中铁建工落地BIM的奥秘

严心军：中铁建工集团有限公司建筑工程研究院BIM技术应用研发中心主任，正高级工程师，一级建造师，软件设计师，中铁建工专家，中国安装协会专家，中国安装协会BIM应用与智慧建造分会专家，北京市智慧工地建设专家库，中国图学学会土木工程图学分会委员，主要研究BIM技术、智慧建造技术。

BIM技术对信息化和项目管理的改变?

1、作为基建领域的建筑科技专家，您认为BIM技术会给企业的信息化建设和项目管理带来怎样的改变？

建筑行业业务形态的显著特点是围绕项目开展生产经营和管理活动，企业在开展工作时，需要不断提高企业信息化水平。

利用BIM技术形成建筑信息模型，承载企业在生产和管理过程中所产生和存在的大量结构化和非结构化的数据，通过数据分析及基于数据的应用，让信息处理效率更快更高效，决策有据可依、科学精益，从而助力企业实现数智化转型升级。企业信息化建设也主要包含了两方面：技术信息化建设、管理信息化建设。

利用BIM技术可视化等特性，进行仿真模拟工程设计、建造的进度和成本控制，整合业主、设计、施工、监理、制造、供应商，使工程项目的一体化交付成为可能。同时，为生产技术提供可视化的数据追溯门户。

BIM信息化模型是建筑信息的最佳载体，基于BIM模型承载生产经营及管理信息，形成海量项目大数据库。同时，基于互联网、轻量化、云计算等技术平台，搭建可视化的管理信息化门户，建立信息共享、协作的数字化渠道，为企业创造诸如管理效率的提升、运营成本的降低等重要价值。

管理制度的变革：BIM技术要真正能在项目上用起来、能为项目带来效率的提升、能为项目带来效益，传统的管理制度及流程必须要BIM技术进行融合、改进，这将使得项目技术、质量、安全、进度、成本管理真正发挥BIM价值。

管理效率的提升：基于BIM技术来开展深化设计出图、三维可视化交底、重难点施工工艺模拟、管理流程优化等应用，以及全生命期施工生产管理，能实现施工生产的可追溯性、提升项目管理的效率。

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BIM应用的规划和实践经验

2、BIM技术在国内推广已经有10余年的时间，中铁建工在BIM应用的规划与实践方面，有哪些经验可以与行业分享？

目前建筑业正面临着转型升级的重要任务，以BIM技术为基础的信息化技术对建筑业的转型升级有着重要的促进作用，但是BIM技术究竟应该如何投入、如何应用、如何发挥价值和体现价值，这也为不少中小型企业带来了困惑。

近年来国家、各级地方政府发布了很多关于BIM技术的指导文件及标准规范，规范和引导BIM行业向广度发展、向深度探索，不少大型企业，特别是央企在BIM技术管理及应用方面建立了实施指南与标准制度、组织架构与考核体系，投入人力及物力资源开展课题攻关，为重难点项目解决或辅助解决了技术管理难题，取得了较好的经济效益和管理效益。

只有将BIM技术融合到企业管理中，才能充分发挥BIM技术的优势，为企业创造诸如管理效率的提升、运营成本的降低等重要价值，而BIM技术与企业管理的融合绝非易事，需做好顶层设计、制定切合企业战略发展的实施路线、实施全要素管控。

中铁建工集团结合多年来在企业BIM管理工作中的经验，提出了一套基于路线全局化、管理要素化、技术项目化的企业BIM技术管理的实施路线。

企业BIM技术管理实践路线要从体系建设、标准制定、规章建制、项目试点、竞赛选拔、应用考核等方面统筹制定。

企业BIM技术应用的要素管理应从团队建设、环境建设、资金投入、平台建设等方面同步实施。另外企业应着眼于未来发展，紧跟国家新基建发展战略，充分利用5G、IOT、GIS、3D扫描、3D打印、装配式等技术，以项目为背景，开展技术难点攻关，不断提升企业科技创新水平，提升企业技术硬实力。

