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摘要: 建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。
关键词:建筑信息模型；项目策划；协调；控制
Abstract: Building Information Modeling (Building Information Modeling) is a construction project related information and data as the basis of a model, a building model, simulate the real information of building with digital information simulation. It has coordination, visualization, simulation, and five characteristics of graph optimization.
Key words: building information modeling；project planning；coordinate；control
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
近年来，BlM技术在建筑业的应用越来越广，越来越深入，其主要原因是：计算机软硬件技术和网络技术的发展为BlM技术的应用提供了基础；城镇化进程和众多大型复杂项目的增多为BlM技术的应用提供了市场需求；全世界范围的节能减排要求，特别是可持续理念及生态绿色低碳理念的升华，提高了人们对建筑品质的要求，增大了人们对BlM技术应用效果的期望。通过近十年来BlM的实践应用，人们取得了一个共识：BlM已经并将引领建筑业的信息革命。
一、建筑信息模型（BIM）的概述
CAD技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图，实现了工程设计领域的第一次信息革命。 但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的，各个领域和环节之间没有关联，从整个产业整体来看，信息化的综合应用明显不足。建筑信息模型（BIM，Building Information Molding ）的出现将引发整个A/E/C（Architecture/ Engineering/Construction ）领域的第二次革命。BIM 从二维（以下简称2D）设计转向三维（以下简称3-D）设计；从线条绘图转向构件布置：从单纯几何表现转向全信息模型集成；从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目；从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计；从单一设计交付转向建筑全生命周期支持。BIM带来的是激动人心的技术冲击，而更加值得注意的是，BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术，也将是新的工作流及新的行业惯例。
1、建筑信息模型（BIM）的概念
BIM的定义或解释有多种版本， McGraw Hill（麦克格劳.希尔）在2009年的一份BIM市场报告中将BIM定义为：“BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程”。这一定义比较简练、清晰、易记。美国国家BIM标准对BIM的含义进行了四个层面的解释，内容颇为完整，BIM是“一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；一个共享的知识资源；一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业”。
从上述BIM的定义和解释，可以初步理解和归纳BlM的概念应包括以下含义：
（1）BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。是一个业务流程，不是一个软件；
（2）BIM不限于在设计中的应用，它可应用在建设项目的全寿命周期中；
（3）用BIM进行设计属于数字化设计，是对设施物理和功能特性的数字表达；
（4）BIM的数据库是共享的知识资源，是动态变化的，在应用过程中不断在更新、丰富和充实；
（5）BIM提供了一个项目参与各方协同工作的平台，支持和反映其各自职责的协同作业，能为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。
2、BIM的特征
清华大学张建平教授在《BIM技术的研究与应用》课题研究报告一文中对BIM的描述為：BIM 是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM 是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。BIM 具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。BIM 一般具有以下特征。
（1）模型信息的完备性。除了对工程对象进行3-D 几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等；
