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美国设计行业BIM应用历程的启示

王新
  
建筑创作
2011年10期


  众所周知,欧美国家和地区早在20世纪80年代就有了BIM的相关研究与应用。作为人口大国和建设大国,中国在相关领域的涉足较晚,在学习、研究与实践中也有诸多疑问与顾虑。然而我们可以通过了解欧美在相关领域的实践经验,来为中国的BIM推广助一臂之力。无论在中国还是国际上,建筑设计行业是最早接触到BIM概念与应用的领域,但是设计行业BIM应用并不是一帆风顺的。
  
  领跑看
  
  在北美地区的建筑设计行业(包括建筑、结构、设备及其它顾问公司)中,BIM应用或者说BIM工具应用很早就有。但是BIM类工具应用的范围一直没有很大的扩展,绝大多数设计企业长期应用以Autodesk CAD为代表的二维设计与绘图系统。有极少数在很多年前就有BIM相关实践(至少是BIM相关软件的应用,如ArchiCAD。Microstation的早期系统是否BIM可以讨论,但它确实是三维环境的设计平台)。在最早使用三维设计软件的企业中,有些是自己认识到它的意义,有些则是被要求使用的。
  美国军方对于管理、效率的重视从来都是无人可比的。在美国军方的许多设施建设中,很早就要求设计方应用具有三维功能与信息化(尽管起初的软件能力非比今日)的平台,这其中以Bentley的软件(原名MicroStation)系列最受欢迎。业主的出发点其实很简单,就是将所有的设施建设完成后,保留数字化的,三维的、具备一定信息承载能力的模型。他们相信这对今后的高效管理意义重大。因此,在相当一段时间里,美国军方的一些项目会要求设计方使用某种特定软件,如Microstation。
  在“911”之后,为了防止未来潜在恐怖袭击对重要设施的威胁,美国军方将之前对“五角大厦”(美国防部所在地)的局部整修计划,变成了完全、彻底的改建计划。从结构、设施等方面全面加强大楼的防爆能力与全面功能提升。在这个设计施工一体化的项目中,设计方被要求使用Miorostation的软件系统进行设计文件的处理与存档。其中目的之一,就是可以保留整个大楼的、具备一定数据的、三维电子模型,以便大楼未来的运营管理。这符合美国军方一贯的宗旨——追求精确、高效和易于管理。从10年后的今天看来,那个系统可能不被认为是真正的BIM平台,但在当时它是最好的、具备三维能力的设计软件(优于当时的AutoCAD,而Revit还没有诞生。ArchiCAD没有被采用应该有其它因素)。在这个持续数年的庞大的改建计划当中,保留数字化的、三维的设施模型,对设计、施工尤其是后续的运营管理方面的辅助效益是个明确的目标。
  与美国军方的宗旨如出一辙,美国联邦机构对于BIM也是情有独钟。他们的代表机构是GSA(联邦总务署),专门负责所有联邦机构设施的建设、租赁和运营等工作。他们很早就研究BIM相关应用,有自己的BIM相关标准。今年更是从BIM的设计、施工应用,发展到运营阶段的BIM探索与实施。除了上述部门,还有诸如退伍军人部、陆军工程兵和空军等部门也积极参与到BIM应用的行列。
  由此看来,美国联邦政府在BIM应用与推广上面一直扮演着积极的角色,从最早只是美国军方内部在国际互联网上的应用系统,到后来被转为民用、造福全球。BIM应用受到美国联邦政府(尤其是军方)的重视,其前景和机会是空前的。
  
  无利不起早
  
  作为建筑设计行业与BIM的接触是很早的,但是由于种种原因,在BIM应用的普及性方面,施工企业确实走在了前面。在20世纪90年代,设计行业就接触了类似ArchiCAD和Microstation这样的应用平台。但是直到2005年左右,BIM应用在美国的设计企业当中也是非常罕见的。当时,较大型的设计企业,几乎没有普遍BIM应用的。有的企业甚至没有任何与BIM接触。当然也有例外,就是当时美国最大的设计企业之一的RTKL。他们在BIM应用的道路上,多年来一直是遥遥领先。我没有确凿证据来证明,该企业当初决定全面应用BIM的决策是如何形成的。但是这个决定是从公司最高层发出,且不断要求各分支机构尽快在工作当中应用BIM。在前无古人的时间点上,决策者做出如此决定,一定是基于对BIM的了解与长远的眼光。对于一个拥有上千人,分支机构遍及全球的设计企业来说,这个决策是非常重要的。
  对于其它大部分设计企业来说,即使早期接触了BIM,也由于各种因素而没有付诸实践。他们真正应用与普及BIM是在2007年之后的事情。而同样是在建设行业中的施工企业,其对BIM/VDc的接受度和普及在早期却超过了设计行业。分析之后得出以下原因:
  
