bim与数字孪生，BIM应用与“数字孪生”技术的关系

想象一个场景bim与数字孪生，BIM应用与“数字孪生”技术的关系，一个全数字化的建筑样品，里面的每一个房间构造都是用户定制的，每一根管线的衔接都堪称完美，每一个构件都精确到毫米以下……按照样品数据预制构件，再工业化组装，然后诞生出一模一样的实体建筑，装满了传感器bim与数字孪生，自动采光、自动温控、自动调整灯光。

数字孪生给我们带来什么

全球知名的未来学家预测，到2022年，85％的物联网平台将使用某种数字孪生技术进行监控，少数城市将率先利用数字孪生技术进行智慧城市的管理。在十年之后，数字孪生技术将从以下几个方面改变我们的工作和生活。

01智能制造

制造工厂数字孪生

制造业的数字化（工业CAD）已有了近60年的历史，积累了大量数字模型，基于这些数字模型，在未来工厂中每台设备、每个零件、每个传感器都拥有一个数字复制体。通过数字孪生体我们可以精确地了解这些实体设备的运行方式。通过数字模型与实体设备的无缝匹配，可以实时获取设备监控系统的运行数据，从而实现故障预判和及时维修。

02城市智脑

智慧城市的数字孪生体

未来，自动建模技术（BIM）将为城市提供基于图像扫描的城市数字模型，各类政务云平台为数字模型提供“生机”，将覆盖城市的每条电力线、变电站、污水系统、供水和排水系统、城市应急系统、Wi-Fi网络，高速公路，交通控制系统等所有能连接的地方。

03推动现实世界探索

互联网时代，搜索技术让我们得以更轻松地发现、了解和认知事物。在未来，无人机、自动驾驶汽车、传感器将取代当前网络爬虫的工作。搜索技术将变得更加复杂，我们将能够搜索气味、味道、振动、纹理、比重、反射、气压等物理世界的属性。随着时间的推移，新的搜索引擎将能够在数字世界和现实世界中找到几乎所有的东西。

目前的BIM作为数字孪生在建筑行业的应用，也得到了很大的应用价值。不过还需要很长的一段时间磨合，毕竟像工业这么标准化的产品，数字孪生都有着重重困难，何况是每个复杂的建筑呢。但是长期来说，科技会慢慢改变建筑业，无论是数字孪生，还是BIM，都是未来的大方向。

bim是什么，BIM 是颠覆性的新技术吗？

在很多场合、媒体我们都能听到有人说：BIM是继工程设计甩掉图板、CAD技术之后的，又一次里程碑式的技术变革……BIM不仅引起会工程设计变革，而且会颠覆工程设计、建设与管理等的模式等等……对BIM理念和技术的解读也有不断的延伸，从建筑信息模型的BIM，到建筑信息管理的BIM……渐渐地，在行业内外很多人都认为BIM是一项全新的颠覆性技术，是一项与现有三维CAD等技术完全割裂的、全新的技术……

1、BIM并非新产品、新技术

只要稍微调查对比一下当前所有国内外BIM软件厂商提供的BIM软件解决方案的具体内容，就不难会发现：无论是代表国际水准的国外大型工程软件供应商，还是国内自主研发的专业解决方案，今天的BIM解决方案必然主体是早已在不同层次应用的、分项的软件技术罢了。

例如：目前在国内、国际市场上的几家大型软件厂商，包括欧特克公司、奔特力公司还有达索公司等，在他们当前所提供的BIM解决方案中，其主要的、核心的软件产品均是已经在市场上推广和应用数十年以上的软件产品和技术了。其中三维设计与建模技术等，也是早在十余年左右就已经主体推出过的软件技术。以在国内道路交通领域占主导地位的纬地软件来说，道路三维自动建模功能，也早在2006年就已经正式发布了！

被誉为建筑工程领域BIM代名词的软件，是2002年左右欧特克公司从其他公司收购的一款工程三维建模软件。欧特克曾经很多年找不到该软件的具体定位，因为对于建筑设计而言，匈牙利公司的软件更贴合建筑设计专业特点，甚至在国内PKPM等更为便捷实用，而在三维建模方面，无论是三维建模功能，还是精细化渲染效果，均远不如等软件。

3D是欧特克公司在2002年左右就已经发布软件产品。当年，欧特克希望通过该产品能够深入土木工程各细分的专业领域，从而取代包括国内纬地、鸿业等各专业软件；是奔特力在几十年前收购的基础上，集成其他几款收购的同类软件的改进版本。 3D和是等软件，均在中国市场正式推广的周期均已经有近20年以上的时间周期了，也就是说与国产专业软件等的竞争已经大约20年了。长期PK的结果是：今天，在国内公路、市政、铁路等建设项目，几乎找不到一个采用 3D或设计的项目案例。

