一 、BIM的定義
BIM，即建築資訊模型（Building Information Modeling）是以建築工程專案的各項相關資訊資料作為模型的基礎，進行建築模型的建立，透過數字資訊模擬模擬建築物所具有的真實資訊。它具有視覺化，協調性，模擬性，最佳化性和可出圖性五大特點。
圖（一）住建部對BIM的解釋
BIM技術是一種應用於工程設計建造管理的資料化工具，透過引數模型整合各種專案的相關資訊，在專案策劃、執行和維護的全生命週期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建築資訊作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建築運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。
BIM的定義由三部分組成：
1.BIM是一個設施(建設專案)物理和功能特性的數字表達；
2.BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的資訊，為該設施從概念到拆除的全生命週期中的所有決策提供可靠依據的過程；
3.在專案的不同階段，不同利益相關方透過在BIM中插入、提取、更新和修改資訊，以支援和反映其各自職責的協同作業。
二、BIM的特點
視覺化：視覺化即“所見所得”的形式。BIM提供了視覺化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前；建築業也有設計方面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業的效果圖製作團隊進行識讀設計製作出的線條式資訊製作出來的，並不是透過構件的資訊自動生成的，缺少了同構件之間的互動性和反饋性，然而BIM提到的視覺化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建築資訊模型中，由於整個過程都是視覺化的，所以，視覺化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，專案設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在視覺化的狀態下進行。
圖（二）崑山天友綠建某專案風管
圖（三）崑山天友綠建某專案
2．協調性：這個方面是建築業中的重點內容，不管是施工單位還是業主及設計單位，無不在做著協調及相配合的工作。一旦專案的實施過程中遇到了問題，就要將各有關人士組織起來開協調會，找各施工問題發生的原因，及解決辦法，然後出變更，做相應補救措施等進行問題的解決。BIM的協調性服務就可以幫助處理這種問題，也就是說BIM建築資訊模型可在建築物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調資料，提供出來。當然BIM的協調作用也並不是只能解決各專業間的碰撞問題，它還可以解決例如：電梯井佈置與其他設計佈置及淨空要求之協調，防火分割槽與其他設計佈置之協調，地下排水佈置與其他設計佈置之協調等。
圖（四）崑山天友綠建某專案機房管道
圖（五）崑山天友綠建某專案管線排布
3．模擬性：模擬性並不是只能模擬設計出的建築物模型，還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。在設計階段，BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗，例如：節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等；在招投標和施工階段可以進行4D模擬（三維模型加專案的發展時間），也就是根據施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。同時還可以進行5D模擬（基於3D模型的造價控制），從而來實現成本控制；後期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。
圖（六）幾種常用的模擬
4．最佳化性：事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷最佳化的過程，當然最佳化和BIM也不存在實質性的必然聯絡，但在BIM的基礎上可以做更好的最佳化、更好地做最佳化。現代建築物的複雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種最佳化工具提供了對複雜專案進行最佳化的可能。基於BIM的最佳化可以做下面的工作：
（1）專案方案最佳化：把專案設計和投資回報分析結合起來，設計變化對投資回報的影響可以實時計算出來；這樣業主對設計方案的選擇就不會主要停留在對形狀的評價上，而更多的可以使得業主知道哪種專案設計方案更有利於自身的需求。
