建筑名家访谈:王广斌-bim技术应用的价值分析与对策

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本文是第一期,由同济大学建筑产业创新发展研究院王广斌院长所做报告:《迎BIM技术应用的价值分析与对策》的转发。本文根据报告音频转译,和报告可能存在不完全一致的地方,不能完全代表报告本身。

以下是报告的正文:

我想给大家报告的题目是:建设项目全寿命周期内,BIM整个价值度量和一些对策的思考。报告的内容包括这4个方面:(1)课题研究的背景;(2)BIM价值应用度量的模型;(3)针对上海市的七十几个试点项目BIM应用价值的度量和分析,从中看出来我们今天在全寿命周期使用过程当中,BIM真正带来的价值会体现在哪些方面。也就我们现在还有一些缺陷或者有待改进的地方在哪些方面;(4)问题的思考与对策的建议。

从背景看会非常清楚的理解,BIM技术被视为解决我们整个行业生产效率极其低下或者浪费极其严重这种传统弊端所造成的种种问题的一种重要的潜在手段,很多的研究都认为BIM技术会引起整个建筑行业的一些大变革。但是眼前是什么呢?我们大家对BIM的未来愿景期望很高,但现实确实有些骨感,我们会发现BIM的整个扩展速度远不像人们所期望的那样。上海在全国的整个BIM应用过程当中算是走在前面的,在初期的时候,上海从市政府的文件,到我们整个建交委的文件,到行业协会各种各样的研究,以及我们在座的每一位大量的探索和研究当中,都会对它有一个热情的一个拥抱,或者说非常高的期望。但经过了这么几年的实践、三年的行动计划以后,到现在的新三年行动计划以后,大家对BIM出现了很多的疑问,出现了很多的困惑。原因是在哪里?很多的说BIM期望很高,但现实用起来的时候我们遇到很多的困境,我们发现真正涉及到施工的整个转换并不像我们想象的那么容易,我们会发现在整个实践过程当中,做BIM的人跟生产与管理的生产实践的第一线是两张皮,我们会发现技术远远没有达到,政府的审批仍然按照传统的模式来去做,远远不能说整个行业的变革就会出现。当遇到困境的时候,大家就会想我的投入值不值,想到了一个很高的期望,但眼前遇到的困难很多的时候,就会对整个价值产生打了很多的问号,所以这是一个问题的来源。

还有一个你可以看到BIM整个应用价值的认识在整体上事实上是有不同观点的。在很多的学者报告里,或者我们行业里都对BIM进行了一个热情的拥抱,报告里头很多都在讲BIM有如何好,但事实上你真正的客观去调查和分析的时候,你会发现对BIM能不能对项目带来真正的盈利?它的投资回报率是正的还是负的?还是什么时间能够有回报?事实上存在着各种不同的观点。在这个过程当中我们对BIM的应用价值的所有的文献做了一些分析,你可以会看到一些数据,从定量分析和定性分析当中,你也会发现了各种不同的结论。

比如说在整个定量的分析当中,你明显会得到一个BIM应用价值的评价,事实上具有很大的离散性和不确定性,并不像我们一开始的期望那样只是变革整个行业引起一场革命,引起一种完全的跃升;也可以看到投资的回报为正虽然占大多数,但也有很多认为投资回报为负。一个项目被证明是减少了这种返工的申请单,但另外一个项目会证明增加了这种返工单。在很多在定量的分析当中,你可以会看到各个方面的效率的不同,也可以会看到投资的回报率可以到了399%、400%的都有,但也有出现负值的情况。它的离散性和不确性在定量分析当中普遍存在。

那么定性的分析当中,你又会发现在应用的过程,在实际案例的分析当中,从业主的角度,从项目各个参与方的这种角度当中,都仍然会发现也存在着并不是完全一致统一的观点。

那么怎么能够客观的分析BIM的应用价值?这或许是我们解决BIM应用深层次变革必须要面临的一个问题。

我们的整个研究的内容是对10年历程当中关于BIM的投资回报的国内外重点杂志的文献做分析。从研究的方法上来讲基本上出现三类;

