近年來，在國家的大力倡導下，BIM技術的應用不斷掀起高潮，然而，表面的熱鬧背后，卻是一系列的困惑，BIM技術應該如何應用？發展方向是什么？筆者在此拋磚引玉，希望能夠引發從業者對推進BIM技術在公路行業應用的進一步思考。

為什么要推進BIM技術應用

不斷利用最先進的信息技術改進我們的工作，早已是一種自覺的行為，計算機技術、信息傳輸技術、信息存儲技術、圖形展示技術的每一次進步，都已經被我們利用，其最新進展還將繼續為我們所利用。

BIM技術是計算機技術、信息傳輸技術、圖形展示技術與傳統土木工程相結合的一種新興技術，目前正在高速發展階段，還遠沒有達到成熟的程度。BIM技術在其發展過程中，在各方面的不斷嘗試，已經顯露了強大的優勢和無數可能。其直觀立體地展示設計成果及其相互關系、在同一平臺下協同工作、利用其協同工作能力提升管理水平和效益，是我們一直追求的目標。未來成熟的BIM技術，將釋放出更為強大的效果，因此，我們現在就要不斷嘗試應用這一技術，發現問題、提出需求、推動其成熟，才能享受成熟后的成果。

BIM應用過程的“兩張皮”現象

當前BIM技術應用中的主要瓶頸，直觀表現是：BIM技術仍然是信息孤島，與設計、質量控制等總體上還處于兩張皮狀態，能夠被施工利用的數據也不多，海量的施工數據的存儲、利用尚未變成現實，在提升養護管理水平上也還沒有實質性的進展。

目前，BIM技術的應用仍然沒有形成正向收益，需要不斷燒錢來支撐。形成這種困難的根本原因，是高高在上的IT技術與腳踏實地的土木工程之間，仍然未達到一種協調的狀態：一是目前的BIM技術更適合于創作性設計，單件式作品，在用于低水平的重復化設計時，同傳統CAD相比，效率明顯偏低；二是對于土木工程師來說，用二維投影表述物體往往更準確，BIM技術最大的優勢——可視化反而是劣勢；三是施工檢測數據與安全耐久性還未能建立直接的關系，不知道存儲哪些施工數據、用什么形式索引這些施工數據；四是當前的養護模型并不需要BIM模型作為支撐；五是想象的一個模型從可研一直到施工的瓶頸仍然未被攻破，需要多次重復建立模型；六是同傳統的圖紙相比，現場的攜帶和使用仍然有很多不夠方便之處。

離開了BIM技術，我們仍然能夠完成土木工程的設計、建造、運營、養護任務，而且完成得很好。如果BIM技術沒有實質性的進步，不能真正融入公路工程設計建造之中，那么應用的困難可能永遠無法克服。


發展方向及機遇

困難就是機遇，看明白了發展方向，機遇也就擺在有能力者眼前了。一項技術的存在和發展，必然要具有不可替代的作用，并創造出額外價值，形成正向收益。這里的正向收益并不一定從技術本身直接獲得，也可以體現為整個體系其他方面收益的增加。如果始終不能形成正向收益，其結果只能是被淘汰。

技術的優勢在于不可替代性，而不是無缺陷，一項技術的缺點，完全可以由技術應用環境、技術體系彌補。而平淡、全面、無缺點、也無突出優點的技術，則會因為缺乏比較優勢而被淘汰。

今天，信息化、數字化是不可阻擋的趨勢，BIM技術的優點，一是可視化展示，二是數字化的成果。依托這種得天獨厚的優勢，揚長避短，建立上下游的解決和應用方案，就可以彌補存在的不足，應用就會大幅度推進。一系列局部解決方案的累加、整合，就會成為系統的解決方案。在當前的技術水平下，以點帶面，穩扎穩打，分段逐步推進，避免盲目的全面開花，可以更加有效地推進BIM技術的成熟和應用。

如果把目光收縮到點，可以找到大量有效應用的場景，目前很多都已經應用得很好。這里舉幾個可以作為發展方向，但目前仍在起步階段的例子。

特大橋等結構復雜的單點工程

技術復雜的特殊結構大橋，都屬于創作性設計，設計成果難以被拷貝利用。為做好一座結構復雜的特大橋的設計，當前需要完成包括但不限于以下的工作：一是完成方案研究（可行性研究）階段相應深度的三維展示模型，二是完成初步設計階段相應深度的三維展示模型，三是完成施工圖階段相應深度的三維展示模型，四是完成復雜部件、復雜部位的三維展示，五是進行各種配筋、管道、構件的交叉碰撞檢驗和預拼設計，六是在審查、論證階段的無數次修改，七是提供模板、鋼筋、管道的加工圖和安裝圖，八是出版各階段的設計圖，九是各種預料外的要求。

使用傳統的手段，一遍又一遍地深化、修改，而且需要多圖協調，往往容易遺忘或版本混亂，此時BIM的三維設計和協同工作能力的優勢得以顯現，而傳統手段設計常規橋梁時可不斷復制借鑒的優勢不復存在。選什么，高下立判。