（2）特殊專案的設計最佳化：例如裙樓、幕牆、屋頂、大空間到處可以看到異型設計，這些內容看起來佔整個建築的比例不大，但是佔投資和工作量的比例和前者相比卻往往要大得多，而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方，對這些內容的設計施工方案進行最佳化，可以帶來顯著的工期和造價改進。
5．可出圖性：BIM並不是為了出大家日常多見的建築設計院所出的建築設計圖紙，及一些構件加工的圖紙。而是透過對建築物進行了視覺化展示、協調、模擬、最佳化以後，可以幫助業主出如下圖紙：
（l）綜合管線圖（經過碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤以後）；
（2）綜合結構留洞圖（預埋套管圖）；
（3）碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。
圖（七）BIM的可出圖性
圖（八）碰撞檢查
三、BIM的應用空間
最近幾年，BIM（Building InformationModeling，建築資訊模型）在建築行業的應用越來越廣泛，它是以建築工程專案的各項相關資訊資料作為模型的基礎，進行建築模型的建立。
近幾年基於3D-BIM的工程管理，主要用於規劃、設計階段的方案評審、火災模擬、應急疏散能耗分析以及運營階段的設施管理。
圖（九）國外某專案能耗分析
與傳統模式相比，3D-BIM的優勢明顯，因為建築模型的資料在建築資訊模型中的存在是以多種數字技術為依託，從而以這個數字資訊模型作為各個建築專案的基礎，可以進行各個相關工作。建築工程與之相關的工作都可以從這個建築資訊模型中拿出各自需要的資訊，既可指導相應工作又能將相應工作的資訊反饋到模型中。
建築資訊模型不是簡單的將數字資訊進行整合，它還是一種數字資訊的應用，並可以用於設計、建造、管理的數字化方法，這種方法支援建築工程的整合管理環境，可以使建築工程在其整個程序中顯著提高效率、大量減少風險。
同時BIM可以四維模擬實際施工，以便於在早期設計階段就發現後期真正施工階段所會出現的各種問題，來提前處理，為後期活動打下堅固的基礎。在後期施工時能作為施工的實際指導，也能作為可行性指導，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而來最大範圍內實現資源合理運用。基於4D-BIM的工程管理，主要用於施工階段的進度、成本、質量安全以及碳排放測算。
圖（十）崑山天友綠建某專案施工模擬
據瞭解，在中國，BIM最初只是應用於一些大規模標誌性的專案當中，除了堪稱BIM經典之作的上海中心大廈專案外，上海世博會的一些場館也應用了BIM。僅僅經過兩三年，BIM已經應用到一些中小規模的專案當中。以福建省建築設計研究院為例，全院70%～80%的專案都是使用BIM完成的。據介紹，就BIM的應用而言，3年前，美國領先中國7年；3年後的今天，中國已將這一差距縮小到了3年。需要強調的是，這一差距針對的是BIM的使用者數量，而在應用程度上，中國企業與世界領先公司基本上處於同等水平。
而住建部編制的建築業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用，普及視覺化、引數化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現從設計、採購、建造、投產到執行的全過程整合運用。
圖（十一）BIM全生命週期應用
四、BIM技術在成本控制中的作用
實際成本核算困難原因：
一是資料量大。每一個施工階段都牽涉大量材料、機械、工種、消耗和各種財務費用，每一種人、材、機和資金消耗都統計清楚，資料量十分巨大。工作量如此巨大，實行短週期（月、季）成本在當前管理手段下，就變成了一種奢侈。隨著進度進展，應付進度工作自顧不暇，過程成本分析、最佳化管理就只能擱在一邊[6]。
二是牽涉部門和崗位眾多。實際成本核算，當前情況下需要預算、材料、倉庫、施工、財務多部門多崗位協同分析彙總提供資料，才能彙總出完整的某時點實際成本，往往某個或某幾個部門不能實行，整個工程成本彙總就難以做出。
三是對應分解困難。一種材料、人工、機械甚至一筆款項往往用於多個成本專案，拆分分解對應好專業要求相當高，難度非常高。
四是消耗量和資金支付情況複雜。材料方面，有的進了庫未付款，有的先預付款未進貨，用了未出庫，出了庫未用掉的；人工方面，有的先幹未付，預付未乾，幹了未確定工價；機械週轉材料租賃也有類似情況；專業分包，有的專案甚至未簽約先幹，事後再談判確定費用。情況如此複雜，成本專案和資料歸集在沒有一個強大的平臺支撐情況下，不漏項做好三個維度的（時間、空間、工序）的對應很困難。
圖（十二）BIM成本預算模型
BIM技術在處理實際成本核算中有著巨大的優勢。基於BIM建立的工程5D（3D實體、時間、WBS）關係資料庫，可以建立與成本相關資料的時間、空間、工序維度關係，資料粒度處理能力達到了構件級，使實際成本資料高效處理分析有了可能，解決方案操作方法如下：
1）建立基於BIM的實際成本資料庫。
