雖然不同組織針對BIM有不同解釋,但綜合來看BIM主要包括兩大核心理念:一是BIM工程信息包含了建筑工程的幾何和功能屬性以及與之相關的項目全生命周期信息,通過一個綜合協(xié)同的多維仿真數(shù)字化、可視化平臺,使得這些信息服務于建筑工程的規(guī)劃、設計、施工、運維乃至拆除的全過程;二是能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息共享和不斷更新,即在各種工程信息之間創(chuàng)建實時的、一致性的關聯(lián),對平臺中信息的任何更改,都馬上可以在其他關聯(lián)之處反映出來,使得業(yè)主、政府管理機構、設計單位、施工單位甚至用戶都可以清楚全面地了解項目進程。
應用現(xiàn)狀
相對于建筑、水電行業(yè),鐵路行業(yè)的BIM應用還處于起步階段,各鐵路設計院、施工單位開展了部分BIM技術研究和試點工作:鐵二院研發(fā)了基于數(shù)字地球的鐵路三維空間選線系統(tǒng)及二、三維結合的測繪數(shù)據(jù)集成共享平臺;開展了“石鼓山隧道BIM三維設計應用”研究,重點開展隧道專業(yè)BIM建模及交付標準研究;結合北盤江大橋開展了橋梁BIM三維設計應用研究,已實現(xiàn)部分橋梁類型的三維設計;結合西成線開展路基勘測、設計及施工全過程BIM應用研究,重點開展基于BIM模型的鐵路路基施工工藝研究。鐵三院組織鐵路勘察設計各專業(yè)技術人員,基于GIS、網(wǎng)絡、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫等新技術,開展了“數(shù)字化三維協(xié)同設計系統(tǒng)研究與開發(fā)”。鐵四院利用基于航空攝影與遙感獲取的DEM、DOM及各種多源數(shù)據(jù),以及虛擬現(xiàn)實技術,重建三維地形場景,提供立體選線平臺,開發(fā)了用于鐵路線路設計(平面、縱斷面、橫斷面設計)的矢量圖形系統(tǒng),系統(tǒng)能夠提供利于選線的三維立體實景,并可對竣工后的線路進行三維建模和工程量查詢、統(tǒng)計、匯總。從上述應用現(xiàn)狀來看,BIM在鐵路行業(yè)局部領域取得了一定成果,尤其是與建筑業(yè)較接近的車站中應用較多,但局部BIM數(shù)據(jù)沒有起到應有作用,還僅僅是具體工點的應用,沒有融入鐵路全生命周期過程。
在香港,三維技術完成了從概念到實用的轉變,處于全面推廣的初始階段。香港房屋署在招標文件中明確要求用BIM提交文檔,同時對于BIM的配套研究也很深入,正在編制相關BIM標準。香港鐵路公司在港鐵運營階段成功應用數(shù)字化三維技術實現(xiàn)了采光、能耗、煙霧、人流和可視化碰撞檢測。
面臨風險及對策
未來BIM技術在鐵路行業(yè)的應用場合將會非常廣泛,但現(xiàn)階段其推廣應用需考慮政策、經(jīng)濟、技術、人力資源、管理等各種因素影響。
政策方面
BIM在鐵路行業(yè)應用的政策風險較低,為更好推動BIM技術在鐵路行業(yè)應用的政策支持,建議如下:
(1)加快將BIM技術的推廣應用納入鐵路科技發(fā)展專項規(guī)劃取得實質效果,爭取更多的政府層面支持;
(2)加強與BIM推廣應用經(jīng)驗豐富的單位或企業(yè)合作,加快BIM在鐵路行業(yè)的應用;
(3)加強與業(yè)主(特別是海外項目)合作,總結BIM應用經(jīng)驗,配合政府部門適應市場需要,制定相關政策。
經(jīng)濟方面
目前鐵路行業(yè)BIM技術的應用相對還不多,還未體現(xiàn)出BIM技術引入所能帶來的效益;且在引進初期,會因設計費用增加、硬/軟件購買及員工培訓等因素,反倒會增加額外投入,因此其也承擔著一定的經(jīng)濟風險,主要表現(xiàn)在:短期成本高、收益不確定、投資回報期長。建議采取以下對策:
(1)廣泛接觸各類BIM平臺,加強對外合作交流,增強企業(yè)自身BIM技術二次開發(fā)能力,形成具有完全或部分自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品,提高設計、施工等效率,最終降低成本,減輕或消除BIM應用的經(jīng)濟風險;
(2)BIM項目中各參與方既是BIM技術的受益者,也是BIM技術風險的承擔者,所有項目參與方共同承擔經(jīng)濟風險,進而使每家的風險降到最低。
技術方面