我们通过企业BIM技术管理实践路线、企业BIM技术应用的要素管理两方面分享企业BIM技术管理的实施路线及应用探索：

企业BIM技术管理实践路线要从体系建设、标准制定、规章建制、项目试点、竞赛选拔、应用考核等方面统筹制定。

① 体系建设

BIM技术的管理与应用不是简单的软件及设备的使用，不是简单的建模型、做漫游、出方案，它涉及到了企业的管理流程，牵涉到企业各部门以及基层管理、技术人员。

企业在开展BIM技术应用上面，必须要做好顶层设计及体系建设，企业可以根据自身特点构建BIM技术应用管理体系，成立企业级BIM技术中心作为保障层，企业分子公司成立BIM技术部门作为执行层，项目部设立BIM工作室作为操作层，多方协同、有序推进BIM研发与应用。

② 标准制定

目前，国家层面的建筑业BIM标准已发布五项，地方也针对BIM技术应用出台了相关标准和指导文件，如北京市地方标准《民用建筑信息模型(BIM)设计基础标准》等。同时一些团体组织还出台了一些细分领域标准，如门窗、幕墙等行业制定相关BIM标准及规范。

这些标准、规范、准则概括性强，无法直接引进标准就开始BIM应用。

比如针对建模标准：采用中心方式还是链接方式的管控细节如何约定；文件夹及文件名命名；族、视图、标记、线宽、颜色如何约定；文件的收发如何管控等等。

这些细节与企业有关，与项目的关联性更强，为了更有效的推进BIM应用，底层的技术细节、管控细则需要在前期就约定好，企业及项目均需要制定相关的BIM技术标准。

另外，企业也需要积极融入到行业组织内，相互沟通交流、取长补短，参与BIM技术相关标准的编制工作，也能更好地将企业成熟的技术应用推广到行业内，同时也能及早地了解行业发展动态，并做好提前规划和应对。

③ 规章建制

BIM技术的应用能够推进下去，仍然需要依靠管理，仍然需要规章制度的约束。在BIM启动之前，需要制定相关BIM管理制度，或者将BIM技术应用纳入到项目、公司的考核体系之中。

④ 项目试点

以上措施更多的是从上而下的强制性推行，而在基层执行时，可能面临消极怠工、阻力大等问题，主要原因无非两点，一是BIM技术能力较低，没有相关经验，对BIM技术应用有心无力，二是认为BIM技术是花架子，耗费资源，费效比低。

为了消除基层的疑虑，选定试点项目是一种较好的途径。通过试点项目可以在企业内形成BIM应用标杆，对试点项目给予资源倾斜，采用帮扶带的方式，推动BIM技术应用，通过BIM项目的成功应用来消除大家的疑惑和抵触，另外，对试点项目的成功经验进行总结，在其他项目上进行推广，促进BIM技术应用的在企业内部的良性发展。

在选定试点项目时，要重点考虑三类项目：

• 一是大型重点项目，项目体量大、复杂度高，相关的要求也高，BIM体现的价值越发明显；

  
  

• 二是基层运用BIM意愿高，有了好的基层环境和齐心的团队，BIM技术应用能借助高效协同机制而创造更高的价值；

  
  

• 三是项目启动前期，BIM介入项目越早越好，在设计方案、深化设计与预留预埋、新技术应用等方面能充分发挥BIM价值。

⑤ 竞赛选拔

BIM技术应用水平如何，BIM技术人员能力如何，这些需要靠一个媒介来进行检验。组织企业内部BIM大赛，积极参加行业BIM大赛，无论是项目成果大赛，还是个人技能大赛，这些都能对BIM技术成果及BIM技能水平进行检验，进行优中选优，建立积极向上机制，提升项目及个人的荣誉感及成就感，也能提升各层级技术管理人员对BIM技术应用的认可度，有效留住并吸引BIM技术从业人员。