建立成本的5D（3D實體、時間、工序）關係資料庫，讓實際成本資料及時進入5D關係資料庫，成本彙總、統計、拆分對應瞬間可得。
以各WBS單位工程量人材機單價為主要資料進入實際成本BIM中。
未有合同確定單價的專案，按預算價先進入。有實際成本資料後，及時按實際資料替換掉。
2）實際成本資料及時進入資料庫
一開始實際成本BIM中成本資料以採取合同價和企業定額消耗量為依據。隨著進度進展，實際消耗量與定額消耗量會有差異，要及時調整。每月對實際消耗進行盤點，調整實際成本資料。化整為零，動態維護實際成本BIM，大幅減少一次性工作量，並有利於保證資料準確性。
材料實際成本。要以實際消耗為最終調整資料，而不能以財務付款為標準，材料費的財務支付有多種情況：未訂合同進場的、進場未付款的、付款未進場的按財務付款為成本統計方法將無法反映實際情況，會出現嚴重誤差。
倉庫應每月盤點一次，將入庫材料的消耗情況詳細列出清單向成本經濟師提交，成本經濟師按時調整每個WBS材料實際消耗。
人工費實際成本。同材料實際成本。按合同實際完成專案和簽證工作量調整實際成本資料，一個勞務隊可能對應多個WBS，要按合同和用工情況進行分解落實到各個WBS。
機械週轉材料實際成本：同材料實際成本。要注意各WBS分攤，有的可按措施費單獨立項。
管理費實際成本：由財務部門每月盤點，提供給成本經濟師，調整預算成本為實際成本，實際成本不確定的專案仍按預算成本進入實際成本。
按本文方案，過程工作量大為減少，做好基礎資料工作後，各種成本分析報表瞬間可得。
3）快速實行多維度（時間、空間、WBS）成本分析
建立實際成本BIM模型，週期性（月、季）按時調整維護好該模型，統計分析工作就很輕鬆，軟體強大的統計分析能力可輕鬆滿足我們各種成本分析需求。
基於BIM的實際成本核算方法，較傳統方法具有極大優勢：
快速。由於建立基於BIM的5D實際成本資料庫，彙總分析能力大大加強，速度快，短週期成本分析不再困難，工作量小、效率高。
圖（十三）5DBIM工作原理
準確。比傳統方法準確性大為提高。因成本資料動態維護，準確性大為提高。消耗量方面仍會在誤差存在，但已能滿足分析需求。透過總量統計的方法，消除累積誤差，成本資料隨進度進展準確度越來越高。分析能力強。可以多維度（時間、空間、WBS）彙總分析更多種類、更多統計分析條件的成本報表。
總部成本控制能力大為提升。將實際成本BIM模型透過網際網路集中在企業總部伺服器。總部成本部門、財務部門就可共享每個工程專案的實際成本資料，資料粒度也可掌握到構件級。實行了總部與專案部的資訊對稱，總部成本管控能力大能加強。
一 、BIM的定義
BIM，即建築資訊模型（Building Information Modeling）是以建築工程專案的各項相關資訊資料作為模型的基礎，進行建築模型的建立，透過數字資訊模擬模擬建築物所具有的真實資訊。它具有視覺化，協調性，模擬性，最佳化性和可出圖性五大特點。
圖（一）住建部對BIM的解釋
BIM技術是一種應用於工程設計建造管理的資料化工具，透過引數模型整合各種專案的相關資訊，在專案策劃、執行和維護的全生命週期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建築資訊作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建築運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。
BIM的定義由三部分組成：
1.BIM是一個設施(建設專案)物理和功能特性的數字表達；
2.BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的資訊，為該設施從概念到拆除的全生命週期中的所有決策提供可靠依據的過程；
3.在專案的不同階段，不同利益相關方透過在BIM中插入、提取、更新和修改資訊，以支援和反映其各自職責的協同作業。
二、BIM的特點
視覺化：視覺化即“所見所得”的形式。BIM提供了視覺化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前；建築業也有設計方面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業的效果圖製作團隊進行識讀設計製作出的線條式資訊製作出來的，並不是透過構件的資訊自動生成的，缺少了同構件之間的互動性和反饋性，然而BIM提到的視覺化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建築資訊模型中，由於整個過程都是視覺化的，所以，視覺化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，專案設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在視覺化的狀態下進行。
圖（二）崑山天友綠建某專案風管
圖（三）崑山天友綠建某專案