  第一 施工企业普遍对于提高效率、降低成本、减少浪费的方法非常关注。也就是更加注重管理因素,第二,BIM在施工过程中的应用可以比较独立,比如说“可实施性检察”、“碰撞检察”,“施工进度模拟”。“材料算量”等都是可以相对独立地实施的,相互之间不受明显制约。第三,施工过程BIM应用见效快,一个项目就可见到效果(或多或少)。第四,施工阶段没有设计阶段的反复修改变化,对于BIM模型的标准要求较低,如单一进度模拟的模型深度要求不高。第五,初期投入的人力物力成本比较容易被吸收等。这些都是施工阶段BIM应用比设计应用普及快的因素。
  那么,为什么设计企业BIM普及相对迟缓?又有哪些障碍?下面是许多设计企业,在决策是否应用BIM时常常会遇到的问题第一,由于BIM是相对新生事物,企业很难找到具备足够BIM知识与技巧的专业人员。这样培训、学习就成了主要任务。而且BIM要学习、实践过程的曲线特性(学习前期,“生产效率”相对低,成熟期后综合效率明显上升)。第二,对于硬件有一定要求,且早期的设备成本比较高。这样对于企业全员应用BIM造成较大的、暂时经济压力。第三,早期认为BIM只是一个新软件的应用,没有引起管理层的注意,只是初级专业人员在研究、应用软件工具。这样使得BIM在管理层面的意义没有被及时发现(这点在目前中国的设计企业里面非常普遍)。第四,由于设计阶段的BIM应用要求相对的系统性,这样对于使用者会有一定要求。然而,市场上整体缺乏有经验的BIM咨询与支持人员,使得BIM应用队伍建立缓慢(中国目前同样面临此问题)。第五,设计周期相对较紧,许多项目只做到概念。方案阶段+给人一种不值得实施BIM的印象。第六,设计企业总体上对于效率与管理的重要性认识不足。其实真正原因还是企业的领导对于BIM没有真正认识,使得他们在此问题上没有前瞻性。最典型的例子是一个国际著名的设计公司,早在多年前就接触了BIM,而且具备富有实际经验的BIM专才。由于没有正确的决策,该公司目前还没有真正普及BIM,造成比其它国际知名连锁设计机构落后很多。
  不管怎样,美国的设计行业在过去的三,四年里对BIM的应用空间是增长的。其间多年来培养的人才在企业之间流动,成为各企业的BIM专门人才。还有很多人去专门从事BIM培训与咨询,为大量新出现的BIM应用企业培训人才和提供支持。电脑设备性能快速提高以及价格的不断下调,使得对于硬件性能要求很高的BIM应用的成本持续下降。再加上软件性能的不断提升和厂商的宣传攻势。当然,最重要的因素是,设计企业的决策者认识到,BIM应用的重要意义或不应用BIM的后果。目前对于BIM应用的“云计算”也已经在美国设计企业里扎根了。一些具有眼光的企业决定在短期内,将设计工作全部转移至“云计算”平台。这样可以使企业节约大量设备投资,并提高工作效率。
  