（2）模型信息的关联性。信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和健壮性；
（3）模型信息的一致性。在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免了信息不一致的错误。
3、BIM的特点：
（1）可视化：可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的，例如经常拿到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达，但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说，这种想象也未尝不可，但是现在建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；现在建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性，然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
（2）协调性：这个方面是建筑业中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗？在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，例如暖通等专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，真正施工过程中，可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置，这种就是施工中常遇到的碰撞问题，像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗？BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如：电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。
（3）模拟性：模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4-D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3-D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
（4）优化性：事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约：信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。目前基于BIM的优化可以做下面的工作：
1） 项目方案优化：把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。
2）特殊项目的设计优化：例如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
（5）可出图性：BIM并不仅是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，还可以帮助业主出如下图纸：
l）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；
2）综合结构留洞图（预埋套管图）；
3）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。
二、基于建筑信息模型（BIM）的费用控制与进度控制
1. 基于建筑信息模型（BIM）的费用控制
一般来说，工程费用是指进行一个工程项目的建造所需要花费的全部费用，即从工程项目确定建设意向直至建成、竣工验收为止的整个建设期间所支出的总费用。但是工程造价在不同国家、不同项目和不同实施阶段中实现的手段大不相同，差异化很大。为此，本节重点从工程实体费用形成理论的角度对其进行深入剖析，进而得出普遍适用性的规律和方法，为下文的分析提供指导。工程费用计价的基本方法和主要特点是要按WBS（Work Breakdown structure，简称WBS)进行，这是由工程项目的固有特性(如体量不同、体形不一、内容复杂、所需资源各异等所决定的。将整个工程分解至基本子项，就能容易、准确地计算出基本子项的费用，且分解结构的层次越多，基本子项也越细，计算得到的费用也就越精确，然后将基本子项的计算费用逐层汇总就能得到工程项目的总费用。
从工程费用计算的角度分析，影响工程费用的主要因素是两个：即基本子项的单位价格和基本子项的实物工程数量(工程量)。因此工程费用的确定表示为：
工程费用=∑(单位价格*实物工程数量)i
式中，i：為第i个基本子项。基本子项的单位价格高，工程费用就高；基本子项的实物工程数量大，工程费用也就大。
对于基本子项的单位价格再作分析，其主要由两大要素构成，即完成基本子项所需资源的数量和相应资源的价格。因此，基本子项单位价格的确定表示为：
单位价格=∑(资源消耗量*资源价格)j
式中，j：为第j种资源；。