2．協調性：這個方面是建築業中的重點內容，不管是施工單位還是業主及設計單位，無不在做著協調及相配合的工作。一旦專案的實施過程中遇到了問題，就要將各有關人士組織起來開協調會，找各施工問題發生的原因，及解決辦法，然後出變更，做相應補救措施等進行問題的解決。BIM的協調性服務就可以幫助處理這種問題，也就是說BIM建築資訊模型可在建築物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調資料，提供出來。當然BIM的協調作用也並不是只能解決各專業間的碰撞問題，它還可以解決例如：電梯井佈置與其他設計佈置及淨空要求之協調，防火分割槽與其他設計佈置之協調，地下排水佈置與其他設計佈置之協調等。
圖（四）崑山天友綠建某專案機房管道
圖（五）崑山天友綠建某專案管線排布
3．模擬性：模擬性並不是只能模擬設計出的建築物模型，還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。在設計階段，BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗，例如：節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等；在招投標和施工階段可以進行4D模擬（三維模型加專案的發展時間），也就是根據施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。同時還可以進行5D模擬（基於3D模型的造價控制），從而來實現成本控制；後期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。
圖（六）幾種常用的模擬
4．最佳化性：事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷最佳化的過程，當然最佳化和BIM也不存在實質性的必然聯絡，但在BIM的基礎上可以做更好的最佳化、更好地做最佳化。現代建築物的複雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種最佳化工具提供了對複雜專案進行最佳化的可能。基於BIM的最佳化可以做下面的工作：
（1）專案方案最佳化：把專案設計和投資回報分析結合起來，設計變化對投資回報的影響可以實時計算出來；這樣業主對設計方案的選擇就不會主要停留在對形狀的評價上，而更多的可以使得業主知道哪種專案設計方案更有利於自身的需求。
（2）特殊專案的設計最佳化：例如裙樓、幕牆、屋頂、大空間到處可以看到異型設計，這些內容看起來佔整個建築的比例不大，但是佔投資和工作量的比例和前者相比卻往往要大得多，而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方，對這些內容的設計施工方案進行最佳化，可以帶來顯著的工期和造價改進。
5．可出圖性：BIM並不是為了出大家日常多見的建築設計院所出的建築設計圖紙，及一些構件加工的圖紙。而是透過對建築物進行了視覺化展示、協調、模擬、最佳化以後，可以幫助業主出如下圖紙：
（l）綜合管線圖（經過碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤以後）；
（2）綜合結構留洞圖（預埋套管圖）；
（3）碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。
圖（七）BIM的可出圖性
圖（八）碰撞檢查
三、BIM的應用空間
最近幾年，BIM（Building InformationModeling，建築資訊模型）在建築行業的應用越來越廣泛，它是以建築工程專案的各項相關資訊資料作為模型的基礎，進行建築模型的建立。
近幾年基於3D-BIM的工程管理，主要用於規劃、設計階段的方案評審、火災模擬、應急疏散能耗分析以及運營階段的設施管理。
圖（九）國外某專案能耗分析
與傳統模式相比，3D-BIM的優勢明顯，因為建築模型的資料在建築資訊模型中的存在是以多種數字技術為依託，從而以這個數字資訊模型作為各個建築專案的基礎，可以進行各個相關工作。建築工程與之相關的工作都可以從這個建築資訊模型中拿出各自需要的資訊，既可指導相應工作又能將相應工作的資訊反饋到模型中。
建築資訊模型不是簡單的將數字資訊進行整合，它還是一種數字資訊的應用，並可以用於設計、建造、管理的數字化方法，這種方法支援建築工程的整合管理環境，可以使建築工程在其整個程序中顯著提高效率、大量減少風險。
同時BIM可以四維模擬實際施工，以便於在早期設計階段就發現後期真正施工階段所會出現的各種問題，來提前處理，為後期活動打下堅固的基礎。在後期施工時能作為施工的實際指導，也能作為可行性指導，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而來最大範圍內實現資源合理運用。基於4D-BIM的工程管理，主要用於施工階段的進度、成本、質量安全以及碳排放測算。
圖（十）崑山天友綠建某專案施工模擬
