建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)自從2002年引入工程建設(shè)行業(yè)，至今已有十年歷程，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，被譽(yù)為建筑業(yè)變革的革命性力量。但BIM的理念早在30年前就已經(jīng)被提出來了。

根據(jù)維基百科的釋義，Building information modeling (BIM) is a process involving the generation and management of digital representations of physical and functional characteristics of a facility. The resulting building information models become shared knowledge resources to support decision-making about a facility from earliest conceptual stages, through design and construction, through its operational life and eventual demolition [i] 。翻譯過來可以為：建筑信息模型是包含了創(chuàng)建與管理設(shè)施物理與功能特性的數(shù)字化表達(dá)的過程。過程中產(chǎn)生的一系列建筑信息模型(Building Information Models)作為共享的知識(shí)資源，在設(shè)施從早期概念階段到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)及較終的拆除全生命周期過程中的決策提供支持。作為大眾化、標(biāo)準(zhǔn)化的定義，維基百科的BIM定義中認(rèn)為BIM具有三大特點(diǎn)：1)設(shè)施(建筑物)物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)，可以包括幾何、空間、量等物理信息，還包括空間的能耗信息、設(shè)備的使用說明等功能性信息;2)設(shè)施(建筑物)信息的共享知識(shí)資源，可以在不同專業(yè)、不同利益相關(guān)方等之間進(jìn)行信息的傳遞與共享;3)為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)與信息。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)(NBIMS，National Building Information Modeling Standard)對(duì)BIM的定義 [ii] ：Building Information Modeling (BIM) is a digital representation of physical and functional characteristics of a facility. A BIM is a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis for decisions during its life-cycle; defined as existing from earliest conception to demolition。可翻譯為：BIM是創(chuàng)建與管理設(shè)施物理與功能特性的數(shù)字化表達(dá)的過程。BIM是關(guān)于設(shè)施的共享的知識(shí)資源，為設(shè)施全生命周期的決策制定提供可靠的信息支持，從較早期的概念階段到較終的拆除階段。可以發(fā)現(xiàn)，維基百科對(duì)BIM的定義很大程度上受到了美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)的影響。

BIM較先從美國(guó)發(fā)展起來，隨著全球化的進(jìn)程，已經(jīng)擴(kuò)展到了歐洲、日、韓、新加坡等國(guó)家，目前這些國(guó)家的BIM發(fā)展和應(yīng)用都達(dá)到了一定水平。

1. BIM在美國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)是較早啟動(dòng)建筑業(yè)信息化研究的國(guó)家，發(fā)展至今，BIM研究與應(yīng)用都走在世界前列。目前，美國(guó)大多建筑項(xiàng)目已經(jīng)開始應(yīng)用BIM，BIM的應(yīng)用點(diǎn)也種類繁多，而且存在各種BIM協(xié)會(huì)，也出臺(tái)了各種BIM標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)McGraw Hill的調(diào)研 [iii] ，2012年工程建設(shè)行業(yè)采用BIM的比例從2007年的28%增長(zhǎng)至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已經(jīng)在實(shí)施BIM了，超過了建筑師(70%)及機(jī)電工程師(67%)。BIM的價(jià)值在不斷被認(rèn)可。

關(guān)于美國(guó)BIM的發(fā)展，不得不提到幾大BIM的相關(guān)機(jī)構(gòu)。

1.1 GSA

美國(guó)總務(wù)署(General Service Administration，GSA)負(fù)責(zé)美國(guó)所有的聯(lián)邦設(shè)施的建造和運(yùn)營(yíng)。早在2003年，為了提高建筑領(lǐng)域的生產(chǎn)效率、提升建筑業(yè)信息化水平， GSA下屬的公共建筑服務(wù)(Public Building Service)部門的首席設(shè)計(jì)師辦公室(Office of the Chief Architect，OCA)推出了全國(guó)3D-4D-BIM計(jì)劃 [iv] 。3D-4D-BIM計(jì)劃的目標(biāo)是為所有對(duì)3D-4D-BIM技術(shù)感興趣的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供“一站式”服務(wù)，雖然每個(gè)項(xiàng)目功能、特點(diǎn)各異，OCA將幫助每個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供獨(dú)特的戰(zhàn)略建議與技術(shù)支持，目前OCA已經(jīng)協(xié)助和支持了超過100個(gè)項(xiàng)目。

GSA要求，從2007年起，所有大型項(xiàng)目(招標(biāo)級(jí)別)都需要應(yīng)用BIM，較低要求是空間規(guī)劃驗(yàn)證和較終概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA的項(xiàng)目都被鼓勵(lì)采用3D-4D-BIM技術(shù)，并且根據(jù)采用這些技術(shù)的項(xiàng)目承包商的應(yīng)用程序不同，給予不同程度的資金支持。目前GSA正在探討在項(xiàng)目生命周期中應(yīng)用BIM技術(shù)，包括：空間規(guī)劃驗(yàn)證、4D模擬，激光掃描、能耗和可持續(xù)發(fā)模擬、安全驗(yàn)證等等，并陸續(xù)發(fā)布各領(lǐng)域的系列BIM指南，并在官網(wǎng)可供下載，對(duì)于規(guī)范和BIM在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用起到了重要作用。

在美國(guó)，GSA在工程建設(shè)行業(yè)技術(shù)會(huì)議如AIA-TAP，中都十分活躍，GSA項(xiàng)目也常被提名為年度AIA BIM大獎(jiǎng)。因此，GSA對(duì)BIM的強(qiáng)大宣貫直接影響并提升了美國(guó)整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)對(duì)BIM的應(yīng)用。

