从BIM到CIM的智慧建造初探

从BIM到CIM的智慧建造初探

卜育源

广东工程职业技术学院 广东 广州 510520

摘要：随着BIM和CIM在建筑行业的不断发展和智慧建造的实际应用，我国也开始走向从BIM走向CIM的智慧建造初探的阶段。

关键词：BIM；CIM；智慧建造

基金项目：广东工程职业技术学院大学生创新创业训练计划项目资助

Look into Intelligent Construction from BIM to CIM

Author: Bu YuYuan

Tutor: Ni XiaoZhen

Abstract: With the continuous development of BIM and CIM in the construction industryand in intelligent construction, China also began to move to the initial stage of intelligent construction from BIM to CIM.

Keywords: BIM；CIM；Intelligent construction

1 绪论

1.1 研究背景

从改革开放以来，我国城市化进程突飞猛进逐步实现跨越式发展，但同时也面临着严峻的挑战。人口膨胀、环境污染、交通拥挤、房价猛增等问题导致居民的幸福感和舒适感有所降低。为了应对这一系列的挑战，我国提出智慧建造并加以实施，使这些问题都有所改善，从而最终实现城市化可持续发展的目标。

1.2 选题意义

1.2.1 对从BIM到CIM的智慧建造初探的研究有专业性的价值

可以拓展建筑行业对这方面的研究和认识，推进与之相关的从BIM到CIM的智慧建造初探的研究和进程。从多方位、多角度进行研究，从而解决在建筑行业方面出现的相关的各项问题，突破传统模式，从一个新的角度推进研究进展。

1.2.2 对建筑行业的价值

有利于改善当前各建筑的设计、安全、运维的方式方法。随着建筑行业的快速发展，BIM和CIM的应用日益增长。BIM在我国的应用时间短，还未得到广泛应用。近几年国外已经提出CIM这个新概念，我国也紧追时代步伐，将CIM应用到实际的工程项目中，应用先进信息技术来满足工程项目中的各项需求，最终实现智慧建造。

2 基本理论和国内外研究现状概述

2.1基本理论

2.1.1 BIM的基本概念

建筑信息模型BIM是利用三维空间、多维信息模型[1]和物联网技术所构建而成的，因此，BIM是一个完全具备三维空间和多维信息的模型，可以直观、快速的获取工程建设中最真实的信息。

2.1.2 CIM的基本概念

城市信息模型[2]CIM是以BIM、GIS、IoT等各项技术为基础，集纳运用互联网、大数据、人工智能、虚拟现实等先进技术进行数据分析、数据整合、数据挖掘等，来反映城市规划建设、发展运营的现况，从而助力与城市规划、城市建设、城市管理等。

CIM信息系统架构模型分为五个层级，如下图1所示：

图1 CIM信息系统架构模型

2.1.3 智慧建造的基本概念

智慧建造是鲁班软件创始人——杨宝明先生所提出的。是对智慧城市、智能建筑的一个延伸，它集纳了BIM、IoT、大数据等各项先进智能信息技术[3]，从而满足工程项目的各项需求，构建工程项目的智慧环境来减少对人的依赖性，实现更好的安全建造。

2.2 国内外研究现状

2.2.1国内

现在对于从BIM到CIM的智慧建造即是机遇也是挑战。

一、智慧建造缺少整体的“落地工程”，应该将重点放在具体的项目上去，运用信息技术开拓信息化城市。

二、受限于政策和技术的缺乏，使得共享信息模式无法得到突破。因为各类数据的数据量庞大、格式不统一、交付标准不统一等问题出现了“信息孤岛”的现象。

2.2.2国外

BIM和CIM在国外起步较早，应用更为广泛。现在国外学者对BIM和CIM的研究已经应用到了实际建筑工程项目中的项目设计、图纸审核、施工管理和后期运维等各个方面，这也对国内的研究提供了思路和奠定了基础。

3 从BIM到CIM的关系

BIM与CIM不仅是微观与宏观的关系，还是局部与整体的关系。

4 BIM和CIM在智慧建造中的应用

4.1 BIM在智慧建造中的应用实践

4.1.1 应用内容

在技术方面，实施指导幕墙、脚手架的布置，从而提高施工技术的工程质量、节约建筑材料的使用、减少返工带来的损失。

在管理方面，有效提高各方的沟通效率，减少40%的沟通会议，提升80%的数据提取效率。

4.1.2 应用案例

随着BIM技术的不断普及和应用，我国全国各地逐渐涌出很多运用BIM来打造的地标性建筑。如：广州周大福金融中心（东塔）、天津117大厦、珠海歌剧院、北京市通州区潞城镇棚户区改造土地开发项目等[4]。