據瞭解，在中國，BIM最初只是應用於一些大規模標誌性的專案當中，除了堪稱BIM經典之作的上海中心大廈專案外，上海世博會的一些場館也應用了BIM。僅僅經過兩三年，BIM已經應用到一些中小規模的專案當中。以福建省建築設計研究院為例，全院70%～80%的專案都是使用BIM完成的。據介紹，就BIM的應用而言，3年前，美國領先中國7年；3年後的今天，中國已將這一差距縮小到了3年。需要強調的是，這一差距針對的是BIM的使用者數量，而在應用程度上，中國企業與世界領先公司基本上處於同等水平。
而住建部編制的建築業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用，普及視覺化、引數化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現從設計、採購、建造、投產到執行的全過程整合運用。
圖（十一）BIM全生命週期應用
四、BIM技術在成本控制中的作用
實際成本核算困難原因：
一是資料量大。每一個施工階段都牽涉大量材料、機械、工種、消耗和各種財務費用，每一種人、材、機和資金消耗都統計清楚，資料量十分巨大。工作量如此巨大，實行短週期（月、季）成本在當前管理手段下，就變成了一種奢侈。隨著進度進展，應付進度工作自顧不暇，過程成本分析、最佳化管理就只能擱在一邊[6]。
二是牽涉部門和崗位眾多。實際成本核算，當前情況下需要預算、材料、倉庫、施工、財務多部門多崗位協同分析彙總提供資料，才能彙總出完整的某時點實際成本，往往某個或某幾個部門不能實行，整個工程成本彙總就難以做出。
三是對應分解困難。一種材料、人工、機械甚至一筆款項往往用於多個成本專案，拆分分解對應好專業要求相當高，難度非常高。
四是消耗量和資金支付情況複雜。材料方面，有的進了庫未付款，有的先預付款未進貨，用了未出庫，出了庫未用掉的；人工方面，有的先幹未付，預付未乾，幹了未確定工價；機械週轉材料租賃也有類似情況；專業分包，有的專案甚至未簽約先幹，事後再談判確定費用。情況如此複雜，成本專案和資料歸集在沒有一個強大的平臺支撐情況下，不漏項做好三個維度的（時間、空間、工序）的對應很困難。
圖（十二）BIM成本預算模型
BIM技術在處理實際成本核算中有著巨大的優勢。基於BIM建立的工程5D（3D實體、時間、WBS）關係資料庫，可以建立與成本相關資料的時間、空間、工序維度關係，資料粒度處理能力達到了構件級，使實際成本資料高效處理分析有了可能，解決方案操作方法如下：
1）建立基於BIM的實際成本資料庫。
建立成本的5D（3D實體、時間、工序）關係資料庫，讓實際成本資料及時進入5D關係資料庫，成本彙總、統計、拆分對應瞬間可得。
以各WBS單位工程量人材機單價為主要資料進入實際成本BIM中。
未有合同確定單價的專案，按預算價先進入。有實際成本資料後，及時按實際資料替換掉。
2）實際成本資料及時進入資料庫
一開始實際成本BIM中成本資料以採取合同價和企業定額消耗量為依據。隨著進度進展，實際消耗量與定額消耗量會有差異，要及時調整。每月對實際消耗進行盤點，調整實際成本資料。化整為零，動態維護實際成本BIM，大幅減少一次性工作量，並有利於保證資料準確性。
材料實際成本。要以實際消耗為最終調整資料，而不能以財務付款為標準，材料費的財務支付有多種情況：未訂合同進場的、進場未付款的、付款未進場的按財務付款為成本統計方法將無法反映實際情況，會出現嚴重誤差。
倉庫應每月盤點一次，將入庫材料的消耗情況詳細列出清單向成本經濟師提交，成本經濟師按時調整每個WBS材料實際消耗。
人工費實際成本。同材料實際成本。按合同實際完成專案和簽證工作量調整實際成本資料，一個勞務隊可能對應多個WBS，要按合同和用工情況進行分解落實到各個WBS。
機械週轉材料實際成本：同材料實際成本。要注意各WBS分攤，有的可按措施費單獨立項。
管理費實際成本：由財務部門每月盤點，提供給成本經濟師，調整預算成本為實際成本，實際成本不確定的專案仍按預算成本進入實際成本。
按本文方案，過程工作量大為減少，做好基礎資料工作後，各種成本分析報表瞬間可得。
3）快速實行多維度（時間、空間、WBS）成本分析
建立實際成本BIM模型，週期性（月、季）按時調整維護好該模型，統計分析工作就很輕鬆，軟體強大的統計分析能力可輕鬆滿足我們各種成本分析需求。
基於BIM的實際成本核算方法，較傳統方法具有極大優勢：
快速。由於建立基於BIM的5D實際成本資料庫，彙總分析能力大大加強，速度快，短週期成本分析不再困難，工作量小、效率高。
圖（十三）5DBIM工作原理
準確。比傳統方法準確性大為提高。因成本資料動態維護，準確性大為提高。消耗量方面仍會在誤差存在，但已能滿足分析需求。透過總量統計的方法，消除累積誤差，成本資料隨進度進展準確度越來越高。分析能力強。可以多維度（時間、空間、WBS）彙總分析更多種類、更多統計分析條件的成本報表。
總部成本控制能力大為提升。將實際成本BIM模型透過網際網路集中在企業總部伺服器。總部成本部門、財務部門就可共享每個工程專案的實際成本資料，資料粒度也可掌握到構件級。實行了總部與專案部的資訊對稱，總部成本管控能力大能加強。