企业BIM技术应用的要素管理

确定了企业BIM技术应用实施路线之后，在BIM技术应用的日常管理中，必将面临大量的繁琐事务，这就需要抓住主要问题，实施要素管理，主要包括四个方面：抓团队、建环境、投资金、融平台。

① 抓团队

任何一项工作的落实、技术的落地都需要人去操作、去完成，组建一个对企业忠诚度高、团队协作力强的团队对BIM技术应用至关重要。

BIM技术应用面非常广泛，出具的成果表现形式多，不仅仅包括模型、图纸，还有视频、效果图，另外还需要对无人机、3D打印、3D扫描、软件研发有一定的了解，在组建团队的时候，非常有必要考虑团队的个人技能的搭配，尽可能增加团队技能的全面性。

一般BIM中心设置主任一名，负责战略执行、部门计划、组织管理、制度建设、人力资源管理、平台及工程应用管理等。

设中心副主任岗位若干，主要协助中心主任制定研发中心的研发方向、发展计划、各项管理制度和流程监理以及人员管理。下设工程应用岗与技术研发岗。工程应用岗成员组成BIM咨询小组、智慧工地小组、平面设计小组、视频制作小组、商务策划小组、无人航测小组、3D打印小组、AOT研发小组。技术研发岗成员组成科技研发小组、软件研发小组、IOT研发小组。

② 建环境

“建环境”就是搭建BIM技术应用所需要的软件资源、硬件资源，以及行业资源，为BIM技术工作推进提供环境支撑。软件资源主要包括通用建模软件、用模软件、动画视频软件、分析类软件等；硬件资源主要包括工作站电脑、大幅打印机、3D打印机、3D扫描仪等等；行业资源主要包括科研院所、行业协会等社会性资源，充分借助行业内力量不断提升BIM技术实力。

③ 投资金

“投资金”是一大抓手，特别是在BIM技术应用（BIM中心）的起步阶段尤为重要，企业可以充分借助科研经费，以项目为抓手，开展与BIM技术相关的科研课题技术攻关，BIM技术与课题研发的密切融合，将充分体现BIM技术的实用价值。

④ 融平台

BIM技术应用切忌独自发展、蒙头苦干，而是应该积极走出去，了解行业发展趋势，建立校企合作、企企合作等平台，建立多方研发平台机制，互通有无，将有利于解决BIM技术难题，有利于提升BIM技术实力，有利于提高企业竞争力。

企业BIM技术管理应用一项长期的过程，实施路线的制定，管理要素的把控，技术难点的攻关在BIM技术应用过程中还需要不断的改进和完善，与时俱进。

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如何解决BIM技术推进的困难和阻碍？

3、在中铁建工推进BIM技术应用的过程中，遇到的困难和阻碍主要是哪些方面，有什么解决办法或思路？

中铁建工推进BIM技术应用的过程中，在三维场布、碰撞检测、管线综合、工程量计取等基本应用点都已经普遍化，但是也面临着BIM技术究竟应该如何投入、如何应用、如何发挥价值和体现价值，我们认为只有将BIM技术融合到企业管理中，才能充分发挥BIM技术的优势，为企业创造诸如管理效率的提升、运营成本的降低等重要价值，而BIM技术与企业管理的融合绝非易事，需做好顶层设计、制定切合企业战略发展的实施路线、实施全要素管控。

我们提出了一套基于路线全局化、管理要素化、技术项目化的企业BIM技术管理的实施路线，实现了BIM+新技术的创新应用，充分体现了BIM对企业发展重要性。

当前，建筑业劳动力显著流失并呈扩大趋势，建筑业劳动力逐步向制造业、服务业流转，BIM技术下一步发展需要紧跟建筑行业发展趋势，提前布局，另外当前的BIM技术应用主要基于虚拟模型来开展相关应用，而忽略了项目的周边环境变化导致部分应用无法真正落地。

