从日本到中国：在“变老”的建筑业，不再高大上的BIM如何生存？

你好，这里是BIMBOX。

前段时间，我们在「数字进步夜谈」和老朋友张琳琪进行了一场深入的长聊。

作为一名综合型的跨界人才，他担任过多个北京市轨道交通项目的设计师，有十几年三维扫描项目经验，现在是麦格天宝总监和SketchUp顾问专家。

他带着自己的项目经历和见闻和我们聊了几个话题：

新建项目变少、旧改项目增加的时代，正在发生什么变化？

面对人和项目都在「变老」的行业，BIM和数字化如何实现突围？有哪些海外的经验可以借鉴？

另外还有两个软件福利，以及免费上门三维扫描的福利。

1、困局：高大上的BIM在改造项目中跑不通了

这两年，张琳琪有一个切身的感受：改造项目变多了，但做数字化却很困难。

在同行们的印象里，工业领域的数字化水平已经算是高的了，但一位能源工业行业的用户来找他诉苦，在面对改造项目时，也撞了墙。

旧改项目最大的难题，在于基础数据的缺失。

许多老厂房、老建筑，往往连最基础的图纸都没有，要么就是图纸和现场严重不符。在这种情况下，想进行精准BIM建模就很困难。

他也见过不少数字化发展得比较好的公司，一碰改造项目，就立马被打回原形。多年积累的数字化组织管理和流程无法复用，最终又回到 CAD 的老路上。

或者，只是为了满足业主的需求，找个外包公司做一个看起来挺漂亮的模型，但和项目完全没有关系，也解决不了现场任何问题。

案例：如何在协同困境中突围？

张琳琪有一位做环保、能源方面的朋友，叫郭蓉，她的父亲本身就是从事环境管理理论与工艺流程设计行业的，所以她从小深受影响，对这个领域特别感兴趣。大学选择的是环境艺术专业，于是就和父亲一起，拿起学生时代就掌握的软件——Sketchup，尝试解决他们行业面临的困难。

他们做的一个废料处理厂，跟一般的焚烧填埋处理方式不同，接收来自其他污水处理厂的有机剩余污泥、河道污泥和建筑垃圾，并处理成可再次利用的建筑材料，从而达到收支平衡。

郭蓉认为这种项目数字化最大的难题是：由5家不同的设计院分别负责，不同协作方使用的工艺软件五花八门，数据难以统一，很多软件也支撑不了大体量模型的运行，几乎无法进行协同。

项目的生产工艺流程对于传统的 2D CAD 软件来说太复杂了，设计效率低，环保方面的考虑也很薄弱，问题频发的情况下，项目被甲方叫停，专门引入了BIM咨询顾问来解决一系列的改造问题。

为了解决数据统一的问题，他们在整个过程中只使用了一个软件 SketchUp。常规的三维设计自不必多说，可以轻松传达设计理念、生产工艺和施工工序，通过方案报审变得更轻松，也可以进行更精准的项目沟通和管理。

不少朋友都认为 Sketchup 只能做简单的三维建模工作，那是因为不了解它强大的插件体系。

比如，他们用资深给排水工程师钟凡团队开发的“BIM5D”插件，可以显示处理厂设备实时联动的计算信息。当流量低于预定值时，警报会提示设计师；还把模型和项目进度绑定在一起，当模型更改的时候，项目进度会自动更改。

他们会把流量、温度、压力和功率等参数输入到SketchUp动态组件中，在约束条件之中进行设计，并且通过理论数据和实际情况反复的对比与修正，验证整个系统的设计是不是合理。

此外，他们还使用了国际知名的MEP建模插件 3skeng，以及 Profile Builder 参数化插件，支持实时编辑、自动交接、开洞增强等20多项专业功能。

张琳琪认为，与那些只做「好莱坞式」BIM的项目不同，这个案例充分发挥了 SketchUp 轻量化和灵活的特性，让一个极其复杂的工业项目在现场实现了BIM价值的落地。

2、镜鉴：行业变老之后的破局方法

很多朋友都在关注海外的 BIM 怎么样，中国的行业未来会向着什么方向发展？

张琳琪觉得日本是一个很好的样本。日本建筑业经历过了的老龄化和存量化的市场问题，这很可能就是我们明天也会遇到的问题。

国内项目在快速发展阶段时，往往对BIM会有一种追求“高大上”的执念——希望模型能做很多复杂的应用，人们也常常期待产出数量众多的BIM成果。

但他与很多发达国家的客户深入交流后发现，在进入相对成熟甚至老化的市场之后，这种高歌猛进式的思想不好使了，这些国家的BIM落地并不靠这些高大上的应用，而是通过解决几个具体的问题，就能带来很大价值。