與國外快速發(fā)展的BIM技術相比,我國BIM技術起步較晚,但目前發(fā)展勢頭迅速,從技術層面來看,主要存在如下風險:
(1)BIM技術適應性相對較差,缺乏統(tǒng)一的專業(yè)間交互數(shù)據(jù)格式支持;
(2)BIM技術更新快,二次開發(fā)必須具備持續(xù)性;
(3)BIM技術難度高,與傳統(tǒng)方法基本操作及理念均相差甚遠;
(4)BIM技術屬通用基礎平臺,專業(yè)性不夠,未針對各行業(yè)進行針對性設計,且BIM技術需結合專業(yè)特點進行比選。
鑒于此,建議采取以下對策:
(1)目前中國建筑業(yè)項目中使用的BIM軟件和數(shù)據(jù)交換標準都是國外軟件開發(fā)商研發(fā)的,應重點推動開發(fā)商開放其BIM平臺的通用數(shù)據(jù)接口及二次開發(fā)接口。從長期發(fā)展來看,中國鐵路行業(yè)可根據(jù)專業(yè)特點選擇適合平臺,并開發(fā)自身BIM數(shù)據(jù)標準和軟件,提高中國鐵路行業(yè)的國際競爭力。
(2)為避免BIM更新快、二次開發(fā)必須持續(xù)的問題,一方面應側重購買BIM平臺SDK開發(fā)包而不是針對軟件產(chǎn)品開發(fā)插件,與專業(yè)相關產(chǎn)品盡可能由企業(yè)自己開發(fā),最大程度避開軟件平臺升級問題;另一方面應加強與BIM平臺開發(fā)商的溝通與交流,盡可能保證二次開發(fā)接口的連續(xù)性和擴展性。
(3)BIM技術通用性強但專業(yè)性不夠,必須成立專門的BIM研發(fā)及支撐團隊,選擇基于BIM平臺進行二次開發(fā),降低使用難度,同時融入專業(yè)知識,確保適用于鐵路行業(yè)。
(4)目前可供選擇的BIM平臺很多,需加強調研,熟悉各類產(chǎn)品的特點及長處,綜合考慮專業(yè)、易用、實用、成本、維護及技術支持等各方面因素,選擇最適合鐵路行業(yè)某個專業(yè)或某個階段的產(chǎn)品。
人力資源方面
BIM技術的應用勢必會掀起一場變革,而固守成規(guī)的人群勢必會成為BIM技術前進的重大阻礙,這就無形中給BIM技術的發(fā)展帶來了人力資源方面的風險:現(xiàn)有技術人員回避新技術、現(xiàn)有人員能力結構不足、BIM人才缺乏及流失、現(xiàn)有業(yè)務繁忙培訓難等。消除對于BIM技術的抵觸心理方法之一是讓參與方了解BIM技術帶來的優(yōu)勢和效益。建議采取以下對策:
(1)行業(yè)協(xié)會為鐵路行業(yè)提供BIM技術應用交流的場所和機會,并加大BIM技術的宣傳工作。
(2)為解決現(xiàn)有人員能力結構不足問題,相關企業(yè)應逐步擴大培訓范圍,培養(yǎng)更多專業(yè)BIM應用人才,提高BIM技術應用的獎懲機制,讓更多人員參與到BIM應用中來。
管理方面
采用BIM技術后,企業(yè)必須對現(xiàn)有環(huán)境資源進行必要調整、對信息資源進行重新規(guī)劃與整合,同時相關管理制度與規(guī)范也必須進行相應改變。此外,BIM技術的應用將帶來各階段、各專業(yè)任務分配及工作量的變化。原有企業(yè)內的考核機制、獎勵機制及分配機制必須進行相應改變。針對這一現(xiàn)狀,可考慮初期采用相對穩(wěn)健的企業(yè)BIM專業(yè)支持團隊的管理方式,企業(yè)在內部設立專門的BIM服務團隊,保證技術團隊的穩(wěn)定性。
同時,企業(yè)必須重新定義和規(guī)范新的業(yè)務流程才能保證基于BIM的設計過程運轉順暢。沒有確定工作流程體系易造成工作程序上的混亂而進行返工。政府和企業(yè)通過BIM標準和指南的制定,需要建立BIM工作流程的框架,為項目參與方提供工作流程的標本。參考SenateProperties制定的《BIMRequirements》,在流程中需要明確工程項目各階段使用BIM技術的對象、BIM的應用范圍及方式等。
因此,管理方面的對策是首先要認識到BIM應用的緊迫性和必要性,同時應加強對BIM技術應用的支持力度,從政策、制度、經(jīng)濟等方面提升BIM技術在企業(yè)核心競爭力中的地位,盡快實現(xiàn)大部分項目的BIM應用并創(chuàng)造收益。
截至目前,鐵路行業(yè)已經(jīng)制定了EBS、IFD、IFC標準,并取得了不錯的成果,下一步建議加大BIM技術的應用和推廣力度,以及知識產(chǎn)權保護。