以下文章来源于智慧城市大讲堂 ，作者智慧城市大讲堂
导读
2021年6月19日，中国建筑集团有限公司首席专家李云贵进行《从BIM到CIM和Digital Twin》演讲，论述数字孪生技术的发展历程。李云贵专家从BIM技术起源讲起，回顾了BIM行业发展和应用，再到CIM的普及，最后延伸到数字孪生城市建设实践，让我们从国家政策维度和行业应用维度两个视角，充分了解了数字孪生城市的发展，令大家获益匪浅。以下为李云贵专家演讲实录。
演讲实录
尊敬的童院士、周院士、各位专家，下午好，非常感谢活动组委会给我机会向各位专家汇报我们的工作和我在工作中的个人观点。汇报前，首先祝贺本次大赛取得圆满成功，祝贺大赛对推进技术应用有很好的促进作用。
今天，我主要从三个方面做汇报。首先回顾一下BIM技术研究和应用情况。BIM技术的价值已经被业界充分认识到，现在BIM技术的应用和研究已经成为行业热点。可以说，BIM是促进行业转型升级的关键技术，而且是实现智慧城市、智慧建造的基础性技术。
BIM技术研究与应用回顾
刚才邬伦教授做了智慧城市的介绍，目前的智慧城市，很多工程项目还没有BIM模型数据纳入进去。现在的智慧城市重点主要包括4G网络、探头、AI等技术。建筑作为智慧城市中一个很重要的版块，它的一些信息，比如是什么建筑，这个建筑是谁建的，这个建筑当中谁在用，目前的智慧城市系统当中没有。我们把有关建筑的基础工作做好了，智慧城市会更丰富。国家在更高层面开始研究BIM技术。
我梳理了一下国家科技部在建设领域立项、研究的情况，是先研究再试点，再应用与推广。大概经历了三个阶段，最早的是CIM实现实现了水图版，然后开始计算机辅助管理，把信息技术应用到管理当中，接着就是现在开始研究应以BIM为基础的新一代信息技术，在工程建设当中包括管理当中的应用。
住建部也非常重视这项工作，每隔五年推出一项指导意见，这些指导意见对技术的落地起到了很好的促进作用。从住建部的指导意见中可以看到信息技术应用的不同阶段，第一阶段是BIM开始试点应用，第二阶段是如何把BIM应用用好，第三阶段是如何把BIM和物联网、云计算、大数据等技术集成应用好。我们也比较了中国、美国、英国在BIM方面的研究和应用情况。在政府层面上，中国和英国步调基本一致。中国的第一个政府层面推进，BIM应用指导意见是2011年提出的，英国也是2011年；2016年中国和英国也都发布了BIM指导文件，提出的要求和进程大概都是相当的。在这里说一下我们为什么研究这三个国家，因为美国、英国、中国BIM技术也好，应用也好，都是非常活跃的，如果这三个国家的事情搞清楚了，全球也就搞清楚了。
在标准方面，我国有六本标准在编制，目前已经发布了五本，还有一本正在审批，这些标准对推进BIM的应用也起到了很好的支持作用。我们也比较了中国、英国和美国在BIM标准。美国理论性研究很强，因为BIM起源于美国，有很多软件也起源于美国，所以美国在理论支撑落地的软件工具方面都比较领先；英国非常严谨，他们的标准体系非常好；我国有非常庞大的建筑市场，实践机会很多，所以我们的标准从应用中总结出来；经过十几年的应用，大概可以用三句话来总结BIM在中国的应用情况，第一句话是BIM的作用已经深入人心，第二句话是普及BIM应用的条件已经成熟，第三句话是我国各地经济发展、技术水平不均衡，BIM应用因此不平衡。
在BIM应用水平上，中国水平可以说跟国际上保持同步，尤其是施工领域处于国际领先地位。正是因为技术的应用，导致行业产生非常大的变化，比如过去CAD的普及，提高了设计效率，又降低了设计的工作强度。随着BIM和物联网等技术的应用，工作方式正在发生变化，云网边端的工作方式正在形成。目前工地现场已经很少看到拿着蓝图工作，智慧工地正在生长，从传统工地到文明工地，从绿色工地再到数字工地，正在向智慧工地转型，这是BIM的应用情况。
CIM工作从普及BIM开始
今天上午，我参加了智慧城市工作委员会组织的《CIM应用与发展》报告，提到CIM扩大了BIM的应用场景，不是指从工程项目开始，但对于城市的数字化管理或对于促进智慧城市的发展，BIM有着非常基础性的作用。
我们说的智慧城市或数字城市，特别是住建部正在重视的CIM基于BIM应用。可以看到，2014年开始策划，2018年开始实施，然后逐步提升到CIM1.0、CIM2.0、CIM3.0。CIM起步是从审批审查报建开始，一方面促进CIM融合城市数字化、智慧化管理；另一方面反过来促进BIM应用。目前很多地区为了推进CIM研究与应用，开展试点城市，比如雄安新区。住建部和工信部联合，去年发布了《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》，今年又发布了修订版。