比如在现场提前解决碰撞问题、优化施工流程，这些看似很小的优化就能为项目节省大量时间和成本。

案例1：东京地铁银座线涩谷站大规模改造

这个案例来自东京急行电铁株式会社，最大的难点就是在保持运营的状态下完成改造，车站要整体向东移动130米。

这种项目体量不大，但是对工作效率的要求极高，有5000多名参与者要在6天内完成庞大的改造挪位作业。三层施工作业很难仅用二维图纸呈现。为防止每台起重机的吊臂相互碰撞，需要制定详细的吊臂转动顺序工作计划。

施工涉及地面、轨道表面和临时结构面的多层起重机作业操作。所以核心需求就是：所有参与者都必须对这项工作有相同的直观认识，充分了解施工流程和程序。

在方案设计阶段，他们利用 Sketchup 简单易上手的特点，制作了三维模型，通过并行的协商与合作，实施了设计同步的工程设计，每个部门都能在很短的时间内掌握查看和交流。

这个项目的三维模拟不是简单做个动画，而是真的模拟。所有参与者都能清楚地看到，每个时间点自己的位置、对应的操作流程，以及了解各个机械和吊臂旋转过程中的顺序和碰撞风险。

最后按工种计算，整个项目节约了大概60%的人工成本。

这个应用虽然看似简单，没有去追求国内提倡的4D、5D或者精细化的成本控制等，但却以极低的代价让所有现场人员都能参与进来并指导施工，从而实现了BIM的实际价值。

案例2：老牌企业如何面对人和项目同时「变老」

另一个案例来自日本大成建设，这是一家大型的综合建设公司，有自己的设计院和施工单位。起初他们的做法和国内非常相似：只有设计部门100多人在用三维工具，其他部门几乎不用。但随着时间推移，员工老龄化的问题逐渐凸显出来。

这带来的直接问题是：大量属于中坚力量的工程师整体年龄偏大。很多核心工程师已经五十多岁了，让这些老工程师再去学复杂的BIM软件，几乎是不可能的。

此外还有来自硬件的限制。日本很多企业在行业辉煌时期积累了大量的设备，更新换代很慢，电脑性能普遍偏低，难以支撑大型、复杂软件的运行。这一情况其实在国内不少项目也时常出现——设计院交付了很精细的模型，但到了现场却打不开。

在这些现实挑战下，日本企业开始探索新的解决路径，尝试性地让大家去使用 SketchUp，结果发现效果还挺好。

他们把三维工具用在非常具体、落地的事情上：比如判断结构设计是否安全，完成施工场地布置、作业流程推演等。这些应用看似简单，却极大地降低了沟通成本。

更重要的是，那些经验丰富的老工程师们，也能参与其中，从少数的百人团队到超过1500人的全员使用。正是通过这种轻量化、务实的方式，他们让数字化又向前走了一步。

这家公司面临的另一个问题，和今天中国企业遇到的问题很相似：几乎没有大规模新建项目了，绝大多数项目都在既有建筑上做改造、扩建、翻新。

在原始项目资料和图纸严重缺失的情况下，现场数据采集就变得必不可少了。

张琳琪聊到，对现状数据的准确测量有几种方式，包括：

• 传统的 RTK 坐标采集
• 全站仪测量
• 无人机测绘
• 三维激光扫描测绘

前面两种传统方式效率较低，人为因素干扰严重；后面两种方式各有优势，无人机采集效率高，大型场地和地形可以快速获取外部三维数据，并且有不错的色彩效果，但是在地面有较多植被时就无法获取地面数据。

三维激光扫描虽然没有无人机的速度快，但在面对大量的现状地面建筑、构筑物和复杂的植被时，三维激光扫描仍然是效率最高的选择。

这个日本的用户在面对改造项目时就使用的是三维激光扫描技术。

这些测绘数据都可以通过 Scan essentials 插件导入到 SketchUp 中，他们使用三维扫描仪获取的点云数据，然后完成地形和现状结构的建模，再对设计模型进行调整，以便在实际现场施工时能够准确无误。

