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他干了20年BIM,总结出这些经验和规律!

2021-04-19 11:39:53

Arto Kiviniemi博士:荣誉高级研究员,前数字建筑设计教授,集成建筑信息模型(BIM)领域的国际领先专家之一。1996年起于芬兰及国际上发展BIM,1997至2002年,Arto领导芬兰国家研发项目,为芬兰成为BIM领先国家之一奠定基础。2010任教英国索尔福德大学,启动了英国首个BIM理学硕士项目,后进入利物浦大学,并于2018年退休。

 

在国际上,Arto是建筑智慧国际联盟创始成员之一;从1998起先后担任国际理事会和执行委员会主席、副主席以及国际技术管理委员会主席,目前为国际技术顾问组成员。

 

Arto在世界各地的国际研讨会和会议上发表了170多次主题演讲及特约演讲。由于他在发展集成BIM方面的成就,荣获2009年FIATHER CETI杰出研究员奖、2012年芬兰白玫瑰骑士团勋章以及2017年建筑智慧国际联盟研究基金。

 

01、下一步BIM将如何发展?

 

各国对建筑信息模型(BIM)应用的进展不一,您认为建筑信息模型(BIM)发展的下一步将是什么?

 

我预计在近期BIM应用在以下三个方面将得到发展。

 

第一,政府或其他授权官方成为地域扩张主导。这一般是发展的第一阶段,也是全世界正在进行的阶段。英国的BIM政策是推动这一阶段发生的主要力量。

 

例如,政策的颁布促进了欧盟BIM工作小组的形成,从而使欧洲成为BIM应用发展最强劲的区域之一。然而,其影响也不仅仅局限于欧洲,而是作用于全世界。

 

第二,大型全球建筑公司将成为业务驱动的主力。这些大型公司已经在项目中体验到了使用集成BIM的好处,因此会希望他们的供应商也开始采用BIM。

 

BIM的应用在很多公司已经相对成熟,现在正在进一步向更多小型公司和更多本地企业扩展。从长远来看,我认为这种业务驱动将成为BIM发展的主要推动力量,因为商业利益相比公共授权来说更加有力。

 

第三,BIM的协同价值将成为BIM应用发展的强劲推手。共享建筑信息模型数据的公司,应用BIM技术的主要动力来源于协作价值,而具体实施效果取决于各软件供应商所提供的的产品。

 

02、如何推动BIM标准化?

 

首先,标准化无疑是BIM集成和数据共享的关键,标准化可分为两个主要层次。

 

分类系统是本地的,并且在AEC行业中已经根深蒂固,我认为要将它们实现全球标准化很难。然而,这与数据互通的全球发展需求并不矛盾,因为数据结构允许本地分类系统在其中占据一席之地,正如现在的IFC一样。

 

其次,由于软件行业的特性,数据的互通实现必将需要国际上的一致努力。

 

目前,大多数的软件供应商致力于研究Open BIM标准,因为这符合他们的商业利益,而且他们的客户也希望他们这么做。

 

然而,为什么不能在将来同时使用国际智能建筑标准(BSI)来进行数据协同发展和维护呢?我找不到不这样做的理由。BSI目前正在经历重大变革,且我认为变革后它的作用和贡献将进一步增大。发生这一现象的主要原因是资源的增加,这也是我认为继政府主导之外该领域的第二重要发展。

 

03、BIM软件将如何发展?

 

BIM软件的开发是一种商业行为,因此很大程度上取决于客户的需求。

 

现今BIM应用的快速发展为软件供应商创造了很好的商业环境,而且,以我的经验来看,AEC行业会需要基于开发标准软件来实现数据的互联互通,这样的话,各公司就可以继续应用对于自身业务来说最好的工具。

 

当然,一些内部平台如BIM360能够囊括所有必须工具的话,也可以成为一种可能性的解决方案,并且相比于公认标准来说,在某些方面实现可能更加快速。

 

然而,从个人来说,我是公认标准的强烈支持者,因为公开的环境能够让数据分享更加多样化,还能够让集成环境中的小型和专业型供应商参与进来。

 

不幸的是,IFC目前的口碑不佳,尤其是在某些市场,可能部分是因为它的复杂性,但更多还是由于在过去实施中的质量问题。

 

然而,它在如芬兰、挪威和荷兰的广泛应用还是能够充分证明至目前为止它还是很有价值的。但如果需要能够得到更广泛的信任和应用,它还需要更加稳定且简化。

 

我经常用移动网络进行举例,很少有人了解移动网络和手机是如何工作的,如果把理解这一知识作为使用这些技术的前提,那么现在使用手机的人将会很少。

 

因此,我们必须停止对典型终端用户科普如IFC等复杂的标准。用户只是想实现数据分享,复杂性问题必须是软件开发商考虑并解决。

 

实现数据的互联互通是一项很复杂的事项,若要实现它的标准化,必须脱离现有的以非常老旧STEP技术为基底的IFC进行。

 

在我来看,目前最有前景的一个方向是在2012年Tekla一个项目中引进的建筑与施工数据链接(LDAC)。

 

它的开发已经放入BSI日程,当然,实现还需要很多的努力,并且需要数年才能够作为实际应用工具在AEC行业中应用。这意味着至少到目前为止,IFC还是我们目前能够获得的最佳选择。

 

04、BIM的价值究竟在哪里?

