diào)用、輕量化模型，滿足實(shí)際使用對功能、展示效果等各方面的要求。



應(yīng)用體系建立任重道遠(yuǎn)

BIM技術(shù)是基于現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的一件軟件工具，需要努力用好，但不能被其束縛，作為工程技術(shù)人員，永遠(yuǎn)不要忘記應(yīng)用BIM技術(shù)，只是應(yīng)用信息技術(shù)改進(jìn)工程建造和管理的手段。

要形成BIM技術(shù)的全面應(yīng)用和推廣，需要逐步建立起B(yǎng)IM技術(shù)應(yīng)用的體系和應(yīng)用環(huán)境，通過應(yīng)用和需求促進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展和成熟，同時用BIM技術(shù)改進(jìn)工程建造和管理。BIM技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，將是公路基礎(chǔ)設(shè)施建造管理邁上新臺階的標(biāo)志之一。屆時，將會至少體現(xiàn)出以下特征——

一是創(chuàng)作性設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)的主流模式。利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過所見即所得的手段，精細(xì)優(yōu)化細(xì)部設(shè)計(jì)，可以更容易地設(shè)計(jì)出精致的作品。

二是工業(yè)化建造的普遍應(yīng)用。BIM成果數(shù)據(jù)可以與構(gòu)造建造、施工放樣、設(shè)備操作實(shí)現(xiàn)對接，減少轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和人為誤差。

三是重建了優(yōu)秀的技術(shù)工人隊(duì)伍。BIM形成的更高品質(zhì)的設(shè)計(jì)，還需要通過技術(shù)工人的手變成現(xiàn)實(shí)。

四是建立基于新的信息系統(tǒng)的建設(shè)管理模式。現(xiàn)代化不僅僅是應(yīng)用了一些新的設(shè)備和軟件，更重要的是建立新的相互關(guān)系和組織架構(gòu)，利用基于BIM技術(shù)重新構(gòu)建的建設(shè)管理體系（過程仍然是漸變?yōu)橹鳎┑臅r機(jī)，構(gòu)建現(xiàn)代化的管理模式將事半功倍。

本文刊載 /《橋梁 · BIM視界》雜志 2019年 第3期 總第10期

作者 / 張冬青

作者單位 / 交通運(yùn)輸部公路局