一般的，将资源按工料、机、消耗三大类划分，则资源消耗量包括人工消耗量、材料消耗量和机械台班消耗量；资源价格包括人工价格、材料价格和机械台班价格。上式就可以转化为:
单位价格=人工消耗量*人工价格+材料消耗量*材料价格
+机械台班消耗量*机械台班价格
基于建筑信息模型工程量统计的基本思路：针对模型中的每个构配件，为构配件对象的有关几何数据、扩展几何数据、关系数据，指定一个输出规则(或者说是统计规则)，告诉系统当进行工程量统计时，构配件对象的相关属性值应该自动累加到哪个基本子项中去，然后将所有基本子项的数据（工程量)套价求和就可得到最终的工程费用数据，当然还可以根据用户的输入，有选择性的输出工程费用数据。
建筑信息模型本身是一个非常复杂的系统，结构复杂，数据繁多。为此采用层次化模块化设计的思想将原本复杂的模型系统划分为可控制的、相对独立的子层次和子模块进行开发是非常必要的，这种方法也称为“多层次建模技术。这对于提高系统整体的稳定性和扩展性具有非常重要的作用。
工程费用的计算流程采用了“由上到下，由下到上”的方法，也就是说首先根据项目的特点将项目划分为若干个相互独立的、可计算的基本子项，然后计算基本子项的工程量，最后采用套价汇总的方法形成整个项目的费用，流程如下图所示。
依据以上分析，建筑信息模型的体系结构可以划分为3个层次，即：资源层、对象层和基本子项层。
资源层：作为主要的技术支撑的层次，主要负责：材料价格的制定、人工费用的计算算法以及各种配件的工程量的计算算法等一些基础性的信息。
对象层：工程费用计算中，作为计算的最基本的独立单位。
基本子项层：这里主要储存了对象层中对象的基本信息，是对象层的子层。
以柱的费用计算为例，为柱“体积属性”制定了一条有关柱混凝土的基本子项，工程量统计时模型系统就会首先调用“计算模块”计算该柱的“体积属性值”，“计算模块”在计算过程中会调用需要的资源层模块作为计算依据和数据来源，然后依据柱的分类基准数据将该属性值自动累加到指定柱混凝土基本子项中去，也就是将对象层中柱对象的“体积属性值”累加到基本子项中去，最后通过调用“计算模块”完成基本子的套价求和工作形成最终的工程费用。对于定义的统计规则，主要包括三方面的内容：
(l) 基本子项信息
由于工程费用主要是以基本子项的形式进行分类的，这就决定了定义统计规则的首要工作就是定义基本子项。
(2) 工程量计算式
主要是定义应该计算什么样的工程量。即需要计算某构配件体积工程量时，就要指定构配件有关体积的计算公式；需要计算某构配件面积工程量时，就要指定构配件相应面积的计算公式；抽取长度工程量时，就需要设定长度的有关工程量计算式。工程量计算式则在资源层及基本子项层的“计算模块”中实现。
(3) 分类基准数据
主要是设定应该按什么样的分类条件来统计工程量。当进行工程量统计时，系统就会根据设定的基准分类条件，将工程量自动分类累加，完全不需要用户自己去分别定义构配件的做法。
由于建筑物构配件复杂的空间关系以及工程量计算规则中所设定的计算规则与建筑设计中对构配件对象的尺寸设定有所不同，于是就产生了工程量扣减问题，这也是目前工程量手工计算过程中所必须要经历的一个环节。为此，要使计算出来的工程量更具有科学性和精确性，就必须对工程量进行扣减和复核。从理论上说，工程量扣减环节完全可以通过计算机来实现。通过对模型系统以及计算规则的分析，本节提出优先级和扩展几何变量两个方案从理论上来解决这一问题。
(l) 优先级策略
对于几个相互具有搭接关系的构配件对象可以采用优先级策略，可以根据工程量计算规则来给定不同构配件对象不同的优先级，以达到计算的工程量符合工程量计算规则的要求。例如，在工程量计算规则中规定：梁与柱连接时，梁长算至柱侧面，当计算机在计算梁体积时，会对梁与柱的优先级进行比较，优先级高的构配件作为整体考虑，优先级低的构配件拆分考虑。采用该策略很好的解决了构配件空间的搭接关系，避免了工程量重复计算的问题。
(2) 扩展几何变量策略
扩展几何变量就是由于构配件的空间位置关系而产生的数据信息，如分析调整体积、分析调整面积、指定调整体积等。例如在计算梁、柱相接柱的模板面积时，模型会自动分析出梁柱相接触的面积值，并将分析出来的扣减值自动保存到柱扩展几何属性中“侧面积分析调整值”的属性值栏中。当需要计算该柱的模板面积值时，只需将该柱的“侧面积值”与“侧面积分析调整值”相加就可以得到该柱模板的工程量。
2. 基于建筑信息模型（BIM）的进度控制
工程项目的进度计划编制与管理在项目管理的三大控制—投资控制、进度控制和质量控制中，占有非常重要的地位。良好的施工进度计划可以使项目各参与方达到“协调一致”。因此，不管是从业主方还是从施工方，在工程项目管理中做好施工进度计划编制与管理工作是非常重要的。目前大多数项目进度计划多是对设计方设计出的图纸用专门的进度计划软件编制，在这个过程中，项目的相关信息随着项目的进展不断增多，但是由于项目各方不能很好的传递信息，以及相关的设计变更，致使进度计划编制的工作量加大。
为了解决这一问题，在2002年Autodesk公司首先提出将所有建设工程信息放在一个平台上，这样，建设项目中的所有相关人员都可以从这个平台中获取信息，保证协同工作，增强工作效率。这个平台就是BIM，自2002年后，Autodesk公司一直致力于在全球范围内推广BIM。在其发布的《Autodesk BIM白皮书》对BIM进行了如下定义：BIM是一种用于设计、施工、管理的方法，运用这种方法可以及时并持久地获得高质量、可靠性好、集成度高、协作充分的项目信息
