李霆大师BIM观:BIM必须与时俱进!

2025年2月14日BIM科技阅读模式

在建筑行业数字化浪潮中,BIM技术正面临从传统“小BIM”到“大BIM”的关键转型。本文将探讨BIM概念的演变,以及如何重新定义BIM以适应建筑工业化和智能建造的时代要求。

01、BIM来自于制造业

三维软件最早起源于制造业。早在1977年,法国达索公司就开始探索开发三维软件来从事飞机设计,这一软件在1981年被正式定名为CATIA,至今已发展成为制造业最知名的三维软件之一。

90年代后期,有几位来自制造业的软件工程师尝试为建筑行业开发了一款软件Revit。这个产品在2002年被美国Autodesk公司收购。随后,Autodesk大力宣传BIM理念,并把Revit定义成建筑行业的BIM平台。

BIM诞生之初,仅仅是定位为设计师(主要是建筑师)的设计辅助工具,是 BIM 模型创建的平台,不是信息管理和建造的平台,因此采用了简化的数字底座。随着后来BIM的应用扩展到了施工领域和工程管理领域,原来的数字底座“小马拉大车”的问题逐步暴露出来

02、传统BIM的主要问题

传统BIM的主要问题,一是靠数据文件的链接进行协同,做不到大规模构件级的实时协同;二是不断地将各专业模型轻量化,通过合模来实现专业间协同。但这种协同方式效率不高,容易出错,而且修改过程较为繁琐。

制造业的三维技术,是基于数据库的协同,各专业、各企业都将自己的相关数据放到同一个数据库来协同管理、共享共用,可以方便地实现一模到底、单一数据源,可以实现关联设计ADT,可以实现大规模构件级协同和虚拟装配。

传统BIM(小BIM)存在较大问题:

1.难以进行关联设计ADT;

2.难以实现单一数据源、一模到底、无图建造;

3.难以实现大规模构件级协同和装配仿真;

4.难以实现数据在全生命周期的无缝流转;

5.难以打通CAD和CAM。

现在建筑行业所用的BIM,基本都还是“小BIM”,所以很难打通设计BIM与施工BIM,做不到设计制造安装一模到底,导致BIM很难向下游传递设计价值。

所谓的BIM全生命周期应用,也是靠不断地重复建模、数据转换、不同软件接力运行来实现的,往往导致图模不一致、模模不一致,最后实模不一致。更严重的是,由于设计BIM对施工几乎没有指导作用,施工单位往往宁愿自己重新翻模,建自己的施工BIM,也不愿买设计BIM。

正因为设计BIM(小BIM)对下游几乎没用,所以经常被业界斥为假BIM。

而建设方要的是房子,往往也不可能因为三维设计方法而多付费。设计院做BIM要增加50%至100%的成本,BIM砸自己手上了,做得越多,亏得越多,不可持续。

所以,传统BIM(小BIM)已难以满足建筑工业化和智能建造对大规模高效协同的要求了。

03、BIM怪现象之根源

2004年Revit进入中国,BIM也正式进入中国。距今已超过20年。20年了,BIM为什么还举步维艰、争议不断?而制造业的三维技术却一帆风顺?我们不能总拿个性来否定共性。

一定是我们做错了什么。

BIM本来是三维表达,是二维表达(图纸)的换代产品,现在却还离不开图纸,这很荒谬。有的甚至用BIM出二维图纸,把高维表达降为低维表达,这种笑话在建筑业比比皆是。

数字化的本质是将模拟信号转化为数字信号,然后交电脑处理。我们却倒行逆施:将电脑生成的数字信号转化为模拟信号,然后交人去处理。为什么会发生这种笑话?