  目标明确,认真执行
  
  虽然大多数设计企业没有在第一时间里参与到BIM应用的大军当中,但是一旦他们认识到BIM应用的重要性而决定上马之后,他们的态度是坚决和认真的。这表现在BIM应用的目标十分明确,就是要求每个设计师,包括初、中、高级职称的人都要学习和应用BIM。当然不同层级的人在BIM应用中需要掌握的知识与技术各不相同。高级管理人员更多的是要了解BIM的原理与特性,这样在企业运作和项目管理是可以相应对待。他们更多的是理解与支持整个团队的在BIM应用过程的工作。中级人才更多的是从项目管理的角度来学习和研究BIM,他们是BIM应用成功与否的关键。初级人员是在项目与技术结合的层面给予更多的关注,使BIM的应用顺利进行。当然,并不是说初级人员不需要学习、理解管理层面的知识。任何的人成长都是个不断学习的过程。
  可以说,BIM与企业里每个人都是相关的。同时,他们把BIM在整个设计过程当中的应用当作目标。这体现在设计人员在整个过程当中都亲自应用,把它当作方法与工具。中国目前的状况有所不同,大多数设计企业(少数例外),在BIM应用时多是从“试验田”式的方式起步。也就是在设计企业内部设立所谓“BIM小组”或“BMT作室”。所谓BIM小组人员与项目设计人员是分离的。那么,这些BIM小组的作用是什么呢7分析了几个代表性的设计企业之后发现,BIM小组基本上是由经过培训的人员,由他们来进行BIM建模的操作,而不从事项目的设计。他们与项目的设计师配合工作,设计师本身并不进行任何BIM相关工作。这样的做法在美国B1M实践早期出现过,但都是“昙花一现”。那为什么这种方式会成为中国设计企业BIM实践的主流呢?通过与国内的几个大型设计机构的接触后,我了解到
  由于领导对于BIM认识与支持不够,导致BIM实施“急功近利”,注重容易“出彩”的、“漂亮的”工作。对于需要踏实积累与进一步开发的工作,避之不急。因此,碰撞检察、三维可视化、甚至动画模拟等,凡是与“漂亮图面”相关的,都先期被热炒了起来。仿佛那些就是BIM的“精髓”。而对于在设计过程当中,BIM的其它作用完全忽略(也可能是那些成果看起来并不是很“漂亮”)。对于这样的目的-设计人员与所谓BIM建模人员分离的组织形式自然是可行的方案。然而,想要BIM在设计过程中的作用充分体现,这样的形式就成了BIM成功推广的羁绊。项目设计师不了解BIM,不应用BIM。那么BIM在设计过程当中的许多优势和功能就被忽略了,从而BIM在整个项目当中的作用也就被局限了。当然,优点是BIM小组的人员对特定工作比较熟悉,完成速度较快。在美国,类似的做法在早期也存在过。BIM小组都是专业人员,但是这样的构成目前在美国基本上看不到了。首先,设计师应用BIM已经是普遍存在,不需要专门做BIM的人员(BIM支持人员还是需要的)。另外,有些保留下来的“BIM小组”变成了专门研究BIM的专家,有些还继续研发相关软件,从而逐步脱离了原有的这几家企业。
  当然,也有BIMT作室的人员是具备各专业背景的。但是他们的工作目标是否清晰也是个问题。我曾经问过几位BIM工作室的负责人:你们工作室的目标是自己独立承担项目,还是对整个企业的BIM推广进行全方位支持?一位回答说,他们自己会承担项目,而不会作为企业全面推广的技术支持。另外一个企业BIM小组的负责人干脆回答我不清楚我们的目标,应该是走着瞧。
  在实践初期,对于一些问题考虑不到在所难免。但是目标不明确,会直接影响到BIM应用与推广的效果。
  
  全面认识BIM的真正价值
  
  我在许多场合强调过,BIM推广是“从上到下”的。也就是说,一个企业在BIM应用的问题上一定要得到企业负责人的全面理解与支持。在BIM应用初期,许多人有一种误解,就是认为“BIM只不过是另外一种新的软件”。因此,一些企业的领导认为从管理角度,不需要过多了解这个“技术性很强的、选择、适用新软件的”事情。也因此,你会看到许多人知道BIM这个词,但是对其真正内涵和对企业的影响并不了解。这样就会导致BIM应用与推广不顺利甚至误入歧途。类似CAD的应用,国内设计企业CAD应用已经有20年了。CAD普及应用至少也有15年以上了。但是目前的CAD应用还处于高低不齐的水平,许多大型、甲级设计企业到目前为止还没有应用诸如“外部引用”(XREF)这样的基本命令。甚至许多项目负责人都还没有认识到其重要性,这从侧面说明了在设计工作过程当中,对于管理重视程度是远远不够的。以此种思想来看待BIM应用,自然是不会看到他的真正价值。
  就像我经常举的例子30多年前,中国建筑设计师终于迎来了空前的机会,大量的建设项目一辈子都做不完似的。大家连夜加班。一路狂奔,有用不完的劲儿。20年前,有人对设计师说国外有一种叫CAD的“自行车”,你骑上它会省不少力,而且很快。那之后5年,每个设计师都骑上自行车(便宜,很多是“免费的”),继续彻夜狂奔。3年前,有人又对设计师说:有一种叫BIM的“汽车”,跑得快又安全。不过你要先停下来,学习一下如何驾驶它,而且得付一些钱来买它。设计师说,我没时间,也不能停下来。3个月前,有人又对蹬着“自行车”设计师说:国外有一种叫云计算的“飞机”,不用自己驾驶且机票又便宜。设计师说:那些都是“浮云”。希望3年后的今天,中国的设计师都“驾着浮云”去实现自己的梦想。
  
  作者:王新,美国XTWO国际有限责任公司合伙人、设计总监,BIM战略顾问,美国
  国家建筑科学院(NIBS)成员,building SMART盟成员,美国“国家BIM标准”(NBIMS)委员会委员
  收稿日期:2011年9月
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