鉴于此，我们认为企业BIM技术应用的难点可重点挖掘BIM+装配式、BIM+智慧业务、BIM+GIS、BIM+3D扫描等应用。

以“北京铁路枢纽丰台站改建工程”、“广州白云站站房工程”为例，下面主要介绍装配式钢结构全产业链应用。

通过对钢结构工程建设进行分析，充分运用BIM技术、云技术，建立钢结构全生命周期智能建造BIM信息平台，打通了数据传递链条，实现钢结构从设计、深化设计、预制加工、物流运输、现场安装、结构交验全过程的信息无缝传递及全生命周期运维管理，做到了钢结构构件及焊缝级别的可追溯性，提升了管理沟通效率，加快了施工工期，形成了钢结构BIM全生命周期智能建造新模式。

编码管理是钢结构管理的核心，也是追溯构件及焊缝信息的基础，构件编码必须唯一，才能有助实现钢结构全生命周期管理平台对钢结构构建级别的管理。

根据高铁站房的特点，构件编码由五部分组成，各部分编码、分区编码、定位编码、分段编码以及构件类型编码，用“-”连接，部分编码可缺省。

智慧业务主要包括：智慧工地、智慧建造、智慧楼宇。其中智慧工地业务在大型项目上应用较多，部分城市如雄安新区中国雄安集团要求所有在建项目必须接入数字雄安建设管理平台、成都市住房和城乡建设局要求市辖所有在建项目必须接入信息化综合应用平台，且数据与上级平台实现互联互通。

以“雄安容东片区E组团项目”为例，其建筑面积约170万平米，共安装120余台塔吊，下面主要介绍智慧工地管控云平台的应用。

智慧工地管控云平台为集人员管理、机械管理、材料管理、施工管理、监测监控系统、电子信息及绿色施工等管理子系统进行整合为一体的项目智慧工地管理平台建设，借助云技术、移动互联网技术、GIS、BIM技术，建立Web端、移动端App、二维码、物联网设备及集成物联网施工专业设备等应用途径，实现建设环节中人、机、料、法、环、测的智能分析、人性化操控管理和集成展示，汇总施工管理数据和管理模块提供项目智慧工地管理门户，搭建项目智慧工地管理平台，整体提升项目施工智能化管理水平。

依托轻量化引擎，融合BIM和GIS模型，其对进度形象展示、实测实量、土方算量、土方分析复核等工作有着非常重要的作用。

以“自贡东站站房工程”为例，项目利用大疆无人机倾斜摄影技术结合相关软件，像控刺点平差后，获取地面地物高程DSM的tiff图像，导入globalmapper生成等高线，进而生成原始地面高程点，构建实体GIS模型。

在此基础之上，可开展土方平衡计算。而采用传统RTK基站和移动站采点模式，工作周期大致为2个月，而利用无人机倾斜摄影，数据采集为3天，数据处理一周，10天内完成了原始地形高程数据采集，大大提高了数据采集效率。

04

BIM技术的驱动力有哪些？

4、施工企业应用BIM技术的驱动力有哪些，该如何看待现阶段在BIM技术应用方面的投入产出比？

我们认为施工企业应用BIM技术的驱动力主要有：调控力、拉动力、助推力及行动力：

调控力：为国家产业政策扶持与引导所形成力，2011年以来，住建部先后发布了《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》、《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》、《建筑业发展“十三五”规划》等，这些政策均对建筑业信息化提出了要求，包括加快推进BIM技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用、加强信息技术在施工现场安全监管的应用、研究基于物联网和大数据等技术的施工现场的实时监测、推进重点工程信息化和建筑产业现代化等内容。

拉动力：为两化融合对建筑业信息化形成的外部拉动力，2010年10月，党的十七届五中全会提出“推动工业化和信息化深度融合”，自《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》起，国家把推动两化深度融合作为全面提高信息化水平的重要内容。

随着信息化与工业化的深度融合，软件和信息服务对工业的渗透逐渐从外围走向核心，对服务业的内容和形式带来更大变革，对其他行业的核心支撑和高端引领作用进一步加强，将全面带动软件和信息服务的发展。

