广联达BIM―5D在中小企业施工过程应用研究
BIM的英文全称是Building Information Modeling，国内较为一致的中文翻译为：建筑信息模型。BIM通过以建筑工程项目的各项信息数据作为模型，建立能够同时运用于设计、建造、管理三方面的数字化平台，使得在整个建设项目生命周期中的信息统一，实现数据共享，让建筑工程在整个设计施工进程中提高效率，减少风险损失。
根据《中国BIM应用价值研究报告》数据调查显示，在我国的施工企业中，有44%的施工单位对BIM的应用处于中等应用水平（在工程项目占15%-30%），更有31%的施工企业对BIM的应用不到全年所有工程项目的15%。由此我们可以发现，虽然BIM技术在我国建筑行业中变得日益普及，但是身为建筑行业中间力量的中小企业在工程项目施工过程中的应用还是涉及较少。
因此，本文将对BIM-5D技术在中小企业施工过程中的可能性应用进行研究探讨，结合相关实例来对BIM-5D与工程进度、成本的关系进行分析。最后对BIM-5D技术在中小企业的发展方向进行分析和总结。
1 BIM-5D的概念及发展
1.1 BIM-5D技术的概念
BIM技术在1975年由“BIM之父”乔治亚理工大学建筑与计算机学院的查克伊士曼博士教授创建。根据维基百科定义为：建筑模型是一个包括物理性和功能性的数字化管理的生成和管理过程。建筑信息模型的结果作为共享的知识资源来支持决策，从早期的概念上，到设计和施工，再到营运和最后的拆除来建立一项设施。根据美国国家BIM标准又将BIM概念定义为：BIM 是一项设施物理性和功能性的数字化表示。BIM是关于设施形成的生命周期中一个可靠的决策依据的信息共享知识资源，从早期的概念到拆除。
通过以上的两个概念解释，我们可以发现BIM既是一个过程，也是一项结果。
BIM作为一个过程，贯穿工程项目的全生命周期，从项目规划和设计出图、施工物流，再到营运维护。在这过程之中，业主、建筑师、结构等各类工程师及相关从业人员均能通过BIM 软件实现对建设项目的全方位控制。BIM作为一个结果，给建筑行业带来了极大的改革。BIM技术的出现使得建筑绘图从单一的二维绘制变为三维空间的模拟。这种三维空间模拟可对建筑整体绘制，还能对施工中的各种管道碰撞等细节绘制。BIM技术还摒弃了传统技术中资源结果不能共享，信息不能同步更新的缺点，工程项目中的各个参与方均能利用BIM技术实现互相协调，同可视化的模拟施工及预测。
5D技术是从BIM的发展而来。BIM的发展是从1D到nD的过程。BIM1D我们就可以理解为手绘制图，BIM2D则可理解为电子绘图。BIM3D就是现在大多数人认为的3D化模拟，具有实现信息共享，协调项目发展的功能。BIM4D是在3D模拟技术的基础上加上了时间维度，旨在对项目进行可行性计划安排，优化施工任务。5D技术则是在4D的基础上加入成本因素，其主要共享方向为项目施工过程中的精细化预算，实现工程项目造价控制的最优。
1.2 BIM技术的发展
1.2.1 BIM技术在国外的发展
美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，从2002年开始发展至今，美国建筑业关于BIM的研究与应用都走在世界前列。2006年，美国陆军工程团发布为期15年的BIM发展路线规划，旨在2020年之前所有项目的招标公告、发包、提交中必须使用美国国家BIM标准；并且每家企业都能有能力使用国家BIM标准数据来有效降低建设项目的工期和造价，实现全生命周期任务自动化。2007年，美国总务署出台政策，要求从2007年起，所有大型项目都需应用BIM，最低要求是空间规划认证和最终概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA项目都鼓励采用3D-4D-BIM技术，并根据项目的承包商的不同，给予不同奖励。目前，美国大多建筑项目已经开始应用BIM，BIM的价值在不断被认可。
