近年來(lái)，在國家的大力倡導下，BIM技術(shù)的應用不斷掀起高潮，然而，表面的熱鬧背后，卻是一系列的困惑，BIM技術(shù)應該如何應用？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)應用的進(jìn)一步思考。

為什么要推進(jìn)BIM技術(shù)應用

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(jué)的行為，計算機技術(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)展還將繼續為我們所利用。

BIM技術(shù)是計算機技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、圖形展示技術(shù)與傳統土木工程相結合的一種新興技術(shù)，目前正在高速發(fā)展階段，還遠沒(méi)有達到成熟的程度。BIM技術(shù)在其發(fā)展過(guò)程中，在各方面的不斷嘗試，已經(jīng)顯露了強大的優(yōu)勢和無(wú)數可能。其直觀(guān)立體地展示設計成果及其相互關(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。未來(lái)成熟的BIM技術(shù)，將釋放出更為強大的效果，因此，我們現在就要不斷嘗試應用這一技術(shù)，發(fā)現問(wèn)題、提出需求、推動(dòng)其成熟，才能享受成熟后的成果。

BIM應用過(guò)程的“兩張皮”現象

當前BIM技術(shù)應用中的主要瓶頸，直觀(guān)表現是：BIM技術(shù)仍然是信息孤島，與設計、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據也不多，海量的施工數據的存儲、利用尚未變成現實(shí)，在提升養護管理水平上也還沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

目前，BIM技術(shù)的應用仍然沒(méi)有形成正向收益，需要不斷燒錢(qián)來(lái)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，仍然未達到一種協(xié)調的狀態(tài)：一是目前的BIM技術(shù)更適合于創(chuàng )作性設計，單件式作品，在用于低水平的重復化設計時(shí)，同傳統CAD相比，效率明顯偏低；二是對于土木工程師來(lái)說(shuō)，用二維投影表述物體往往更準確，BIM技術(shù)最大的優(yōu)勢——可視化反而是劣勢；三是施工檢測數據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據、用什么形式索引這些施工數據；四是當前的養護模型并不需要BIM模型作為支撐；五是想象的一個(gè)模型從可研一直到施工的瓶頸仍然未被攻破，需要多次重復建立模型；六是同傳統的圖紙相比，現場(chǎng)的攜帶和使用仍然有很多不夠方便之處。

離開(kāi)了BIM技術(shù)，我們仍然能夠完成土木工程的設計、建造、運營(yíng)、養護任務(wù)，而且完成得很好。如果BIM技術(shù)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，不能真正融入公路工程設計建造之中，那么應用的困難可能永遠無(wú)法克服。


發(fā)展方向及機遇

困難就是機遇，看明白了發(fā)展方向，機遇也就擺在有能力者眼前了。一項技術(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(jià)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，也可以體現為整個(gè)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(wú)缺陷，一項技術(shù)的缺點(diǎn)，完全可以由技術(shù)應用環(huán)境、技術(shù)體系彌補。而平淡、全面、無(wú)缺點(diǎn)、也無(wú)突出優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)，則會(huì )因為缺乏比較優(yōu)勢而被淘汰。

今天，信息化、數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，二是數字化的成果。依托這種得天獨厚的優(yōu)勢，揚長(cháng)避短，建立上下游的解決和應用方案，就可以彌補存在的不足，應用就會(huì )大幅度推進(jìn)。一系列局部解決方案的累加、整合，就會(huì )成為系統的解決方案。在當前的技術(shù)水平下，以點(diǎn)帶面，穩扎穩打，分段逐步推進(jìn)，避免盲目的全面開(kāi)花，可以更加有效地推進(jìn)BIM技術(shù)的成熟和應用。

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

特大橋等結構復雜的單點(diǎn)工程

技術(shù)復雜的特殊結構大橋，都屬于創(chuàng )作性設計，設計成果難以被拷貝利用。為做好一座結構復雜的特大橋的設計，當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）階段相應深度的三維展示模型，二是完成初步設計階段相應深度的三維展示模型，三是完成施工圖階段相應深度的三維展示模型，四是完成復雜部件、復雜部位的三維展示，五是進(jìn)行各種配筋、管道、構件的交叉碰撞檢驗和預拼設計，六是在審查、論證階段的無(wú)數次修改，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計圖，九是各種預料外的要求。

使用傳統的手段，一遍又一遍地深化、修改，而且需要多圖協(xié)調，往往容易遺忘或版本混亂，此時(shí)BIM的三維設計和協(xié)同工作能力的優(yōu)勢得以顯現，而傳統手段設計常規橋梁時(shí)可不斷復制借鑒的優(yōu)勢不復存在。選什么，高下立判。