BIM从3-D模型发展出4-D(3-D+时间或进度)建造模拟功能，让项目相关人员都能够更加轻松地预见到施工建设的进度计划。Innovaya是最早推出BIM施工进度软件的公司之一，支持Autodesk公司的Primavera及Microsoft Project施工进度软件。Visual Simulation这个新型的进度计划和施工分析工具可将MS Project或者Primavera的施工计划与3-D BIM模型关联起来。那么，项目进度计划便通过3-D构件在进度计划安排下的施工过程表现出来——这便是4-D(3-D+时间) 施工模拟的含义。
施工进度模拟图
由此方式产生的相关任务可以自动地关联到BIM软件上，调整施工进度图后，进度安排也会自动变化，并在4-D施工模拟时体现。该模型在项目建设的前期可以形成可视化的进度信息、可视化的施工组织方案、以及可视化的施工过程模拟，在建设过程中可将工程变更结果及风险事件结果进行模拟。类似软件还有Navisworks公司的Timeliner。对比建设行业编制施工进度计划的横道图、网络图，4-D模型的优点显而易见。传统的施工进度计划的编制和应用多适用于技术人员和管理层人员，不能被参与工程的各级各类人员广泛理解和接受，而4-D模型将施工中每一个工作以可视化形象的建筑构件虚拟建造过程来显示，使建筑工程的信息交流层次提高了。
在工程施工中，利用4-D模型可以使全体参建人员很快理解进度计划的重要节点；同时进度计划通过实体模型的对应表示，可有利于发现施工差距，及时采取措施，进行纠偏调整；即使我们遇到设计变更、施工图更改，也可以很快速的联动修改进度计划。另外，在项目评标过程中，4-D模型可以使专家从模型中很快地了解投标单位对工程施工组织的编排情况、主要的施工方法、总体计划等，从而对投标单位的施工经验和实力做出初步评估。需要指出的是，4-D软件所承担的分析推理工作其实离不开使用者的介入，这就要求使用者具有一定程度的操作经验和足够的专业知识，因此在设计阶段就应介入施工人员，才能更好的依靠4-D模型来调整方案，进行进度编排，使设计更具备可施工性。4-D模型在施工过程中可以应用到进度管理和施工现场管理的多个方面，主要表现为进度管理的可视化功能、监控功能、记录功能、进度状态报告功能和计划的调整预测功能，以及施工现场管理策划可视化功能、辅助施工总平面管理功能、辅助环境保护功能、辅助防火保安功能。同时还可以应用到物资采购管理方面，表现為辅助编制物资采购计划功能、物资现场管理功能及物资仓储可视化管理功能。通过4-D模型的应用，可以在项目建设整个建设过程中实现工程信息的高度共享，提高信息的利用价值，提高施工技术水平。在这个过程中可视化减少了进度计划编制人员翻阅图纸的工作量，缩短了施工前期的技术准备时间，提高了编制效率和准确性。还可帮助施工人员更深层次的理解设计意图和施工方案要求，减少因信息传达错误而给施工带来不必要的问题，提高施工进度和质量，保证项目决策尽快执行。
关键词:建筑信息模型；项目策划；协调；控制
Abstract: Building Information Modeling (Building Information Modeling) is a construction project related information and data as the basis of a model, a building model, simulate the real information of building with digital information simulation. It has coordination, visualization, simulation, and five characteristics of graph optimization.
Key words: building information modeling；project planning；coordinate；control
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
近年来，BlM技术在建筑业的应用越来越广，越来越深入，其主要原因是：计算机软硬件技术和网络技术的发展为BlM技术的应用提供了基础；城镇化进程和众多大型复杂项目的增多为BlM技术的应用提供了市场需求；全世界范围的节能减排要求，特别是可持续理念及生态绿色低碳理念的升华，提高了人们对建筑品质的要求，增大了人们对BlM技术应用效果的期望。通过近十年来BlM的实践应用，人们取得了一个共识：BlM已经并将引领建筑业的信息革命。
一、建筑信息模型（BIM）的概述
CAD技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图，实现了工程设计领域的第一次信息革命。 但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的，各个领域和环节之间没有关联，从整个产业整体来看，信息化的综合应用明显不足。建筑信息模型（BIM，Building Information Molding ）的出现将引发整个A/E/C（Architecture/ Engineering/Construction ）领域的第二次革命。BIM 从二维（以下简称2D）设计转向三维（以下简称3-D）设计；从线条绘图转向构件布置：从单纯几何表现转向全信息模型集成；从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目；从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计；从单一设计交付转向建筑全生命周期支持。BIM带来的是激动人心的技术冲击，而更加值得注意的是，BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术，也将是新的工作流及新的行业惯例。