第一种情况:我们做的这些分析当中会发现,从案例的研究当中,很多对BIM的回报仅跟踪一两个案例两三个案例,在美国的初期研究当中普遍存在;

第二种情况:是调研分析,也就是说我们今天有500人开会,你认为它的回报为正为负。

第三种情况:把所有的文献进行归纳总结和分析,

通过很多的这种研究,我们得出的一个结论是:BIM整个价值的指标并没有统一,事实上很多的时候难以进行普遍性的量化。在一个项目当中有很好的回报,在另外一个项目当中并没有出现期望的结果;第2个整个BIM应用的结果当中高与低的离散性程度是非常大的,BIM价值的高难度的测量,以及各类项目在BIM应用方式、应用环境都会影响着整个价值的体现,这是主要的结论。

通过基于内容分析的模型指标,我们做了一个文献筛选,BIM使用过程当中带来的价值有哪些?在国际上比较顶尖的九类期刊。我们对工程管理10年的文献进行分析,立足于整个建设项目在BIM设计与施工过程当中的应用,必须是使用BIM相关的技术,能够来度量。案例分析当中要包含对其应用价值的基本情况的描述,对所有的问题集中在成本进度质量安全效率的提升。这些所有的文献做了一些归纳总结。最终形成下来一个模型,还有一个就是形成基于层次分析法对模型指标的权重进行了确定。我们通过定义下来的这5个方面的内容,投资、进度、质量、效率和安全。这种大的层次做好分析,权重是怎么设计的,那么对权重和指标进行进一步的分析,分析下来的一个模型会是这样的一个考虑:通过37位专家的问卷调查与访谈,确定了有5个一级的评价指标,成本、进度、质量、安全和效率,19个二级评价指标,对BIM的整个价值指标进行测量,这是一个指标体系的设定。我们说上海走在全国前面的,问题和挑战也是首先是遇到的。在整个模型建立的基础上,对上海市的试点项目进行模型的度量和分析,发放有79个问卷,回收有59份,项目上的类别在这里,那么我们会发现一些价值的影响因素的影响。

从收集样本数据里头会发现,在这些79个这些项目的问答当中,最常见的承发包模式还是DBB方式,传统的承发包模式。在交通和商业当中类型当中BIM应用的比较多,体育住宅和文艺方面的项目较为少,大多数项目均在设计或施工当中不同程度的应用了BIM,而运维阶段的BIM应用非常少。这些项目的类别会在总投资额在1亿到20亿之间占了绝大多数,这是它的应用情况。

我们会发现在这些项目当中应用的成本分析,为了做BIM的应用,项目上的总支出在BIM上的会有哪些?你可以会看到非常有意思的,大的开支当中软件和硬件仍然是占据了我们整个BIM应用当中的最大的开支,大家反过头来看在培训费用当中,整个培训人员知识技能的培训花费占整个BIM总花费里头的只到2%。非常少,那么多数的项目当中BIM的总费用占总投资的比重还是比较低的。如果应用价值的整体来解析的话,上海市走在全国前面,这些试点项目又在上海市的整个工程建设过程当中BIM应用走在前面。