建設管理系統

當前所謂基于BIM技術的建設管理系統是最廣泛的應用場景，但目前仍然處于費力不討好的階段——建設品質沒有實質性提高，管理成本、管理流程、管理人員有明顯的增加。只能說使用了BIM模型，但沒有發揮出BIM技術的優勢。為什么？當前的建造管理模式，是基于傳統的信息傳遞和協作方式形成的，在管理模式沒有改變的情況下，疊加BIM技術，就形成了兩張皮，外面是絢麗的三維模型，內核仍然是傳統的割裂式專項管理的堆砌。

利用BIM技術提升管理，要基于BIM的協同工作能力，圍繞更好地發揮人的主觀能動性、改進制約機制、降低協調成本等要求，重塑管理方式，突破現有施工、監理、業主單位的信息界面，形成管理工作的協同聯動，建立基于信任、互相監督的扁平化管理體制，提高效率，有效降低施工、監理、業主的重復工作量，減少管理層輔助人員，從實質上降低管理成本。

在探索階段，可以在有特殊性、需要管理創新的項目中，首先研究提出新的管理模式，通過多個項目的實踐、改進，以及成熟經驗的推廣，最終建立適應信息化時代的管理模式，推動基于BIM技術的建設管理從表象到實質的轉變。

養護檢測數據的管理和利用

養護檢測數據融入模型，將是BIM技術發展的一個分支方向。例如，目前我國已經建立起了橋梁定期檢測制度，但目前應用了BIM模型的養護管理系統，僅能提供照片和表格索引的能力，從數據管理和使用來說，并沒有實質性的提升。然而，如果我們能夠將各種檢測到的數據，特別是結構裂縫、損傷、銹蝕等缺陷與模型融為一體，直觀表現出結構的狀態及發展變化情況，數據就活了起來，可以讓管理者更好地了解結構的實際狀況，判斷缺陷發展規律。如果再能夠與結構分析軟件融合，分析出結構應力狀況及變化，將形成更大的價值。

以上僅僅是比較典型、易于推進的示例，類似的應用場景還有很多。技術的發展往往是需求牽引的結果，在實際應用中，跳出既有的“菜單”，提出需求，解決需求，才能帶動BIM技術多方向全面發展和不斷成熟，形成BIM技術廣泛應用的局面。


推進數據存儲格式統一

前面設想了一些BIM應用的發展方向，使這些發展方向變為現實，需要建立統一的數據存儲格式和應用軟件生態系統。統一了數據存儲格式，就意味著具備了實現全壽命期項目信息傳遞、建立一整套BIM軟件生態系統成為可能，進而釋放數字化的整體優勢。這一結果可能帶來的進步，將遠遠超過今天我們的想象能力。

筆者用“一模各表”來描述這種生態系統。“模”即模型，指存儲建筑信息的數據庫；“表”即表述（應用），指的是針對數據庫的各種應用程序，包括用于展示或檢查設計成果、管理項目、收集施工（養護）信息、指導決策等各種可以想象出來的軟件系統。

理想的“模”是一種開源的數據存儲標準，但目前國際性標準組織形成的通用標準，往往需要遷就各成員單位的要求，影響標準的先進性和實用性，難以承擔這種任務。軟件公司或公益性社團，反而可能搶先完成數據標準的制定，就如同Android系統的發展路徑。更多的BIM相關企業或團隊，將圍繞如何更有效地利用數據，提升設計、建造、管理水平，開發專用的軟件，根據需要調用、輕量化模型，滿足實際使用對功能、展示效果等各方面的要求。



應用體系建立任重道遠

BIM技術是基于現代信息技術、計算機技術不斷發展的一件軟件工具，需要努力用好，但不能被其束縛，作為工程技術人員，永遠不要忘記應用BIM技術，只是應用信息技術改進工程建造和管理的手段。

要形成BIM技術的全面應用和推廣，需要逐步建立起BIM技術應用的體系和應用環境，通過應用和需求促進BIM技術的發展和成熟，同時用BIM技術改進工程建造和管理。BIM技術的成熟和廣泛應用，將是公路基礎設施建造管理邁上新臺階的標志之一。屆時，將會至少體現出以下特征——

一是創作性設計成為設計的主流模式。利用BIM技術進行設計，通過所見即所得的手段，精細優化細部設計，可以更容易地設計出精致的作品。

二是工業化建造的普遍應用。BIM成果數據可以與構造建造、施工放樣、設備操作實現對接，減少轉換環節和人為誤差。

三是重建了優秀的技術工人隊伍。BIM形成的更高品質的設計，還需要通過技術工人的手變成現實。

四是建立基于新的信息系統的建設管理模式。現代化不僅僅是應用了一些新的設備和軟件，更重要的是建立新的相互關系和組織架構，利用基于BIM技術重新構建的建設管理體系（過程仍然是漸變為主）的時機，構建現代化的管理模式將事半功倍。

本文刊載 /《橋梁 · BIM視界》雜志 2019年 第3期 總第10期

作者 / 張冬青

作者單位 / 交通運輸部公路局