助推力：为新技术、新设备的融合突破对行业发展形成助力，随着电子信息技术发展迅速，3D扫描技术、GIS技术等专业技术与BIM、大数据、物联网、云计算、节能环保等新技术集成应用，智能化、网络化和移动化的便携消费电子产品层出不穷，新技术、新设备的融合与突破成为建筑信息化的新动力,共同推动建筑信息化持续快速蓬勃发展，形成良好的推动力。

行动力：为建筑行业通过信息化降本提效的内生需求强烈，产生的行动力。建筑行业总产值增速下滑，人均创利水平降低，人员使用成本高企，各项数据表明建筑行业增长放缓和经营效率降低，行业原本粗放式发展模式难以为继。建筑行业现在正步入精细化管理新阶段，依托于信息化的新技术和新管理方式来提效降费成为行业较强的内在需求。

首先，需要看清现实，目前有些大型企业已经实现了较好的收益，但也存在部分企业，特别是BIM技术时间较短、整合度较低的企业，在BIM技术应用方面的直接投入大于产出，我们需要通过纵向比较、横向比对，不能仅仅关注费用一个维度，其实BIM技术所产生的间接效益是十分显著的。

其次，需要用发展眼光看待BIM技术在企业中的发展和培育，随着大数据、人工智能等大技术的不断研发与提高，建筑信息化的趋势不可阻挡。

BIM所提供的竞争力，不在于软件的使用程度或数据，而是利用BIM软件及数据去承载、分析、整合企业大数据，继而针对数字化管理打造集成平台，进行设计与工程、制造与管理的整合，指导生产经营，提升企业管理效率。

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如何看待BIM与数字技术的集成？

5、近些年，BIM与其他数字化技术的集成应用成为了行业趋势，在您看来，未来BIM以及其他数字化技术的发展方向如何？

BIM的迅速发展必然引起行业格局的变化，随着大数据、云计算、物联网、GIS、移动互联等数字化技术的冲击，整合社会资源将是建筑行业需要面对的问题，即跨界融合。

BIM+的集成应用成为了行业趋势，主要结合表现形式包含了：BIM+3D扫描、BIM+3D打印+IOT、BIM+GIS、BIM+全生命期管理平台、BIM+智慧工地、BIM+机器人。

BIM+3D扫描：将BIM模型与所对应的3D扫描模型进行对比、转化和协调，达到辅助工程质量检查、快速建模、减少返工的目的，尤其在复杂空间钢结构工件预拼装方面，采用模拟预拼装技术可以节省大量人工、措施及设备投入，且不占用预拼装场地，对提高钢结构预拼装质量、效率起到质的改变，是工厂逆向工程中最为至关重要的一个技术环节。

BIM+3D打印+IOT：通过BIM技术创建建筑或复杂节点三维模型，通过3D打印转化为构件实体，结合IOT技术，在3D打印模型中融入物联网及单片机技术，形成动态化、模拟性、多角度展示方案。

BIM+GIS：利用无人机倾斜摄影技术结合相关软件，采集形成地形地貌，对于进度形象展示、实测实量、土方算量、土方分析复核等工作有着非常重要的作用。

BIM+全生命期管理平台：制定构件编码标准，基于BIM模型搭载几何、非几何信息，结合互联网、大数据等技术搭建生命期管理平台，打通数据传递链条，全过程监管工程生产技术、管理信息。

BIM+智慧工地：围绕施工过程的管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，实现工程施工可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，从而逐步实现绿色建造和生产。

BIM+机器人：BIM技术结合机器人技术，可以帮助改变建造现场高危工作的工作模式，将操作人员从重复性、高危性的工作环境中解放出来，降低施工的人员投入及危险性。

如BIM+测量机器人实现快精准的测量放样。将塔吊司机的驾驶室落地到现场，采用BIM技术进行模拟，将在高空操作时驾驶员看到的内容通过视频传送到驾驶室，再通过机器臂进行远程操作。