英国内阁办公室2011年5月发布了“政府建设战略”文件，其中有一整个关于建筑信息模型（BIM）的章节，章节中明确：要求到2016年，政府要求全面协同的3DBIM，并将信息化管理全部的文件。2015年10月21日召开的“ICE BIM大会”公布，英国政府BIM强制实施官方日期最终敲定在2016年4月4 日。同时英国政府还敲定自2016年10月3日起，每个政府部门必须具备“电子检验供应链BIM信息”的能力。同年自9月起，牛津布鲁克斯大学新增了一个硕士课程――“建筑项目管理与建筑信息模型”。通过密集的学习内容安排，“建筑项目管理与建筑信息模型”课程相关专业将向学生传授必要的知识和专业技能，确保学生毕业后可以胜任施工项目经理职位，并在BIM应用和发展中发挥主导作用。
1.2.2 BIM技术在中国的发展
相较国外BIM技术的成熟，我国的BIM发展还处于攀升期。同前几年BIM技术还是以概念为主的萌芽期来比较，BIM技术在我国的运用推广还是很快。从我国住建部自2011年以来颁布的纲要意见来看，我国的BIM发展经历了普及、推广、编制准则、全面实施四个阶段。在2015年6月16日我国住房城乡建设部于颁布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（以下简称《指导意见》）。以工程建设法律法规、技术标准为依据，坚持科技进步和管理创新相结合，在建筑领域普及和深化BIM应用，提高工程项目全生命期各参与方的工作质量和效率。《指导意见》中明确，到2020年年末，在新立项项目的勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%的目标。这一举动使得BIM在部分重点项目的设计、施工和运营维护管理中陆续得到应用。可以预见，随着《指导意见》的贯彻落实，我国建筑领域将进一步掀起BIM应用的热潮，不断推动我国建筑业转型升级和持续发展。 2 BIM-5D技术在中小企业中的应用
根据建筑市场大环境的波动调控显示，建筑业的新签合同均持续下滑。我们不难推断建筑行业中的中小型企业在没有足够多的合同签订数和资产累计值的情况下，中小企业将会处于一个在夹缝中生存的状态。中小企业可以通过BIM-5D技术在数据库中可计量的特点，把一个工程从设计阶段的各种数据都统一整合，在协调、成本、进度、文档四方面入手，在市场竞争中找到突破。
2.1 协调管理
施工过程往往牵涉众多参与单位，整个施工过程中有大量的信息交流和组织协调问题。在传统工作模式下，各单位之间的沟通都很难通过图纸传达且中小企业没有足够的财力来支持大量的返工与重修。BIM技术将所有信息进行整合并数字化管理，对项目的设计、建造、营运全方位进行优化。基于BIM集成各分包单位的专业模型，提升工程信息交付质量和建造效率；优化施工现场环境和资源配置，减少施工现场各参与方、各专业之间的信息交流混乱。在这个管理过程中，以BIM模型为中心，各参与方在同一模型上协调工作。协调的过程也将转变为数据，成为一个封闭的信息循环，提高数据的准确性。
2.2 成本控制
成本的控制是一个项目控制的根本。成本的有效控制往往与算量、变更、材料、进度都有密不可分的关系。按照以往的传统成本管理模式，在施工过程中利用图纸的算量方法，要面临的工程量多、子项目分解的困难，成本管理很难落到实处。BIM-5D技术最大的一个性能便是动态成本管理。根据进度变化实施成本追踪和审查，快速形成项目成本计划，高效、准确地进行成本预测、控制、核算、分析等，有效提高成本管控能力。在事先的施工模拟中根据施工进度找到成本花费的百分比，若超于预期值，则能马上重新设计工程进度和模式，将损失降到最小。
