1975年，查尔斯.伊斯曼(Chuck Eastman)教授提出了BIM的理念，并从20世纪末开始进入逐步发展的阶段，目前则已成为基础建设行业最炙手可热的一项新兴技术。

BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是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；在项目的不同阶段，不同利益方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同作业。

这个所谓的“数字表达”就是所谓的BIM模型，既是BIM技术的基础，也是BIM技术的核心。该建立什么样的“数字表达”——BIM模型，才能满足这种不同参与方在不同阶段协同作业的各种需求呢？数字孪生技术给出了一个不错的答案。

数字孪生——Digital Twin是指“充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程”。

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在BIM技术发展的初期阶段，由于建模效率还不够高，构建BIM模型仍以先设计、后建模的翻模方式为主。

翻模方式重现了设计成果（形似），基本能解决设计有什么的问题(设计成果),却无法解答为什么的问题（需求),更无法说明怎么样(性能),因此只是BIM技术发展初期为了探索BIM技术而采取的暂时手段。

能看到这里的基本就已经是BIM圈子中的人了，所以废话也就不多说了。各位BIMer，现在我们就进入今天的正题，讲一讲BIM的正向设计。

一、正向设计的概念

所谓BIM正向设计，就是在三维环境中直接开展设计的行为，包括分析项目需求、比选工程方案、选择结构形式、确定构件尺寸、推演施工方案、输出设计成果等基本过程。一般认为，BIM正向设计是传统设计流程的三维化升级，是传统设计方式的数字化和信息化的过程，也是真正以BIM模型为中心，将不同维度的相关信息进行集成统一的设计方式。

正向设计的概念主要是针对翻模方式而言的。 由于目前直接进行BIM正向设计还存在很多困难，因此暂时采用 “先二维设计、后建三维BIM模型”的方式，来快速建立BIM模型，并探索BIM技术在项目全生命周期内的各种应用。

进入2020年，BIM技术在中国的发展可以说是如火如荼，各大施工单位，设计院，工程咨询公司疯狂追逐着这一热点技术，各地相关政府部门也相继出台了自己的BIM发展政策。

其他各省市，比如湖南，河南，上海等地也早已相继出台了自己的BIM全过程应用实施指南等。所以说：BIM的正向设计正是顺应时势，既有相关政府部门的要求，同时也是各级政府部门对BIM技术的支持。

对于广大的设计单位和施工单位，BIM技术的应用对于许多地方来说就已经是强制性要求了，所以BIM技术的应用已经不是一个可选项了。

同时传说中的BIM技术在实际项目中的应用也已经展现出强大的功能性，也已经切实地为使用它的人们带来了利润，比如三维图纸审查，碰撞检测，深化设计等。同时，我们也可以看到，在项目的招投标阶段，BIM技术的应用已经是标书中的一大亮点，能够运用BIM技术的单位往往有较高的中标率。

目前的现实情况中，施工单位对BIM的接受程度较高，已经有目共睹。

对于设计单位来说，有的仍然是持观望态度，或者对于BIM技术的应用依然是处于一个比较浅的应用层次，仅停留于出施工图后翻模，或者说只是把revit当成是像3dsMax一样的效果图、漫游动画软件。

这样做是无可厚非的，毕竟这确实就是现阶段BIM浅层次应用的实际情况。但是，业界普遍的共识，只有全过程的深度应用BIM技术才能够最大程度的发挥BIM的价值。那么，对于设计单位，就不得不提到BIM的正向设计。

目前我们所说的BIM正向设计是覆盖于建筑设计的全过程和全专业，着重于施工图设计，深化设计和装饰装修设计。

BIM正向设计对于企业的价值是怎么样的呢？在建筑的整个全生命周期中，可以说设计是信息生成的一个爆发点，它实现了一个建筑大部分信息的从无到有。

我们现行的项目开发过程中，测量，施工，算量，造价，物业等都是基于施工图的。在这个阶段运用BIM技术做建筑信息的集成对于项目的全周期运行将是一波注入灵魂的操作。

对于业主方来说，可以将整个项目的全生命周期运作一次性盘活，大大减少后期成本支出。

对于设计院来说，BIM正向设计除了提升中标率以外，还可以增加相当可观的设计附加价值，从而提升自己在整个项目运作过程中的地位，以及设计项目的利润率。

同时，还可以设计单位与施工单位深度合作，加强项目的深化设计，实现项目精细化运作。对于令人头疼的各种经济技术指标的计算也可以运用BIM技术的独有特色实现一键式导出。

谈到BIM正向设计，我们就不得不提及BIM出图。从当前市面上的软件来讲的话，解决了BIM出图的问题，就抓住了BIM应用的牛鼻子。

二、正向设计的特点

首先，BIM正向设计是利用三维模型的直观特性，直接在三维环境下开展设计行为：分析工程需求、比较设计方案、选择结构体系、确定构造形式、输出设计成果。因此，BIM正向设计实际上是传统二维设计的数字化和信息化的过程，是传统设计行为的升级版。

其次，三维模型的直观性能有效提高设计人员的理解和表达力，从而保证设计成果的质量。同时，还提高了与业主、施工、管理人员沟通的效率，降低了沟通成本。

三维环境下，参数化模型能有效提高方案变动时调整方案的效率，实现实时同步协调，因此正向设计是一个真正协同设计的过程。

第三，正向设计的过程是一个不断分析需求，并响应需求的过程，设计人员与模型之间必然发生频繁交互，这使得模型生长相对缓慢。但正向设计得到的必然是一个真正满足工程需求的最优设计成果，从项目的全生命周期来看，高质量的BIM模型，必然带来高的应用价值。

第四，正向设计以构件为核心组织BIM信息，BIM信息的完备性容易得到保证。

三、正向设计的难点

虽然从项目的全生命周期来看，三维设计得到的BIM模型能带来更高的应用价值，但现阶段，市政行业三维设计还存在效率较低的实际情况，这也是阻碍BIM技术往纵深发展的主要原因。

BIM设计的困难主要体现在：

首先，构建满足三维设计需求的设计环境的工作量大。要进行三维设计，必须首先建立地形、地质等三维设计环境，并要求能清晰反映设计环境对项目的真实需求。但目前地形、地质等专业的信息化模型尚无法得到实现，更无法实现与结构模型进行信息交互。

其次，虽然BIM技术能给项目全生命周期带来较高的效益，但三维设计本身是一个复杂的工作，BIM模型的生长效率较传统二维设计的效率低得多，因此三维设计目前还无法满足项目周期的需求。

另外，三维设计本身要求进行多专业和多环节流程的协同,由于受协同效率影响较大,因此协同行为的标准化是一个必须解决的问题,而目前三维协同设计仍是一个探索中的问题。

BIM正向设计作为BIM技术的重要发展方向，其前景是无穷的，但是它的是实现是需要吾辈的辛勤努力的，它的各方面所存在的问题也是需要我们来解决的。

对于BIM正向设计的一点思考，有正在学习BIM的朋友，可以点个关注，或者评论留言，方便以后深入交流。

鸣谢：北京鸿业同行科技有限公司支持、部分内容来源《桥梁 · BIM视界》杂志 2019年 第4期 总第11期。