总体来看,这些试点项目平均得分会得到4.2分,BIM应用的价值已经在这些项目当中得到了广泛的接受并被认同。BIM价值主要体现在成本进度和效率方面,但是在安全性管理当中的得分是最低的。对项目安全性的提升并不是明显,那么在整个价值分析当中你可以会看到,碰撞性检查减少返工这一个指标是得到最高4.66分,对于精确的计算工程量便于合理的分配资源有效控制工程的造价和投资这一指标的赞同度非常低的,不像我们想象的。基于BIM能够做整个工程量的核对,投资的控制这个得分只是3.66分,也就是说真正把BIM技术跟我们整个造价管理和投资控制结合在一起紧密的全过程的传递当中,真正实际的应用过程,无论是技术还是在实践当中都还是有值得探索和研究。目前还是传统的工程量的计算为主,基于BIM的工程量计算往往是一种参考,这在很大程度上拉低了BIM应用价值的整个测量。还有一个对工期的情况,大家对他的认同还是比较高的,主要会体现在减少工程的冲突和设计的变更方面,那么在请求整个信息变更工程变更的数量方面得到了3.86分,并没有上到4,这个数据也可以值得我们很多的思考。如果说通过BIM技术碰撞性检查分析,所有的整个图纸都完全能够没有碰撞性,没有可以减少变更或者打洞的这种情况,那么事实上这种情况并没有像期望的得到一个很高的承认。在性能分析对节能和环保的提升方面以及施工质量方面的得分都在4左右,在设计阶段应用BIM当中对日照、采光、通风、能耗、碳排放的模拟分析当中提高了整个设计方案的优质性,在施工阶段场地的规划施工的模拟当中对施工质量的提升数据都在4左右,BIM在施工质量的提升方面,利用BIM的可视化提升设计美观,得分是比较低的。BIM技术的应用是不是能够完整的提升建筑师与客户之间优化整个设计方案模拟未来运行只有3.25分,还是比较低的。主要的原因可能是在于调查的样本数量主要是集中在基础设施类,对其设计的美观性要求比较低,这是质量方面。提高安全性的方面是比较低,在员工的伤亡当中得分值是3.05,对BIM的应用,也可以会看到BIM在安全的提升方面是比较低的。那么在各大专业的整个共享和信息的传递方面得分非常高,4.52分,那么可以说BIM能够沟通协调这些方面的效益,能够通过这一点进而提升整个工程管理的效率,这一点得到比较高的认同。那么如果说从应用的点上来看,上海市的BIM应用的指南当中,bim的应用点有38个。在这试点的项目当中,也就是上海做BIM做得最好的一类项目,大多数80%的项目仅仅应用点是在20个以下,那么大多数的应用点还远没有达到一个全生命周期的应用。

如果说价值分析影响因素,有哪些因素会影响BIM的价值?调查研究的结果会有这样的一些结论,就是项目的类型,在这个项目的类型当中分到基础设施类和建筑工程类,的那么这两类的划分当中并没有发现明确的很大的差异,但如果说再往下划分,如果规模投资越大,技术越来越复杂,BIM的价值体现会越来越明显,它的对比就会有很清楚的结论。  

那么承发包模式、组织的模式对BIM价值的应用至关影响,大家都知道我们住建部在推广bim技术和项目总承包,那么这些情况你都会发现,在这个研究结果当中有体现。平行承发包模式及其他的项目总承包或者CM的这种方式,在BIM应用带来的价值以及沟通效率的提升方面,事实上是相对比其他模式是比较低的。

还有一点,BIM应用的程度,如果说这里头的设计单位和施工单位业主单位在前面应用过,下次再应用,重复持续性的应用的时候,你就会发现对BIM的价值影响很大的,会明显发现BIM的应用深度越深,应用的领域越广,成效会越大,项目的类别对BIM应用的程度就有显著的影响。这种情况它的整个规模集中复杂性程度越来越高,你可以非常清楚的看到,如果说设计施工业主各个方面的人都会非常熟悉BIM的话,它的整个价值的体现会更明显。那么如果这些应用点当中,如果深入往下用的话,发现到了组织和流程的碰撞,利益上的冲突的时候,那么你就会发现BIM应用的难度和挑战会很大。

主要的研究结论,BIM应用的总体投入当中还是不足的。多数的项目在BIM的总费用当中使用的成本比例还是比较低,培训成本仅占2%,整个设计和施工的生产对象,这说明我们在这方面真正生产和管理第一线的管理人员或者做生产人员他对BIM技术的应用并没有得到充分的技能掌握。

这种投入低就导致我们BIM的应用深入下去就会很难,国外的调查统计也有个同样的类别,到了一定程度BIM应用下去的话,人员知识和技能成为最主要的影响BIM深入应用和体现的一个因素。BIM如果是体现在全过程全方位,那么就非常清楚的知道,全过程当中的人要会用。而建设单位对施工单位,尤其是设计方面的费用支持率是比较低,仅仅在30%~41%的时候会为BIM提供费用支持。

