江南体育-同济大学丁士昭：建筑行业信息化导论

       

布景介绍

建筑业从事所建造情况（builtenvironment）的设计、扶植和运行工作。它负责缔造世上的固定物资财富 衡宇、工场和根本举措措施。在年夜大都发财和成长中国度里，建筑业都对经济做出了庞大进献。在年夜大都发财国度中，建筑业独自占国内出产总值的10%或更多；而在经济快速成长的成长中国度里，例如中国，其所占的百分比更要年夜很多。建筑业要利用年夜量的人力而且要耗损很年夜部门的资本。另外，建筑业的 产物 极年夜地制约和影响贸易的行动和糊口的质量。今朝，建筑物年夜约耗损世界能源和原材料的40%【美国能源部（DepartmentofEnergy）能源效力和再生能江南体育源收集（EnergyEfficiencyandRenewableEnergyNetwork）可延续成长出色研究中间（CenterExcellenceforSustainableDevelopment），2003】。建筑业已获得环球注视的成绩，例如中国三峡年夜坝（ThreeGorgesDam）、美国纽约自由之塔（FreedomTower）、马来西亚吉隆坡国油双峰塔（PetronasTowers）、日本明石海峡年夜桥（AkashiKaikoBridge）、美国洛杉矶沃尔特迪斯尼音乐厅（WaltDisneyConcertHall）的建成。但是，虽然有这些成绩，与其他行业比拟，它的效力是十分低下的。在曩昔40多年中，其他行业的出产效力在年夜幅度提高的同时，建筑业的出产效力事实上反而降落了。

造成建筑业效力低下的缘由有良多，包罗割裂的行业布局、介入方之间的对峙关系、和信息治理程度差等【英国1998年出书的 伊根(Egan)陈述 肯定了很多如许的身分。】在其他行业，信息手艺已鞭策了出产效力的改良，而在建筑业，信息手艺的利用尚处在低级阶段，并且年夜部门仅限在实现手工工程主动化这方面。固然信息手艺已用在改良单项使命的出产效力，特别是在所建造的设计方面，可是它几近还没用在解决贯串在全部进程的集成与沟通这个更加根基的问题。

信息手艺的利用可以极年夜地提高建筑业的出产效力，如许可以使得建筑业与其他行业例如制造业同步【再造建筑，斯蒂芬基兰（StephenKieran）和詹姆斯汀布莱克（JamesTimberlake）著，美国麦格罗希尔（McGraw-Hill）国际出书公司出书，2004，罗列了很多建筑业可从制造业学的经验】。可以操纵下面这两种彼此联系关系的信息手艺来提高建筑业的出产能力：

■扶植工程生命周期治理（BuildingLifecycleManagement－BLM）：贯串在扶植全进程即从概念设计到撤除后再操纵，经由过程数字化的方式来建立、治理和同享所建造本钱资产的信息。

■建筑信息模子（BuildingInformationModeling－BLM）：在设计和施工进程中，建立和利用相互调和的且内部一致的扶植项目信息。

这两种手艺可以配合阐扬感化，以确保在扶植进程中信息为所有介入方同享，如许可以削减信息传递的迷糊不清、信息的流掉和曲解。BLM和BIM的利用超出了单项使命的主动化，达到了对设计和施工全进程的集成。是以，它要求对传统的流程作出很年夜的改变。但是，BLM和BIM的利用可以极年夜地提高建筑业的出产效力，进而使其成为更具竞争性又延续对经济进献价值的行业。

在以下的篇幅中，我们将描写建筑业低效力的有关环境，深切阐发造成低效力的缘由，提出解决低效力问题的方案，而且建议效力改良的方针。我们也将概要地给出利用BLM和BIM道德路子。我们相信在建筑业利用BLM和BIM手艺将致使出产效力的提高，就像人们在制造业乐在看到的那样。

建筑业的低效力

在曩昔的40年中，美国年夜大都行业已极年夜地改良了它们的效力，出产力几近翻了一番，图1【资料来历：美国劳工统计局（USBureauofStatistics），美国商务部（USDepartmentofCommerce），保罗泰丘兹（PaulTeicholz）编写，美国斯坦福年夜学（StanfordUniversity）毕生传授、CIFE前主任】中的上曲线显示了非农业行业（包罗建筑业）出产效力的增加，下曲线暗示建筑业出产效力的转变。下曲线注解建筑业出产效力在34年里现实降落了年夜约10%，而其他非农业行业的出产效力同期增加80%。建筑业的出产效力不但没有增加，反而现实上鄙人降。