1、建筑信息模型（BIM）的概念
BIM的定义或解释有多种版本， McGraw Hill（麦克格劳.希尔）在2009年的一份BIM市场报告中将BIM定义为：“BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程”。这一定义比较简练、清晰、易记。美国国家BIM标准对BIM的含义进行了四个层面的解释，内容颇为完整，BIM是“一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；一个共享的知识资源；一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业”。
从上述BIM的定义和解释，可以初步理解和归纳BlM的概念应包括以下含义：
（1）BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。是一个业务流程，不是一个软件；
（2）BIM不限于在设计中的应用，它可应用在建设项目的全寿命周期中；
（3）用BIM进行设计属于数字化设计，是对设施物理和功能特性的数字表达；
（4）BIM的数据库是共享的知识资源，是动态变化的，在应用过程中不断在更新、丰富和充实；
（5）BIM提供了一个项目参与各方协同工作的平台，支持和反映其各自职责的协同作业，能为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。
2、BIM的特征
清华大学张建平教授在《BIM技术的研究与应用》课题研究报告一文中对BIM的描述為：BIM 是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM 是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。BIM 具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。BIM 一般具有以下特征。
（1）模型信息的完备性。除了对工程对象进行3-D 几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等；
（2）模型信息的关联性。信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和健壮性；
（3）模型信息的一致性。在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免了信息不一致的错误。
3、BIM的特点：
（1）可视化：可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的，例如经常拿到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达，但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说，这种想象也未尝不可，但是现在建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；现在建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性，然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
（2）协调性：这个方面是建筑业中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗？在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，例如暖通等专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，真正施工过程中，可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置，这种就是施工中常遇到的碰撞问题，像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗？BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如：电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。
（3）模拟性：模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4-D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3-D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