还有整个应用的深度用上来看,你可以会看到78%的项目应用的数量在20个点以下,很多项目上的应用点的数量远远低于我们38个点的50%,运维阶段基本上还处于刚刚开始的阶段。在我们很多的探讨当中,我们来自于设计单位、施工单位、咨询单位的人很多,但运维单位对BIM的实际应用和探索的研究比较少。

我想大家通过这些调查数据做一些思考和分析,大家都都能知道这张图或者这一条线我们说称之为3号线,3号线是我们传统整个工程建设过程当中资源的投入情况,也就是说在整个工作量人财物的投入过程当中,在方案设计扩初设计和施工图设计阶段中我们整个投入还是比较少了,到了整个施工阶段中人财物大量的投入,这是我们传统在时间轴上我们对项目资源上的投入。我们大家都非常清楚的第4条线,4号线反映BIM应用的整个资源的投入曲线,BIM应用的话就是要把大量的问题放在前期而解决,而不要放在施工现场。也就是说应该把大量的资源和时间投入在前期线。做项目管理的都知道这样两条曲线:一个曲线是资金的累计期限,一个是经济性影响程度曲线。大家都知道这个月越在前期去应用BIM思考越多的话,那么对整个项目上的投资效益是最大的。所以BIM技术的应用是要尽量往前去拉,用第4条线,那么大家有没有这种体会,如果你认可这种价值BIM技术的本身应用过程,当中把后期的问题尽量拉到前面来。那就意味着在前期投入更多的资源和成本。那么我们在这个过程投入很多,它的价值分配就发生改变,在这里头的整个业主方面花费也应该很多。但大家仔细想在我们的整个工程建设过程中,如果在方案设计扩初设计和施工图设计过程当,甲方因为BIM技术上的使用它的投入多吗,我们设计单位围绕拿到设计费的过程,当中我们甲方要求设计单位用bim技术,但设计单位的设计费因此而增加,或者我们在过程当中用了bim的话,很多建设单位的使用过程当中说我们BIM等到施工阶段再去用,我们在前期的价值的这种体现过程当中,分配的整个时间轴上,跟这一条图事实上是相违背的。这根现实的情况,导致了我们BIM的价值很难以真正的体现出来。

所以说你可以看到这样的一个对比图,这是PANSTATE他们在做的25个BIM应用的点,如果我们把规划、设计、施工、运营、我们国内的常见的BIM的应用的一个图,那么大家会看这两张曲线,你看国外的定义当中BIM在设计阶段的应用,它的应用点跟我们国内在设计阶段的应用,你可以会看到差异。越想让BIM的价值越多的体现,你应该越早期应用,这是一个差异;第2个差距也会明显的会看到,我们是贯穿始终从头到尾的是一个BIM模型的维护,而你可以会看到它的应用当中,在时间轴上,内容会比我们要多一些。

通过以上的分析,我们可以提出以下4方面的这种建议:大家可以会非常清楚的看到,BIM应用它内在的客观规律,以及在整个全生命周期过程当中它的投入和它的效益的这种分布。再考虑我们国家还是乃至全世界来讲,我们工程建设它的实际状况,我们的整个队伍情况、技术水平、还有我们的这种流程。对于这种来讲,要想真正发挥对BIM全生命周期的价值,应该制定以下的这种对策:

(1.)充分增加BIM在工程设计阶段的投入,可以建议增加30%的工程设计费用于bim技术的应用,但这30%设计费的工作要非常清晰的明确,应用的内容是什么?应用的点是哪些这些?应用的水平质量要求是如何?它的深度是如何;

(2).在工程的施工阶段要大力鼓励工程施工企业承包商应用bing技术提高整个工作的效率,并由此来分享BIM技术所带来的这种收益;

(3)运维阶段BIM的应用要进行大力推广,它的价值是巨大的,追求BIM技术应用价值的最大体现可能会是在运维阶段;

(4))整个行业来讲要特别重视BIM人才的教育和培训,加快解决整个行业BIM技术和人员素质提升这样的一个难题,这可以保证整个行业健康持续的发展。

好的我的报告就到这里,最后衷心祝贺建筑名家讲坛这一栏目顺利上线,谢谢大家的聆听,谢谢!

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