接下来以北京市通州区潞城镇棚户区改造土地开发项目为例：

北京市通州区潞城镇棚户区改造土地开发项目使用BIM的原因分析如下：

一、工期紧。因在基坑开挖和支护施工过程中遇到了古墓群、钉子户等原因使得该区工期比其他同期标准段开工晚了三个月。

二、成本低。在机电预埋与安装过程中，容易因为看图、审图不仔细，与设计沟通不及时导致误差，从而引起机电的预埋错误、安装错误，增加了工程项目的成本。

三、重要性。管线布置的种类多、布置繁琐、工作量大，因此，需要根据现场的实际施工状况通过专业的管线布置分析，实现在空间中的布置最优化。

四、必要性。管线布置合理，有效提高净空高度，减少返工损失；确保管线的精准定位，减少对结构施工的影响；弥补原建筑设计的不足，从而减少各方面的损失；合理有效的布置机房的位置，确保后期工程的运维、安装等工作能有足够的空间进行检修和更换。

BIM技术实际应用的情况说明。在设计过程中，管线布置容易出现管线与管线、管线与构件之间发生碰撞的情况，这给现场施工带来不少麻烦。在该项目工程中修改发现3468处碰撞，发现32处不合理的设计。

在该工程项目中BIM的应用效益具统计，可视化技术节约与各方协调联络时间节省50%，约20天；节约建筑材料10%，约23万元；节约建造费用30%，约30万元；缩短工程工期40%，约20天。

4.2 CIM在智慧建造中的应用实践

4.2.1 应用内容

CIM在项目全生命周期中的应用如图2所示：

图2 CIM在项目全生命周期中的应用

4.2.2 应用案例

目前我国现在已经开启了对CIM平台的试点工作，北京、广州、深圳、雄安新区等多地成为了我国首批试点城市。在这些试点城市已经逐步实现并推进了工程项目的规划、建设、管理、运维全方位一体化联动，为实现智慧建造打好了坚实的基础。

以雄安新区项目为例，该项目是目前国内运用CIM技术最典型的应用案例，也是探索中国城市高质量发展新模式的先锋者。该项目集成了BIM技术、CIM技术、智慧建造和海绵城市等多项关于建筑行业的世界先进前沿技术，实现将施工现场完整的呈现在大屏幕中，可直观的勘测到施工现场状况。在施工阶段可以通过CIM技术进行建设施工场景可视化、工程量计算、项目进度质量与运维等，从而提升在建设过程中进行精细化监督、检测、管维。在运维阶段可以通过解决各系统信息难以沟通的问题，实时可以监控到运营状态并及时进行维护。根据现实的城市成长的全周期信息化和数字化来记录雄安的过去、现在和未来。经过不断探索形成国内未来城市的“示范区”、建筑创新的“试验田”，在实现现代城市建设规划的同时打造智慧建造城市。

在建筑、道桥、市政、园林等不同行业的标准，跨行业需要一定的融会贯通，通过研究协同化城市设计，运用CIM平台让大家在城市建设中从多维度进行考虑，从而不断分析调整城市的各项结构组成。

4.3 从BIM走向CIM智慧建造中的应用

近几年，随着智慧建造的不断发展，信息集成化在建筑行业中也起到了关键性的作用。2015年吴志强院士首次提出从BIM走向CIM从增量建设到智慧协同，与此同时CIM更多的是体现在智慧建造的集成化和协同化的管理中去，随着BIM在各专业领域内的不断推广，并于GIS技术的协同应用，逐步形成了3DGIS+BIM的实践应用中[5]。到目前为止CIM技术正在不断的在规划建设中成为新兴技术的保障。

5 从BIM到CIM的智慧建造应用前期展望和思考

通过对从BIM到CIM的智慧建造中的应用实“五位一体化”的目标。先给予城市定位，从而促使技术进步，推进智慧建造的建设，拉动智慧建造的城市发展，最终实现智慧建造和各项目的整体规划。

6 结束语

从BIM走向CIM，从单体建筑走向全方位、全系统的运营管理模式，从传统建筑走向智慧建造。未来以综合数据软件提供的数据为基础，生成不同场景环境的应用，精细管理每一份资源，准确判断每一个决策，合理采用每一个创新想法，从而有助于科学规划、城市运营和城市管理。

参考文献

[1]彭明.从BIM到CIM助力新型智慧城市建设提质增效[N].中国建设报，2019-04-02.

[2]住房城乡建设部.住房城乡建设部发布《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》[J].工程建设标准化，2020（10）：32.

[3]倪小真，黎光军.从BIM走向CIM的智慧型工程项目管理模式探究.广州：广东工程职业技术学院，中建四局第六建设有限公司，2021.

[4]Revit中文网.BIM技术应用案例——国内10大BIM应用案例[DB/OL].http://m.chinarevit.com/revit-50892-1-1.html，2019-07-29.

[5]吴志强.从BIM到CIM，从增量建设到智慧协同.南京：第九届规划信息化实务论坛组委会，2015.