3、透视：三维扫描技术剖析与使用建议

谈到三维扫描，这就是张琳琪比较熟悉的领域了，我们也请他给大家做了一次技术原理和产品选型的科普。

三维扫描的核心原理，就是通过激光测量物体与仪器之间的距离。

最常见的设备就是激光测距仪，测量精度大概在一厘米左右，这种设备无论价格高低，通常超过十多米的距离人就看不清楚准确的测量位置，所以通常就是用来完成十米以内的测距。

另一类三维扫描设备其实就在我们身边，例如现在有不少版本的iPad、iPhone Pro 系列设备后面，都有一个激光模组，原理也是类似的激光技术。虽然精度只有几厘米，但完全可以用来快速扫描。值得一提的是， SketchUp 的 iPad 版本也已经支持使用带有激光雷达的设备进行建模。

还有一类是手持 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping，即同步定位与建图）设备。

SLAM 技术将激光测距与惯性导航、实时三维重建结合，可以生成点云和三维模型。由于精度受限，室内通常只能达到 2-3 厘米，室外约 10 厘米左右。

以前的SLAM由于被欧洲的一家公司垄断市场，一台设备要卖 60 多万，基本和基站式三维扫描仪一个价了。

但近年来，发生了一个很有意思的事：中国的无人驾驶行业把激光雷达模组的价格卷下来了，直接导致国产 SLAM 设备价格暴跌，也就是原来的十分之一左右，这样的价格使得SLAM 设备在国内的应用也逐渐增多。

最后一类就是基站式三维激光扫描仪，常见的有Leica、Trimble、Faro 等国际品牌的设备，精度更高，适合正式测绘，采购和维护成本比较高，操作需要专业人员。

原来基站式三维扫描仪的价格很贵，在BIM特别火热的时候，大家为了报奖都在买设备，一台可能要五六十万到七八十万人民币，服务费也高，通常项目一天起步就两万。

随着行业进入冷静期，项目少了，闲置设备又多，使得价格大幅下降。现在三维扫描一天几千块钱就能做，而且效果还更好。

同时因为软件升级迭代了，软件和点云模型的接入更方便了，门槛的降低让更多人能够去体验和应用三维扫描技术。之前一周才能处理完的数据，现在一两天就能完成。

应用场景和选择依据

从最便宜的自带激光雷达的 iPhone 或 iPad，到几十万人民币的专业基站式扫描仪，不同设备的价格跨度非常大，选择的灵活性也很高。

张琳琪建议，选择时主要考虑两个维度：成本和精度。

对于手持式设备或iPhone/iPad 激光雷达，精度可能差一两厘米，但足够解决现场精度要求不太高的问题，例如洞口、管线净空、构件碰撞以及精度对比等。

这种快速扫描可以在施工过程中阶段性获取局部点云数据，成本低、速度快、操作简便，在国外店面装修设计中应用也比较广泛，可以快速获取现场三维点云数据，足以解决大部分设计问题。

手持 SLAM 设备虽然精度不高，一般在几厘米左右，但跟基站式三维扫描仪相比，扫描速度快，操作比较灵活，在小隔间、多房间等环境中获取数据非常高效，尤其适合住宅、胡同、隧道等场景的前期勘测。

对于需要高精度、毫米级精确度的场景和大型建筑的专业建模，基站式三维激光扫描仍然是不可替代的选择。

设备购买与租赁建议

三维激光扫描使用方式通常有两种途径：租或买。

他有一个客户是做工业类项目咨询的，例如钢厂等重工业项目。这个客户也是面对老旧厂区缺乏图纸和数据，现场环境复杂、脏乱且存在一定危险。

在这种情况下，对方想尝试使用三维扫描技术。但当时设备价格昂贵（一台大几十万），加之对技术还没有充分的信心，就先选择了租的方式：由服务方派人带设备到现场进行数据采集，同时提供点云建模和使用培训等技术支持。

随着项目经验的积累，这家公司熟悉了三维扫描的使用流程和软件操作，项目需求也越来越多，最终，干脆就自己直接购买了设备。后面正好在疫情期间发挥了很大作用，避免了很多项目的停滞。

所以他建议，当企业对三维扫描技术还不够了解时，优先通过租用设备来使用三维扫描是更稳妥的选择；而当企业具备了相应的技术能力，购买设备则能带来更多的长期效益，通常两三年就能收回设备的成本。