（4）优化性：事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约：信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。目前基于BIM的优化可以做下面的工作：
1） 项目方案优化：把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。
2）特殊项目的设计优化：例如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
（5）可出图性：BIM并不仅是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，还可以帮助业主出如下图纸：
l）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；
2）综合结构留洞图（预埋套管图）；
3）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。
二、基于建筑信息模型（BIM）的费用控制与进度控制
1. 基于建筑信息模型（BIM）的费用控制
一般来说，工程费用是指进行一个工程项目的建造所需要花费的全部费用，即从工程项目确定建设意向直至建成、竣工验收为止的整个建设期间所支出的总费用。但是工程造价在不同国家、不同项目和不同实施阶段中实现的手段大不相同，差异化很大。为此，本节重点从工程实体费用形成理论的角度对其进行深入剖析，进而得出普遍适用性的规律和方法，为下文的分析提供指导。工程费用计价的基本方法和主要特点是要按WBS（Work Breakdown structure，简称WBS)进行，这是由工程项目的固有特性(如体量不同、体形不一、内容复杂、所需资源各异等所决定的。将整个工程分解至基本子项，就能容易、准确地计算出基本子项的费用，且分解结构的层次越多，基本子项也越细，计算得到的费用也就越精确，然后将基本子项的计算费用逐层汇总就能得到工程项目的总费用。
从工程费用计算的角度分析，影响工程费用的主要因素是两个：即基本子项的单位价格和基本子项的实物工程数量(工程量)。因此工程费用的确定表示为：
工程费用=∑(单位价格*实物工程数量)i
式中，i：為第i个基本子项。基本子项的单位价格高，工程费用就高；基本子项的实物工程数量大，工程费用也就大。
对于基本子项的单位价格再作分析，其主要由两大要素构成，即完成基本子项所需资源的数量和相应资源的价格。因此，基本子项单位价格的确定表示为：
单位价格=∑(资源消耗量*资源价格)j
式中，j：为第j种资源；。
一般的，将资源按工料、机、消耗三大类划分，则资源消耗量包括人工消耗量、材料消耗量和机械台班消耗量；资源价格包括人工价格、材料价格和机械台班价格。上式就可以转化为:
单位价格=人工消耗量*人工价格+材料消耗量*材料价格
+机械台班消耗量*机械台班价格
基于建筑信息模型工程量统计的基本思路：针对模型中的每个构配件，为构配件对象的有关几何数据、扩展几何数据、关系数据，指定一个输出规则(或者说是统计规则)，告诉系统当进行工程量统计时，构配件对象的相关属性值应该自动累加到哪个基本子项中去，然后将所有基本子项的数据（工程量)套价求和就可得到最终的工程费用数据，当然还可以根据用户的输入，有选择性的输出工程费用数据。
建筑信息模型本身是一个非常复杂的系统，结构复杂，数据繁多。为此采用层次化模块化设计的思想将原本复杂的模型系统划分为可控制的、相对独立的子层次和子模块进行开发是非常必要的，这种方法也称为“多层次建模技术。这对于提高系统整体的稳定性和扩展性具有非常重要的作用。
工程费用的计算流程采用了“由上到下，由下到上”的方法，也就是说首先根据项目的特点将项目划分为若干个相互独立的、可计算的基本子项，然后计算基本子项的工程量，最后采用套价汇总的方法形成整个项目的费用，流程如下图所示。
依据以上分析，建筑信息模型的体系结构可以划分为3个层次，即：资源层、对象层和基本子项层。
资源层：作为主要的技术支撑的层次，主要负责：材料价格的制定、人工费用的计算算法以及各种配件的工程量的计算算法等一些基础性的信息。
对象层：工程费用计算中，作为计算的最基本的独立单位。
基本子项层：这里主要储存了对象层中对象的基本信息，是对象层的子层。
以柱的费用计算为例，为柱“体积属性”制定了一条有关柱混凝土的基本子项，工程量统计时模型系统就会首先调用“计算模块”计算该柱的“体积属性值”，“计算模块”在计算过程中会调用需要的资源层模块作为计算依据和数据来源，然后依据柱的分类基准数据将该属性值自动累加到指定柱混凝土基本子项中去，也就是将对象层中柱对象的“体积属性值”累加到基本子项中去，最后通过调用“计算模块”完成基本子的套价求和工作形成最终的工程费用。对于定义的统计规则，主要包括三方面的内容：
(l) 基本子项信息
由于工程费用主要是以基本子项的形式进行分类的，这就决定了定义统计规则的首要工作就是定义基本子项。
(2) 工程量计算式
主要是定义应该计算什么样的工程量。即需要计算某构配件体积工程量时，就要指定构配件有关体积的计算公式；需要计算某构配件面积工程量时，就要指定构配件相应面积的计算公式；抽取长度工程量时，就需要设定长度的有关工程量计算式。工程量计算式则在资源层及基本子项层的“计算模块”中实现。
(3) 分类基准数据
主要是设定应该按什么样的分类条件来统计工程量。当进行工程量统计时，系统就会根据设定的基准分类条件，将工程量自动分类累加，完全不需要用户自己去分别定义构配件的做法。