至于达索的软件，也是在国际市场上发展多年的软件平台了。尽管具有强大的三维建模能力bim是什么，但是其研发和产品定位bim是什么，BIM 是颠覆性的新技术吗？，似乎从来就是工业产品和机电设施等方向，与土木工程并不沾边，完全不适用于土木工程“设计”。

复杂道路BIM模型2、BIM更不可能是颠覆性技术

事物发展尤其是科技发展的客观规律告诉我们，新技术必然是站在既有技术的肩膀上发展的。就BIM技术而言，其核心依然是软件技术，而软件技术的发展更是离不开既有软件技术的基础的。所以，在现代软件工程中，“类、继承、重载”是软件工程师们每天面对的、研究的主要工作。

笔者认为，BIM技术绝不是一项所谓的“颠覆性的”技术，只是在现有三维建模、三维仿真等技术基础上的集成、延伸和再发展。同时，BIM技术绝对不是一项全新的、与既有技术完全割裂的新技术。就工程勘察设计阶段而言，BIM技术只是对现有工程三维CAD设计技术的延伸与发展。只是在众多人解读的BIM理念中，更加突出强调模型的信息关联性和在工程不同阶段的传递性罢了。

3、面对BIM愿景，当下缺少的支撑条件还太多

2016年度，交通运输部组织开展了公路与水运行业的BIM技术现状的调研活动。根据相关调研和总结，包括调研获得的铁路总公司、建设部等相关专家在BIM标准、BIM应用技术方面实践的经验和认识：无论是建筑工程，还是公路与铁路等工程行业，在工程全生命周期内全面实施BIM技术，尚存在诸多方面的技术瓶颈和困难，而且很多技术瓶颈，显然是短时间内难以突破或本质改变的。

例如：计算机软硬件的处理速度和容量、网络数据传输的速度等，还难以满足海量BIM模型处理、应用的需求；无论是建筑工程、水电与电气工程、或者道路、铁路等交通工程，都是少则十几个专业，多则二三十个专业的集成体，而代表世界水平的BIM解决方案厂商，却只能提供少数几个专业的BIM软件；各专业领域基于BIM核心的设计与建模软件技术，还有很大的差距；很多专业领域根本没有工程BIM正向设计的软件产品和技术支撑条件，还只能是简单、重复性的“翻模”与“动画”；BIM与网络、通讯等相关技术的集成还有待发展……

应用BIM进行眩光影响分析4、关于“BIM设计院”的讨论

有人谈及，或许今后的设计院要从“设计院”，进化到“BIM设计院”了，笔者还不能认同。“BIM设计院”要实现，最关键的是要有能够支持BIM设计的软件条件，且不论软件是哪种品牌、国内或是国外，或者是很多软件集合形成的解决方案。而今天，即便是大家都认为发展较早、较快的建筑行业，还没有真正能够实现BIM理念所倡导的工程正向、全专业协同设计的软件或解决方案。没有软件支撑，又如何实现“BIM设计院”呢？如何得出BIM就能引发设计院的第二次革命的结论呢？

或者有人说软件已经有了，比如上面提到的、C3D、，或者对应厂商推荐的解决方案。那么试问，这些BIM软件或解决方案，能完成工程设计中各类结构分析、安全性和稳定性验算吗？能完成一项工程中所需要的、各专业的设计任务吗？能输出符合各行业要求的、各专业的设计图纸吗？今天的回答肯定都是：不能！有人又说，这需要依靠大院自主开发的适合自己的、各个专业套件，即所谓的“最后一公里”的定制开发。那么，从开发到应用的周期得多久呢？笔者认为，这又是一个别人描绘，而且自己还蛮相信的一个大大的“饼”了！可今天的项目怎么办呢？让大家都停下来等吗？

于是，在工程界出现了一种让人难以理解的现象：有的企业一边不可或缺地、廉价地使用国产软件（甚至是盗版软件）进行工程设计，解决实际工程问题；而另一边却大手笔地引进国外软件或解决方案，在一些媒体、会议交流上，畅想着别人引导下的宏图愿景。这，或许是工程界的、另一种“诗和远方”吧！

5、结语

从工程设计、建设与管理等应用角度，笔者认为，无论是从行业高度，还是具体到一家勘察设计企业应用的具体层面，对BIM技术与发展宜坚持“积极而谨慎”的态度，既要及时跟进技术发展，不断探索多专业领域应用，又不宜对BIM技术给予过快、过高的期待。实际上，只要我们稍稍回回头，就会发现，从建筑领域紧抓机遇编制BIM标准，成立一个个BIM联盟，到铁路建设系统有人曾经宣布几年内实现所有铁路项目BIM交付，时间已经过去4、5个年头了。而今天，上述领域对BIM的认识可以总结为：更深刻了，有变化了，更谨慎了。

但是，笔者也认为，尽管在短期内全过程、全专业实现BIM技术应用是不现实的，但是在勘察、设计与建设管理等的不同阶段、不同专业方向、不同工点上，积极探索BIM技术应用、挖掘BIM技术应用的价值，却是非常必要和具有现实的意义的。