4、实践：国内应用案例分享

张琳琪说，只要敢想敢干，三维扫描的应用点可以很多。

比如，有一位业主在使用他们的三维激光扫描技术做土方测量后，咨询是否能把这些数据作为法律依据，去起诉土方公司。因为传统土方工程测量方式很容易造假，用 RTK 测量时，操作人员可能只要多举高两三厘米，就会导致整体的挖方量差距很大，这样甲方很担心自己被坑。

他们给对方的建议是，不必真的去打官司。通过使用三维激光扫描提供高精度的测量数据，就可以很大程度上“震慑”土方公司，让他们在报量时不敢过于夸大。

再比如，施工总包拿到项目时，业主通常会给出一个基于图纸的初步土方计量费用，但实际施工现场往往与规划图纸存在差异。有个总包单位就使用三维激光扫描技术获取现状数据，把实际土方量与业主给出的计量进行比对，从而可以清楚的判断这笔费用是否能覆盖实际工程量，甚至在费用不够时，据此与业主沟通追加费用。

当然，最常见的还是在改造项目里采集现场数据，服务于项目设计的场景了。

在北京宛平城的更新改造项目中，项目方结合了SLAM和基站式三维激光扫描仪两种方式，完成了整体场地的数据采集，然后将处理好的点云数据导入到SketchUp 中，最终创建了一个完整的街区级三维模型。模型并不是一次性成果，而是会随着后续改造不断更新和迭代。

这个项目里 SketchUp 的点云插件 Scan essentials 发挥了关键作用，他让原本只能由专业的三维扫描工程师操作的复杂点云数据，有了更好的交互方式和成功输出方式，设计师可以直观的了解现场情况并对其进行建模，让三维激光扫描从复杂的专业技术变得平易近人。

除了三维激光扫描仪数据，这个插件也可以导入无人机的数据、甚至手机和平板扫描的数据。支持多种专业显示方式查看点云，也可以实现自动分析点云和模型的偏差，自动地形建模等进阶操作。

5、BIMBOX特别福利

最后，张琳琪为所有小伙伴准备了三项福利：

福利一：SketchUp 的正版高级账号使用权限。

张琳琪坦诚的说，在国内的「学习版」满天飞的环境下，把正版 SU 作为福利，其实并不会吸引很多同学。

但作为Sketchup高级顾问，也经常接触海外的项目，他知道很多国内小伙伴并不了解正版SU现在有多强，比如ipad端可以直接结合点云扫描使用，比如一些强大的第三方插件。

举个例子，有个 Revit Importer 插件，是只有正版用户才能使用的插件。它可以把Revit模型导入SketchUp，将族和建筑元素转换为SketchUp的原生标签和组件，过程中优化了模型几何体，创建了一个轻量级、有条理的SketchUp文件。

这样项目里，使用SU的方案设计师和使用Revit的深化设计师，就可以把流程打通。

另外就是海外的项目会很普遍地使用正版的 Sketchup，他也建议对海外项目感兴趣的小伙伴感受一下。

福利二：Scan Essentials 点云插件 30 天的完整使用权限。

前文中讲到了很多次国内外项目使用的这个插件，推出的时间并不长，了解的朋友不算多。在国外，购买了正版 SketchUp 授权就可以直接使用这个插件；而国内情况特殊，导致能够接触到这款插件的人群也很有限。

但从应用角度来说，这是一个很有价值的工具。天宝收购 Sketchup 之后，在软硬件方面投入了非常大的研发力量，正是由于这个插件和 SketchUp 的结合，才让原本门槛很高、数据量庞大的点云技术，实现完全傻瓜的操作，可以真正进入普通设计师和工程师的工作流程。

所以他也为BOX的朋友们专门申请了这个插件的使用权，你也可以体验一下试试这种新的点云应用模式。

福利三：免费三维激光扫描服务

仅仅是操作软件还不够，对很多人来说，三维扫描的数据获取仍然有不小的技术和成本门槛。所以，他们又更进一步：为参与此次活动并提出申请的用户，连人带设备，提供一次免费的三维激光扫描基础服务。

不只是给你工具，而是手把手地带你从点云数据采集，一直到在自身的项目中应用落地，完整地走一遍三维扫描的全流程。

因为设备和人的成本较高，所以本福利不包含差旅费，BIMBOX进步会员优先申请。

以上就是这次数字进步夜谈的全部内容了。你可以在进步社群的圈子首页回看往期所有的直播内容。

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有态度，有深度，BIMBOX，咱们下次见！