技术的发展需要政策的扶持和指导，但是目前存在一些问题，尤其是目前CIM还处在发展初期，有些问题还需要深入研究。有两个问题我有一点个人看法向两位院士和各位专家做一个汇报。第一，什么是CIM，目前CIM定义比较多比较混乱。指导意见中给出了一个定义，我对这个定义有不同的看法，不同看法是我们认为CIM就是城市信息模型，文件的表达上非常清晰，就是物理城市的人、事、物及其相关关系的数字化表达，而这种数字化的表达不应该和技术直接相关，技术应该是支撑模型的形成、模型的应用。我们可以借鉴一下BIM的定义。
BIM定义最早是美国提出来的，他们说BIM是工程项目数字化表达，而城市信息模型应该是城市的数字化表达。城市是人、事、物及其相互关系，而技术是支持设备和应用的，涵盖数据采集、数据管理和数据应用。后来有了进一步解释，包括模型、模型的应用及模型管理。这是美国标准第三版中的介绍。
我国把以上三方面归纳在一起，最新修订版中表示，“CIM基础平台应支撑城市建设、城市管理、城市运行、公共服务、城市体检、城市安全、住房、管线、交通、水务、规划、自然资源、工地管理、绿色建筑、社区管理、医疗卫生、应急指挥等领域的应用，应对接工程建设项目审批管理系统、一体化在线政务服务平台等系统，并支撑智慧城市其它应用的建设与运行。”在这里，几位院士及各学校教授在场，我非常建议能够把城市信息模型定义再深入研究一下，做出更加严谨、科学的定义，就是不要城市信息模型、城市信息模型平台、应用软件混在一起。第二个，在城市信息模型的指导导则中也提出来一个关键的问题，就是地理信息系统和BIM的融合问题，这是城市信息模型当中非常关键的一个问题。因为它本身既有难度，也是很难实现的一件事情。一方面地理信息系统是描述宏观的，而建筑信息模型是描述宏观和微观的融合。另外，城市信息模型是海量数据，建筑信息模型数据量也极大，两个海量数据的融合。我们前面介绍的现在发布的五本BIM国标中，没有谈到运维模型，这需要下一步深入研究。
雄安数字孪生探索实践
下面我汇报一下雄安数字孪生探索实践，雄安关注度很高，目前雄安做了两件事情，一件事情呢雄安第一标，市民中心是中建设计施工，包括运维，既设计又施工，还包括现在的运维。另一件事情是雄安书记交给中建总裁6个课题，研究雄安智慧城市大数据。正好这两件事我都是参与者，我结合这件事情做点汇报。雄安市民中心大概接近10万平米的建筑，用了110-112天。
今天在座的还有一位正在运维的CIO，雄安的定位非常高，它的定位是未来的城市就是这样的，当时有一些英国的、芬兰的领导人来参观，习主席说你们可以到雄安看一看，我们在建设未来的城市。它是绿色生态的，智慧的、引领未来的。是智慧的雄安，有数字孪生的循环，线上线下的循环。
它的建设过程首先从市民中心到迎东安置区。现在正在建迎东安置区。通过雄安新区推广建设。陈刚书记要求组织大数据架构，所以我们按照这种思路给雄安的大数据做了一个分类。
城市信息分两类，一类是基础数据，一类是应用数据。基础数据包括自然地理空间信息，就是城市的地形、地貌、地质水平。第二类是城市建设信息，道路桥梁、管网、房屋等市政基础设施。第三类是城市人文信息。各种信息结合，相互关系描述清楚后，支撑城市政务、民生、经济等活动。
当时我们把雄安建设过程中的所有信息都作为循环大数据基本组成，从规划到房建市政感知再到交通等，以建设促进管理服务。市民中心从设计开始建立模型，再到施工过程的数据都采纳进来，然后建立质量追溯系统，通过运维实现智慧城市，当初的设想就是这样。它是一个简单的场景，比如说我要去雄安，安装了雄安的APP，要去找谁，什么单位的，使用什么交通工具，那么只要一到雄安，下了高速它就自动引导你，应该到这个地方停车，车位给你留好了，然后再指导你到哪个楼底层、哪个办公室，都自动引导。
为了实现这些，雄安在不到10万平米的建筑中埋设了2万多个数据采集端。现在有4套系统已经在运行当中。另外关于数字孪生，从工程角度上讲它有两层含义，一层是同生同长，一同变老。雄安市民中心就是这样，从建设到发展，一步一步的所有信息都已经做了积累，然后运行所有信息；另外它们之间的相互关系、相互映射，这就是孪生和镜像差异。
随着BIM技术的应用，对城市的管理，特别是智慧城市的管理，增添了最基本要素信息，这样可以实现设计完后形成数字虚体，然后施工完后形成了数字孪生体。有了数字孪生体，运维管理就基于数字孪生体运维，通过信息技术的应用，有效支撑管理的提升。谢谢大家！