2.3 进度控制
传统的进度控制方法大多是制定抽象的计划，尽可能的优化施工组织方案，然后通过人工参与经历来书写施工日记。但是工程往往有许多不同的因素影响，受干扰风险非常高，材料安排不到位，施工人员不足，这些都会拖慢施工进度。BIM-5D有效继承了实时进度控制。基于BIM施工模型，对多参与方、多专业的进度计划进行集成化管理，全面、动态地掌握工程进度、资源需求以及供应商生产及配送状况，解决施工和资源配置的冲突和矛盾，确保工期目标实现。BIM-5D能从事前的目标设定和计划编制就开始整个工程的进度控制，同时对资源、成本、材料从事前、事中、事后三方面进行全面动态模拟，实现进度管理的层层把控。确保中小企业在施工前能够将施工方案不断优化，保质按时地完成施工项目。
2.4 质量管理控制
质量控制主要是全面贯彻质量管理的思想遵照PDCA的循环原理通过计划、实施、检查、处理的步骤展开控制。基于BIM施工模型，对复杂施工工艺进行数字化模拟，实现三维放样、定位和监测及实现远程质量验收。BIM-5D最受工程师喜爱的一点就是能够对管道进行碰撞检查。管道在设计时更多的时候是考虑如何减少空间使用率，但是相对的，这样的安排不方便人工进行查看而增加重复施工率。BIM-5D的通过碰撞检测技术，将机电、暖通、结构整合在一起，进行建筑、设备等各专业以及管线在施工阶段综合的碰撞检测、分析和模拟，有效地检查他们之间相交叉的地方，协调好三方的空间位置，做好事前控制，消除冲突，减少返工。
2.5 文档管理
施工过程中的每一个数据记录都是后期查询的依据。在传统的施工过程中，对数据、文件的管理都是人工输入进电脑再打印一份纸质版备案。后期归档时，档案人员就会面临大量的数据且人为的输入也不能保证数据的准确性。BIM技术所建立的模型则是一个数据库的集成。BIM竣工模型包括工程启动、工程策划、工程实施、工程控制、工程收尾等工程全过程中所有的信息数据。增加了数据的准确性和精确性，并对以后的营运管理起到了很好的指导性依据。
3 中小企业在施工过程中使用BIM技术案例
由于市面上的BIM软件不尽相同，本文采用广联达BIM软件为平台，通过广州东塔案例来说明中小企业可以在今后的施工中利用BIM软件可得到的便利。
广州东塔亦称周大福中心。广联达从广州东塔项目全生命周期角度出发，确立了东塔项目的BIM应用策略。以BIM信息集成平台为基础，利用集成的BIM模型信息和现场管理业务数据，实现三维可视化、协同的施工现场精细化管理。通过统一的信息关联规则，达到信息共享的目的。
在进度管理中，首先通过动态实时展示实体进度。建立三维深化设计模型，并制定一系列的规则，实现信息数据与模型的挂接，达到信息共享的目的。再通过模型与进度、图纸、清单、合同条款的自动关联规则，实现信息数据与模型的挂接及共享，达到快速获取实体进度相关配套工作信息的目的。最终使得项目编制效率大幅提升，实现全面实时监控、实时更新。在成本控制中，企业利用BIM-5D可以实时查询合同执行计划，能够利用软件自动计算实体量。在成本管理页面可以从收入、预算成本、实际成本三方进行三算对比，使得成本核算的速度大幅提升。还能够在自动计算审核量，减少签证时间。成本中各项开支都能够有电子凭证，实现收支来源可视化、透明化、合理化。
广州东塔案例运用更先进、更有效的软件改变了传统的工作方式，减少了烦琐的工作流程，是施工管理模式的一种新改革。中小企业可根据这个案例，在今后的施工中运用BIM-5D精确化的特点减少项目风险，有利于提高施工单位在施工过程中对项目的全面掌控。