2006年,科技部就在制造业提出了“两甩工程”:甩图纸,甩账表。所谓甩图纸,就是全流程用数字信号取代模拟信号。建筑业靠模拟信号(图纸)在全流程传递信息,却又要闹着搞数字化,真的很荒唐。

BIM的使命本来就是彻底消灭模拟信号(图纸)。建筑行业数字化的最大错误:没有甩图纸。

建筑行业数字化的根本错误:脱离工业化搞数字化。

洋务运动不可能在封建体制内成功,数字化(BIM)也不可能在手工生产体系内成功。

科技部的“两甩工程”,就是通过甩图纸发展新质生产力,来改变旧的生产关系。生产力决定生产关系。BIM是新质生产力,一定会改变旧的生产关系,而不是相反。这就是“先立后破”。

04、运20三维数字技术的启示

大型军用运输机运-20是国内第一个设计、制造全面采用三维数字技术的飞机型号。具体来说,运-20是国内第一、世界第三种采用MBD技术(Model-based definition - 基于模型定义)设计制造的飞机,仅次于空客A380(2000年)和波音787(2005年)。

MBD不仅仅是一个带有三维标注的数据模型,它系统化地将制造信息和设计信息共同定义到三维数字化模型中,使其成为生产制造过程的唯一依据,实现了CAD(设计)和CAM(加工、装配、测量、检验)的高度集成,令工程人员彻底摆脱对二维图样的依赖,提高了效率,减少了误差。

应用MBD技术后,设计工作量减少40%,生产准备时间缩短75%,制造周期缩短30%。例如过去安装一副机翼需要花费1到2个月时间,如今缩短到仅仅几个小时。

运-20也是国内第一、世界第二种采用ADT技术(Associative Design Technology - 关联设计技术)设计的飞机,仅次于波音787。

ADT在国内也称为“在线关联设计技术”,它使飞机设计的各个环节始终处于同一平台,一个设计数据发生更改,与之关联的节点、管线、控制面数据自动同步更新。

这项技术涵盖总体、气动、结构和机载系统,叠代设计效率提高了40%,令整机研发时间至少缩短了8个月。过去修改一处机翼设计,加上下游各关联部位的改动要一个星期,如今只要半天;完成全机强度校核则从几个月时间缩短到几天。

05、BIM的新定义和新定位

在建筑工业化时代,设计不再是一个孤立的系统,而必须是面向供应链的整体解决方案。也就是必须实现设计制造安装一体化(DFMA)。所以,在建筑工业化时代,必须对BIM重新进行定义(定位)。

小BIM:只负责D(design),服务对象是设计院自身与建设方;或各参建方碎片化自用。

中BIM:负责D+E(engineering),相当于制造业的MBD(基于模型的定义);服务对象延伸到施工总包、专业分包甚至供应商;

大BIM:相当于制造业PLM(产品全生命周期管理);服务对象延伸到覆盖工程项目全过程及所有参与方。

大小反映的是,BIM在产业链延伸应用的长度。

在建筑工业化时代,至少需要把BIM定位为“中BIM”,也就是MBD。

第一步,我们必须把“小BIM”进化为“中BIM”,也就是MBD;打通设计BIM的商业模式,向下游传递设计价值,实现设计施工一体化。

下一步,进一步进化为“大BIM”,也就是PLM,让BIM为项目全生命周期服务。

当然,能力强的公司可以一步进化到“大BIM”(PLM)。这时,具备PLM能力的传统设计院已经进化为工程界的苹果公司了。PLM如同华为的智驾系统,是建筑工业化和智能建造的灵魂。谁能控制这个灵魂,谁一定能成为数字时代的超级巨头。

06、BIM的发展方向

BIM的发展方向,一定是“大BIM”,也就是PLM——Project Lifecycle Management(工程项目全生命周期管理)。这是建筑工业化与智能建造的客观要求,不可阻挡。

所以,BIM的概念不是一成不变的,在建筑工业化和智能建造时代,BIM必须重新定义、与时俱进。继续困守在“小BIM”的牢笼里,一定被第四次工业革命所淘汰。

我们必须让思想冲破牢笼,迎接“大BIM”的新生,迎接建筑工业化与智能建造的春天,打造“中国建造”升级版!

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  • 本文由 发表于 2025年2月14日
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