1.2 USACE

美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)(the U.S. Army Corps of Engineers，USACE)隸屬于美國(guó)聯(lián)邦政府和美國(guó)軍隊(duì)，為美國(guó)軍隊(duì)提供項(xiàng)目管理和施工管理服務(wù)，一共有3萬多平民人員和6百多軍人，是世界較大的公共工程、設(shè)計(jì)和建筑管理機(jī)構(gòu)。

2006年10月，USACE發(fā)布了為期15年的BIM發(fā)展路線規(guī)劃(Building Information Modeling: A Road Map for Implementation to Support MILCON Transformation and Civil Works Projects within the U.S. Army Corps of Engineers) [v] ，為USACE采用和實(shí)施BIM技術(shù)制定戰(zhàn)略規(guī)劃，以提升規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量和效率，見圖1。規(guī)劃中，USACE承諾未來所有軍事建筑項(xiàng)目都將使用BIM技術(shù)。

其實(shí)在發(fā)布發(fā)展路線規(guī)劃之前，USACE就已經(jīng)采取了一系列的方式為BIM做準(zhǔn)備了。USACE的第一個(gè)BIM項(xiàng)目是由西雅圖分區(qū)設(shè)計(jì)和管理的一項(xiàng)無家眷軍人宿舍(enlist unaccompanied personnel housing)項(xiàng)目，利用Bentley的BIM軟件進(jìn)行碰撞檢查以及算量(見圖2)。隨后2004年11月，USACE路易維爾分區(qū)在北卡羅來納州的一個(gè)陸軍預(yù)備役訓(xùn)練中心項(xiàng)目也實(shí)施了BIM。2005年3月，USACE成立了項(xiàng)目交付小組(Project Delivery Team，PDT)，研究BIM的價(jià)值并為BIM應(yīng)用策略提供建議。發(fā)展路線規(guī)劃即是PDT的成果。同時(shí)，USACE還研究合同模板，制定合適的條款來促使承包商來使用BIM。此外，USACE要求標(biāo)準(zhǔn)化中心(Centers of Standardization，COS)在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM，并提供指導(dǎo)。

在發(fā)展路線規(guī)劃的附錄中，USACE還發(fā)布了BIM實(shí)施計(jì)劃，從BIM團(tuán)隊(duì)建設(shè)、BIM關(guān)鍵成員的角色與培訓(xùn)、標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)等方面為BIM的實(shí)施提供指導(dǎo)。2010年，USACE又發(fā)布了適用于軍事建筑項(xiàng)目分別基于Autodesk平臺(tái)和Bentley平臺(tái)的BIM實(shí)施計(jì)劃，并在2011年進(jìn)行了更新。適用于民事建筑項(xiàng)目的BIM實(shí)施計(jì)劃還在研究制定當(dāng)中。

1.3 bSa

BuildingSMART聯(lián)盟(buildingSMART alliance，bSa)是美國(guó)建筑科學(xué)研究院(National Institute of Building Science，NIBS)在信息資源和技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)專業(yè)委員會(huì)，成立于2007年，同時(shí)也是BuildingSMART國(guó)際(buildingSMART International，bSI)的北美分會(huì)。bSI的前身是國(guó)際數(shù)據(jù)互用聯(lián)盟(International Alliance of Interoperability，IAI)，開發(fā)了和維護(hù)IFC(Industry Foundation Classes)標(biāo)準(zhǔn)以及openBIM標(biāo)準(zhǔn)。

bSa致力于BIM的推廣與研究，使項(xiàng)目所有參與者在項(xiàng)目生命周期階段能共享準(zhǔn)確的項(xiàng)目信息。BIM通過收集和共享項(xiàng)目信息與數(shù)據(jù)，可以有效地節(jié)約成本、減少浪費(fèi)。因此，美國(guó) bSa的目標(biāo)是在2020年之前，幫助建設(shè)部門節(jié)約31%的浪費(fèi)或者節(jié)約4億美元。

bSa下屬的美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會(huì)(the National Building Information Model Standard Project Committee-United States，NBIMS-US)是專門負(fù)責(zé)美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)National Building Information Model Standard，NBIMS)的研究與制定。2007年12月，NBIMS-US發(fā)布了NBIMS的第一版的第一部分，主要包括了關(guān)于信息交換和開發(fā)過程等方面的內(nèi)容，明確了BIM過程和工具的各方定義、相互之間數(shù)據(jù)交換要求的明細(xì)和編碼，使不同部門可以開發(fā)充分協(xié)商一致的BIM標(biāo)準(zhǔn)，更好地實(shí)現(xiàn)協(xié)同。2012年5月，NBIMS-US發(fā)布NBIMS的第二版的內(nèi)容。NBIMS第二版的編寫過程采用了一個(gè)開放投稿(各專業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn))、民主投票決定標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容(Open Consensus Process)，因此，也被稱為是第一份基于共識(shí)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。

除了NBIMS外，bSa還負(fù)責(zé)其他的工程建設(shè)行業(yè)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)與維護(hù)，包括：美國(guó)國(guó)家CAD標(biāo)準(zhǔn)(United States National CAD Standard)的制定與維護(hù)，2011年5月已經(jīng)發(fā)布了第5版;施工運(yùn)營(yíng)建筑信息交換數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(Construction Operations Building Information Exchange ，COBie)，2009年12月已經(jīng)發(fā)布國(guó)際 COBie標(biāo)準(zhǔn)，以及設(shè)施工管理交付模型視力定義格式 (Facility Management Handover Model View Definition formats)等。