4 中小企业目前所面临的困难
BIM的技术能够为工程项目建设领域带来巨大的变革和利益。但是我国建筑行业整体环境中设计和施工的长期割裂，使得设计工程师缺乏施工方面的知识与经验，施工单位利用这一现象，建立起“低价中标，高价索赔”盈利模式。这种模式让施工企业对BIM的应用深度远远不及设计方。除了大环境造成的原因，中小企业推进使用BIM的障碍还有以下三个方面： 4.1 BIM-5D成本高
BIM软件多由国外引进，因此软件发行商非常注重软件的版权使用。中国一份正版BIM-5D软件价格在40万元至80万元之间，随着BIM的逐渐开发和深入使用，BIM-5D软件的价格还会持续性增高。软件长期高价投入对中小企业来说是经济上的一种负担和挑战。同时，BIM-5D的使用者面向的不是个人，而是一个团队。一个企业需要通过BIM-5D软件的使用来为企业提分，那么这个企业需要有足够的资金专门为BIM-5D培养一个团队。人才的培养需要经过长时间才能看见结果，这中间需要消耗的财力以及团队刚接手工作磨合损失对中小企业来说都是必须直面的风险。
4.2 人才缺乏
中国建筑行业兴起BIM技术久，能够成熟运用BIN软件的人才还是较少。业界中人由于年龄的限制，对于BIM软件大多停留在了解层面。人才引进对于我国中小企业也是一大难题。中小企业若想发展BIM应用，还需对本企业中的工程师进行系统培训。最终让使用BIM的人员可按照项目设计、项目后期和运维三块来完成施工过程中的数据信息模拟和交流。但是目前人员的培养多是源于各种自营机构，都没有统一的培训方案，这也在一定程度上对BIM专业从业人员的培养造成了阻碍。
4.3 环境压力
除了成本、人员、软件这三方主观的困难外，我国中小企业还面临着来自政府政策大环境的压力。住建部在2015年6月16日颁布的《关于关于推进建筑信息模型应用的指导意见》的确给建筑业推进使用BIM技术增添了不少动力。但是纵观住建部从2011年到2015年颁布的有关BIM的各项文件，都不难从文件中发现在我国的建筑行业里面并没有一个统一的、规范的标准出台。当BIM技术与各地建筑行业已相契合之后再推出标准就会使得各地建筑工程再一次出现全面的波动。另一点就是当政府开始推行BIM技术时，也要使政府审查机构顺应改变审核制度。当前各地政府的各种工程结构设计图审核都还不接受三维的计算机模式审核，仍然停在传统的二维图纸的审核模式。这从一定方面上也抑制了BIM技术在我国建筑业的发展。
5 总结
本文通过对中小企业在施工过程中BIM-5D的应用进行探讨，得出以下结论。首先，从业界的整体情况来看，所有单位对于BIM的应用都还停留在浅显的探索阶段。相比于其他国家的强制性应用，我国还需颁布相关的统一标准。为了使BIM技术能在行业中得到值得推动，需要政府、业主、设计和施工方共同做出改变，即改变审查的方式，改变固有的习惯惯性，努力接受新的知识。BIM-5D的推广和使用能够继承进度、图纸管理、合同管理，提高建筑行业的生成效率，对最终目标实现精确化的管理，让从业者从根本上了解使用BIM-5D的好处，有易于施行BIM-5D的推广。其次，BIM-5D技术能够在建设项目全生命周期中对成本管、质量、进度、文件进行全方位的实时监控和过程模拟。能够有效地减少施工中不合理的流程安排和材料的选用。但是BIM软件本土化的编制是BIM软件通用实施的阻碍。只有将软件进行本土化，才能质地提高BIM软件的应用。同时对中小企业来说。购买BIM的成本，使用BIM软件前人才培养也是一座必需翻越的大山。但是相对使用BIN技术后的成本管理、进度管理也能为中小企业带来减少施工过程中的变更。在施工过程中设计、施工、分包商同意运用BIM模型，能够及时掌握信息的交流，克服交接图纸时的错误，以及“信息孤岛”的产生。