建設管理系統

當前所謂基于BIM技術(shù)的建設管理系統是最廣泛的應用場(chǎng)景，但目前仍然處于費力不討好的階段——建設品質(zhì)沒(méi)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(shuō)使用了BIM模型，但沒(méi)有發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢。為什么？當前的建造管理模式，是基于傳統的信息傳遞和協(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，內核仍然是傳統的割裂式專(zhuān)項管理的堆砌。

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(guān)能動(dòng)性、改進(jìn)制約機制、降低協(xié)調成本等要求，重塑管理方式，突破現有施工、監理、業(yè)主單位的信息界面，形成管理工作的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，建立基于信任、互相監督的扁平化管理體制，提高效率，有效降低施工、監理、業(yè)主的重復工作量，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 )新的項目中，首先研究提出新的管理模式，通過(guò)多個(gè)項目的實(shí)踐、改進(jìn)，以及成熟經(jīng)驗的推廣，最終建立適應信息化時(shí)代的管理模式，推動(dòng)基于BIM技術(shù)的建設管理從表象到實(shí)質(zhì)的轉變。

養護檢測數據的管理和利用

養護檢測數據融入模型，將是BIM技術(shù)發(fā)展的一個(gè)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，但目前應用了BIM模型的養護管理系統，僅能提供照片和表格索引的能力，從數據管理和使用來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的提升。然而，如果我們能夠將各種檢測到的數據，特別是結構裂縫、損傷、銹蝕等缺陷與模型融為一體，直觀(guān)表現出結構的狀態(tài)及發(fā)展變化情況，數據就活了起來(lái)，可以讓管理者更好地了解結構的實(shí)際狀況，判斷缺陷發(fā)展規律。如果再能夠與結構分析軟件融合，分析出結構應力狀況及變化，將形成更大的價(jià)值。

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


推進(jìn)數據存儲格式統一

前面設想了一些BIM應用的發(fā)展方向，使這些發(fā)展方向變?yōu)楝F實(shí)，需要建立統一的數據存儲格式和應用軟件生態(tài)系統。統一了數據存儲格式，就意味著(zhù)具備了實(shí)現全壽命期項目信息傳遞、建立一整套BIM軟件生態(tài)系統成為可能，進(jìn)而釋放數字化的整體優(yōu)勢。這一結果可能帶來(lái)的進(jìn)步，將遠遠超過(guò)今天我們的想象能力。

筆者用“一模各表”來(lái)描述這種生態(tài)系統。“模”即模型，指存儲建筑信息的數據庫；“表”即表述（應用），指的是針對數據庫的各種應用程序，包括用于展示或檢查設計成果、管理項目、收集施工（養護）信息、指導決策等各種可以想象出來(lái)的軟件系統。

理想的“模”是一種開(kāi)源的數據存儲標準，但目前國際性標準組織形成的通用標準，往往需要遷就各成員單位的要求，影響標準的先進(jìn)性和實(shí)用性，難以承擔這種任務(wù)。軟件公司或公益性社團，反而可能搶先完成數據標準的制定，就如同Android系統的發(fā)展路徑。更多的BIM相關(guān)企業(yè)或團隊，將圍繞如何更有效地利用數據，提升設計、建造、管理水平，開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的軟件，根據需要調用、輕量化模型，滿(mǎn)足實(shí)際使用對功能、展示效果等各方面的要求。



應用體系建立任重道遠

BIM技術(shù)是基于現代信息技術(shù)、計算機技術(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，永遠不要忘記應用BIM技術(shù)，只是應用信息技術(shù)改進(jìn)工程建造和管理的手段。

要形成BIM技術(shù)的全面應用和推廣，需要逐步建立起BIM技術(shù)應用的體系和應用環(huán)境，通過(guò)應用和需求促進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展和成熟，同時(shí)用BIM技術(shù)改進(jìn)工程建造和管理。BIM技術(shù)的成熟和廣泛應用，將是公路基礎設施建造管理邁上新臺階的標志之一。屆時(shí)，將會(huì )至少體現出以下特征——

一是創(chuàng )作性設計成為設計的主流模式。利用BIM技術(shù)進(jìn)行設計，通過(guò)所見(jiàn)即所得的手段，精細優(yōu)化細部設計，可以更容易地設計出精致的作品。

二是工業(yè)化建造的普遍應用。BIM成果數據可以與構造建造、施工放樣、設備操作實(shí)現對接，減少轉換環(huán)節和人為誤差。

三是重建了優(yōu)秀的技術(shù)工人隊伍。BIM形成的更高品質(zhì)的設計，還需要通過(guò)技術(shù)工人的手變成現實(shí)。

四是建立基于新的信息系統的建設管理模式?，F代化不僅僅是應用了一些新的設備和軟件，更重要的是建立新的相互關(guān)系和組織架構，利用基于BIM技術(shù)重新構建的建設管理體系（過(guò)程仍然是漸變?yōu)橹鳎┑臅r(shí)機，構建現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 / 交通運輸部公路局