 

建筑信息模型(BIM)软件的价值是否在项目全生命期都有体现呢?

 

您认为建筑信息模型(BIM)在行业现今面临的环境挑战中扮演什么样的角色?

 

在当前阶段,BIM主要还是应用在设计和施工过程中,尽管在这些方面还有很多需要提升,但应用的好处已经相对得到认可。

 

但是,BIM在设施管理以及运营上的应用还是极其有限,即使目前这些环节对BIM的需求一直存在。实际上,大部分的业主,尤其是私有业主,因为还没有看到BIM产生的价值所以对它的应用并不感兴趣。

 

然而,这并不表示BIM对设施管理和运营阶段没有意义。

 

应用有限问题主要还是因为缺乏应用后好处的确切证据。大部分的BIM专家没有设计或施工背景,因此他们不能很好的传达甚至自己都不能很好地理解BIM应用之后产生的好处。

 

我们只有对业主和运营商日常活动和问题细节进行具体研究和分析之后才能够体会技术在他们这些过程中的特定价值。我确定BIM的生命周期价值将成为关键部分,而这需要时间和努力。

 

另外,环境测评是一项很复杂的事项,需要很多的数据进行支撑。BIM可在很大程度上有助于测评过程,并且目前在某种程度上已经开始了实践。

 

BIM实现这一目标的前提是模型必须具备充足、正确而可信的数据,而现在面临的主要挑战是如何生成这些数据并让终端用户能够轻松获取。

 

产品制造商应在提供此类数据中扮演关键角色,然而不幸的是,目前的产品更偏向于提供可视化的价值而不是收集建筑各阶段的数据。

 

但这里也有一些例外,如MagiCAD产品实现了产品功能部件的工艺化。

 

对整个行业来说,数据结构和内容都需要通过公证第三方进行验证,以确保不同项目的数据可以进行类比。

 

05、数字化是否能带来更绿色的未来?

 

数据化是否可以为建筑行业带来一个更绿色的未来?建筑信息模型(BIM)将如何协助我们实现减少建筑生命期中的废料和耗费?

 

数据化无疑可以为建筑行业带来一个更绿色的未来。现在有些应用已经在这方面开始产生价值了,但如我上面所说的,若需要进一步发展,还需要有更加可信,而且使用便捷的数据,因为我们不能把所有的设计和施工专家培训成数据技术专家。

 

能源耗费模拟在设计阶段已经开始广泛应用,如果模型建立和应用正确,设计阶段的削减就已经帮我们大大减少了废料的产生。

 

这两类削减有很多不错的例子,但在我看来,我们目前还处于表面阶段,BIM应用在环境保护方面仍然还有很多未应用的潜能。

 

实现潜能的全部最大化应用,同时要求决策者决策时须倾向于环境影响而不是投资成本的最小化,这意味着很多业主和运营者需要改变他们的思路。

 

世界绿色建筑委员会设立了至2050年实现零排放的目标,建筑行业现在就必须开始为零排放建筑建造而努力,2050年对于这一目标来说太过遥远。最近的WMO报告显示全球变暖速度已经快于最近模型的预测。

 

这意味着我们所剩的时间已经不多,因此我更倾向于将所有新建筑实现此目标的时间放在2030年。

 

如果我们不能减少建筑上的排放,我们将面临如今已在部分地区出现的极大的环境问题。

 

同时,我们还必须减少现有建筑的碳排放,因为我们将在2050年实现的建筑主体已经出现,如在英国,约有80%已经竣工。这意味着我们必须转向可持续能源生产,因为翻新现有建筑实在太耗费时间而且十分昂贵。

 

06、BIM是否越来越重要?

 

城市化在未来不会减速,那么建筑信息模型(BIM)在未来建筑环境中是否会变得更为重要?

 

BIM应用现在就已经不仅仅局限于独立的建筑,如英国建筑信息模型 Level 3已经转变为覆盖所有建筑环境。

 

这意味着BIM需要进一步发展来确保不同模型之间的连接。如我之前所说,LDAC是我认为目前在这一方面最具备前景的研究项目。

 

除智能建筑之外,许多对未来的期望中引入了智能城市的概念,现在有很多关于使用数字孪生连接虚拟和现实世界的讨论。我认为这些连接将成为智能城市的关键。

 

但是,我们必须铭记的是,模型是为实现某个特定目标的工具和手段,这表示我们在确认和建造模型前,必须先确认要实现的目的,因为不同目的可能会产生不同的模型。

 

这些模型可以且必须具备相互连接性,从而我们可以不断更新这些数据,且有效使用。但是我们不可能建造出一个适用于所有目的的模型并确保它在现实中可用。

数字孪生为用户连接,信息来源多样

图表来源:Tero Järvinen-《格兰德隆技术总监》

 

数字孪生是现实建筑通过传感器连接到云,理想上所有信息连接入BIM模型的一个概念。

 

BIM模型为设施管理环境提供多种反馈,如能源使用数据、服务请求和预防性维护等。未来的数字孪生将可能不仅仅局限于单独的建筑,而是实现整个城市的建筑信息模型和运营维护链接。

 

本观点参考文献:

https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=9936

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