BIM 数字化 物联网技术将引领建筑业

     近日，麦肯锡全球研究院发布文章《想象建筑业数字化未来》（Imagining construction’s digital future），认为建筑业需要变革，并认为瓦解的时机已经成熟，BIM、数字化、物联网将引领建筑业发展。麦肯锡全球研究院估计到2030年将有57万亿的基础设施投入，这会大规模刺激一些公司投入新的技术和改进实践方法来提高生产效率和项目交付方式。在该报告中，认为在接下来的5年中，如下几种方式可以改变建筑业。

     上世纪70年代，大型航空公司开始使用3D计算机模型，这帮助航空业生产效率提高了10倍。然而，建筑业还没有采用覆盖项目计划、设计、施工和运维全过程的集成平台。相反，建筑业仍然依赖定制的软件工具，项目业主和承包商经常使用不同的平台，相互之间并不同步。结果，就没有了单独的数据源以提供项目设计、成本和时间管理的集成、实时的信息。

     下一代5DBIM能为任何一个项目提供实体和功能特征的5维信息，即除了标准的3D空间设计参数以外，还包括项目的成本和进度。同时也包括一些细节，例如几何结构、规格、美学、热能和声学特性。一个5DBIM平台能为业主和承包商提供项目成本和进度变更影响的识别、分析和记录，也能帮助承包商更好开展早期风险识别和决策。

    一项研究发现，有75%采用BIM的企业认为，BIM技术给他们带来了积极回报，包括更短的项目周期、纸质文档和材料成本的节省等。如果进一步和AR（放大现实）及可穿戴装备结合，5DBIM技术的价值会更大。为了更好地获得BIM技术的丰富价值，项目业主和承包商从设计阶段就需要将用户嵌入进来，所有的利益相关者都采用和BIM兼容的标准化的设计和报告格式。此外，业主和承包商需要投入资源和资金来应用BIM。

    管理数字化意味着需要从现有的纸质方式迁移到在线、实时信息共享方式，以确保透明化、协同、及时跟踪和风险评估、质量控制以及最终更好的、更可靠的产出。

     行业表现较为糟糕的一个原因是目前仍然依赖纸质文件来管理项目，包括蓝图、设计图纸、采购和供应链订单、设备日志、日进度报告以及竣工审核。由于缺乏数字化，信息共享延迟司空见惯，业主和承包商使用不同版本的文件经常发生，这导致了变更和索赔。

     近年来，业主和承包商开始应用数字化协同和现场移动解决方案。一个大的国际施工企业最近宣布，和软件公司联合开发一款基于云的、移动使能的现场监控平台，以开展大型工程项目计划、设计、现场控制、预算和文档管理。几个大的项目开发商已经成功进行项目管理工作流的数字化。

     数字化工作流具有显著的好处。在美国一个隧道项目中，有600家供应商、承包商开发了一个简单的平台用于招投标和合同管理，就每周节省了20个小时的管理工时，消减了制作报告75%的时间，文件传递速度加快了90%。在另一个案例中，50亿的铁路项目节省了超过1.1亿成本，并且通过工作自动化大幅度提高了审查和批准的工作效率。

     员工移动解决方案对效率提升产生了同样的效果。长期以来，现场人员和办公室人员实时沟通是一个大问题。但同时，以下因素限制了移动解决方案的应用，包括：不同移动解决方案的兼容性问题、可靠度、高速宽带和非直观设计及用户界面不友好等。低成本的移动连接费用已经导入了新一代“移动优先”的基于云端的APP使用方式，即使在遥远的施工现场，也能实时更新。目前，有60%的资金投入到了数字化协同和移动解决方案，如在平板和智能手机上使用APP，将施工蓝图和计划的变化实时告知现场人员，现场图片也能超级链接到项目计划中。也有一些公司提供移动时间记录、实时成本编码、工人定位和问题日志及追踪。还可以实现变更管理、时间和材料追踪，调度，生产效率测度和事故报告。

     人、设备和大量工作在现场开展，使项目现场会变得越来越密集，他们产生了大量数据，很多数据没有被收集，更不用说测算和处理了。很多领域已经开始实际应用物联网了，传感和无线技术使设备连接起来并越来越“智能”。在工地现场，物联网能使建筑机械、设备、材料、结构甚至模板能和中央平台“会话”以获得关键性能参数。传感、近场通讯（NFC）设备，以及其他设备能帮助监控工人和设备的生产效率，包括：设备监控和维修、存货管理和订购、质量评估、能量效率管理和安全管理等。

     最常用的近场通讯技术是RFID，其广泛应用于物流、零售和制造业，以收集精细化的产品、地点、时间和交易数据。目前，近场通讯技术也在演化，标签tags将很快能包括很多信息，例如规格、日期、缺陷、供应商、设备厂商、维修记录、运行参数等。RFID设备，包括扫描器、接收器、标签的成本都在不断降低，一些新的设备也在涌现。

     除了物联网外，高级分析技术也至关重要。伦敦大型基础设施项目采用这些方法大大节省了时间和资金，项目领导和数据分析公司一起构建了一个基于网络的适配仪器和监控系统，这一系统吸收现场传感数据、施工进度数据、工人和设备移动数据。基于这些信息，通过统计分析帮助项目团队识别异常和潜在风险，这对于人口稠密和历史文化敏感性的伦敦至关重要。类似的例子比比皆是。启发于高级分析技术，一些石油天然气巨头采用匹配正确的团队，指派合适的项目领导，以及修改工作流程，最小化浪费改进了效率，提高了20%~25%的效率。另一个例子，一个大的中东施工企业和软件公司一起开发了预测分析引擎，以防止设备现场故障发生，这节省了大量故障停机时间、燃油成本和维修开支。事件模拟和优化算法也已经帮助造船企业优化了施工计划。

     其他行业的经验已经证明，首先采取行动的企业会建立持续的竞争优势，在建筑业同样如此。在下一个世纪，这些明天的赢者会成为技术创新和数字化的领先者。抵抗变革不再是未来的一个选项。

     随着科技技术的不断发展，国家政策的大力支持，BIM技术将逐步发展成为建筑工程设计的主要手段，有助于提高效率、节约成本、提高施工质量、完善运营管理等。我们应与时俱进，积极学习BIM技术，深入挖掘BIM在工程设计中的潜力，促进企业创新发展。