图1

我们来看一下在40年里汽车的出产。与20年前比拟，此刻的汽车在机能、功能、燃料操纵率、靠得住性和耐用性方面度有了极年夜的提高。同时汽车的产量提高了，汽车的出产进程也获得了改良。开辟一款新车型所需的时候已从40个月缩短为15个月【伊根陈述】，高质量的工艺削减了返工，和时供给链（just-in-time）打算下降了库存，在出产中利用的工艺更加有用和靠得住。明显，建筑业和制造业未能同步，虽然建筑业的很多问题、工艺和方式与制造业类似。

建筑业出产效力下滑不但仅呈现在美国，它是一个全球规模的问题。英国的研究【拉萨姆（Latham）陈述，团队扶植。迈克尔拉萨姆（MichaelLatham）爵士。英国皇家出书局（HMSO）。情况署（DepartmentoftheEnvironment），英国，1994】注解年夜约30%～40%扶植本钱的华侈是低效力酿成的。在2005年头，美国国度尺度与手艺研究所（NationalInstituteofStandardsandTechnology－NIST）发布了一个陈述。具体地申明了仅因为数据互通性的要求而发生的本钱使得效力下降6%摆布【美国年夜型举措措施扶植行业互通性不足的本钱阐发。美国国际尺度与手艺研究所（NationalInstituteofStandardandTechnology）。美国商务部】。像如许的低效力今朝在年夜大都建筑业发财的国度都有报道。直不雅的证据注解这类低效力本色上是全球规模内的问题。另外，人们已愈来愈意想到年夜大都的建筑物运行效力低 特别是在它们的能源利用方面。这就致使了在这些建筑物的全部生命周期中能源和资本的没必要要华侈。与制造业在上世纪70年月和80年月碰到的环境很是类似，建筑业在其产物（衡宇和根本实行）和进程（设计和施工）两方面都存在很年夜的改良余地。

事实上，人们很轻易想到建筑业具有制造业的很多特点。今朝固然年夜量的施工扶植是在现场完成的，可是建筑物中制造的部门在增添。建筑业或许正从设计－施工模式转成设计－制造－装配模式。当这类环境产生时，制造业所积累的经验和利用的手艺便可很好的用到扶植中。

建筑业中所用到的信息手艺

全球制造业和建筑业的范围相差无几，以采办力平价为根本来计较每一年年夜约3万亿美金。虽然制造业和建筑业具有很多类似的特点，可是它们各安闲信息手艺（IT）方面的破费有着显著不同。如图2所示，制造业每一年破费在信息手艺方面的金额年夜约是81亿美元，而建筑业的破费约为14亿美元，仅为制造业的17%【全球纵向市场信息手艺（IT）支出：2002年二季度猜测和阐发，2001~2006，国际数据公司（IDC）研究陈述，安妮卢（AnneLu），2002年10月】。从事制造业的企业已在利用复杂的立体模子手艺、有限元阐发、材料资本打算、产物生命周期治理、最优化、打算放置、和其他数字化手艺来缔造、治理和同享设计信息，但是在建筑业这些信息手艺相对来讲很少利用。

图2

建筑业的低出产效力与它在信息手艺利用方面的掉队状态呈较着的强相干性。建筑业割裂的行业布局造成它的效力低下，由于项目介入方之间的信息交换体例还是基在有几千年汗青的介质手艺。年夜部门信息是以数字化情势发生的，可是却经由过程纸张来交换，由此造成信息流掉。提高建筑业出产效力所面对的挑战在在需加年夜对信息手艺的投资，以便利用更多基在模子的手艺，同时，有益在扶植进程介入各方建立信息，而且治理和同享信息。

改良的方针

为了增进建筑业出产效力的提高，美国斯坦福年夜学（Stanforduniversity）举措措施集成工程中间（CenterforIntegratedFacilityEngineering CIFE）已设定如表1所示的一系列方针作为建筑业介入方所面临的挑战。表中对这些方针做出领会释。这些方针专程被设计得极具挑战性，仅仅经由过程渐变的体例是不克不及够实现的，它们要求庞大的改变和尽心尽力。

表1

方针分为六个方面：进度、本钱、功能、平安、可延续性和平安化。对此中的任何一方面，表1都给出了2005年的现实环境和到2015年要获得的方针。方针极富挑战性，只有经由过程对扶植进程进行庞大改变才能实现它们。CIFE认为这些方面的改良是可能的，而且指出美国在曩昔30年中施工平安方面已获得很年夜的改良。在美国和其他的西方国度，平安在曩昔酿成了起首要斟酌的身分。经由过程在平安机能和进程改良方面采纳严酷办法，今朝平安方面已变得相当好，如许在施工中就削减了经济和人力本钱。可经由过程设置那些像表1中所示的极具挑战性方针的体例来进行改良，施工平安的改良就是一例。

我们相信BLM和BIM信息手艺的利用是到达这些方针必须的要素。正像在很多其他行业所看到的一样，在信息手艺方面的投资可显著地改良出产效力。为了理解这些手艺的价值，我们将描写一下致使低效力的缘由。