由于建筑物构配件复杂的空间关系以及工程量计算规则中所设定的计算规则与建筑设计中对构配件对象的尺寸设定有所不同，于是就产生了工程量扣减问题，这也是目前工程量手工计算过程中所必须要经历的一个环节。为此，要使计算出来的工程量更具有科学性和精确性，就必须对工程量进行扣减和复核。从理论上说，工程量扣减环节完全可以通过计算机来实现。通过对模型系统以及计算规则的分析，本节提出优先级和扩展几何变量两个方案从理论上来解决这一问题。
(l) 优先级策略
对于几个相互具有搭接关系的构配件对象可以采用优先级策略，可以根据工程量计算规则来给定不同构配件对象不同的优先级，以达到计算的工程量符合工程量计算规则的要求。例如，在工程量计算规则中规定：梁与柱连接时，梁长算至柱侧面，当计算机在计算梁体积时，会对梁与柱的优先级进行比较，优先级高的构配件作为整体考虑，优先级低的构配件拆分考虑。采用该策略很好的解决了构配件空间的搭接关系，避免了工程量重复计算的问题。
(2) 扩展几何变量策略
扩展几何变量就是由于构配件的空间位置关系而产生的数据信息，如分析调整体积、分析调整面积、指定调整体积等。例如在计算梁、柱相接柱的模板面积时，模型会自动分析出梁柱相接触的面积值，并将分析出来的扣减值自动保存到柱扩展几何属性中“侧面积分析调整值”的属性值栏中。当需要计算该柱的模板面积值时，只需将该柱的“侧面积值”与“侧面积分析调整值”相加就可以得到该柱模板的工程量。
2. 基于建筑信息模型（BIM）的进度控制
工程项目的进度计划编制与管理在项目管理的三大控制—投资控制、进度控制和质量控制中，占有非常重要的地位。良好的施工进度计划可以使项目各参与方达到“协调一致”。因此，不管是从业主方还是从施工方，在工程项目管理中做好施工进度计划编制与管理工作是非常重要的。目前大多数项目进度计划多是对设计方设计出的图纸用专门的进度计划软件编制，在这个过程中，项目的相关信息随着项目的进展不断增多，但是由于项目各方不能很好的传递信息，以及相关的设计变更，致使进度计划编制的工作量加大。
为了解决这一问题，在2002年Autodesk公司首先提出将所有建设工程信息放在一个平台上，这样，建设项目中的所有相关人员都可以从这个平台中获取信息，保证协同工作，增强工作效率。这个平台就是BIM，自2002年后，Autodesk公司一直致力于在全球范围内推广BIM。在其发布的《Autodesk BIM白皮书》对BIM进行了如下定义：BIM是一种用于设计、施工、管理的方法，运用这种方法可以及时并持久地获得高质量、可靠性好、集成度高、协作充分的项目信息
BIM从3-D模型发展出4-D(3-D+时间或进度)建造模拟功能，让项目相关人员都能够更加轻松地预见到施工建设的进度计划。Innovaya是最早推出BIM施工进度软件的公司之一，支持Autodesk公司的Primavera及Microsoft Project施工进度软件。Visual Simulation这个新型的进度计划和施工分析工具可将MS Project或者Primavera的施工计划与3-D BIM模型关联起来。那么，项目进度计划便通过3-D构件在进度计划安排下的施工过程表现出来——这便是4-D(3-D+时间) 施工模拟的含义。
施工进度模拟图
由此方式产生的相关任务可以自动地关联到BIM软件上，调整施工进度图后，进度安排也会自动变化，并在4-D施工模拟时体现。该模型在项目建设的前期可以形成可视化的进度信息、可视化的施工组织方案、以及可视化的施工过程模拟，在建设过程中可将工程变更结果及风险事件结果进行模拟。类似软件还有Navisworks公司的Timeliner。对比建设行业编制施工进度计划的横道图、网络图，4-D模型的优点显而易见。传统的施工进度计划的编制和应用多适用于技术人员和管理层人员，不能被参与工程的各级各类人员广泛理解和接受，而4-D模型将施工中每一个工作以可视化形象的建筑构件虚拟建造过程来显示，使建筑工程的信息交流层次提高了。
在工程施工中，利用4-D模型可以使全体参建人员很快理解进度计划的重要节点；同时进度计划通过实体模型的对应表示，可有利于发现施工差距，及时采取措施，进行纠偏调整；即使我们遇到设计变更、施工图更改，也可以很快速的联动修改进度计划。另外，在项目评标过程中，4-D模型可以使专家从模型中很快地了解投标单位对工程施工组织的编排情况、主要的施工方法、总体计划等，从而对投标单位的施工经验和实力做出初步评估。需要指出的是，4-D软件所承担的分析推理工作其实离不开使用者的介入，这就要求使用者具有一定程度的操作经验和足够的专业知识，因此在设计阶段就应介入施工人员，才能更好的依靠4-D模型来调整方案，进行进度编排，使设计更具备可施工性。4-D模型在施工过程中可以应用到进度管理和施工现场管理的多个方面，主要表现为进度管理的可视化功能、监控功能、记录功能、进度状态报告功能和计划的调整预测功能，以及施工现场管理策划可视化功能、辅助施工总平面管理功能、辅助环境保护功能、辅助防火保安功能。同时还可以应用到物资采购管理方面，表现為辅助编制物资采购计划功能、物资现场管理功能及物资仓储可视化管理功能。通过4-D模型的应用，可以在项目建设整个建设过程中实现工程信息的高度共享，提高信息的利用价值，提高施工技术水平。在这个过程中可视化减少了进度计划编制人员翻阅图纸的工作量，缩短了施工前期的技术准备时间，提高了编制效率和准确性。还可帮助施工人员更深层次的理解设计意图和施工方案要求，减少因信息传达错误而给施工带来不必要的问题，提高施工进度和质量，保证项目决策尽快执行。