然而，由于建筑业本身所固有的特性，如产业结构的分散性、工程对象的惟一性、工程信息的复杂性等，使得BIM的实现异常复杂而艰难。国际协同工作联盟（IAI）推出的IFC（IndustryFoundationClasses）为BIM的实现提供了建筑产品数据表达与交换的标准，标志着BIM概念的成熟，推动BIM技术的发展。BIM已成为当前建设领域信息技术的研究和应用热点。

BIM的理论基础主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。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[8]。

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。

（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，从而减少了信息不一致的错误。

2、BIM的价值
具体而言，BIM的应用具有以下价值。
（1）解决当前建筑领域信息化的瓶颈问题
1）建立单一工程数据源：工程项目各参与方使用的是单一信息源，确保信息的准确性和一致性；
2）实现项目各参与方之间的信息交流和共享：从根本上解决项目各参与方基于纸介质方式进行信息交流形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”问题。

3）推动现代CAD技术的应用：全面支持数字化的、采用不同设计方法的工程设计，尽可能采用自动化设计技术，实现设计的集成化、网络化和智能化。
4）促进建筑生命期管理：实现建筑生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理。对建设项目生命期总成本、能源消耗、环境影响等进行分析、预测和控制。

（2）基于BIM的工程设计
1）实现三维设计：能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关。当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新。设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关联关系。当某个对象发生变化时，与之关联的对象能随之变化。

2）实现不同专业设计之间的信息共享：各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，减少数据冗余、歧义和错误。
实现各专业之间的协同设计：某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象都会随之更新

3）实现虚拟设计和智能设计：实现设计碰撞检测，能耗分析，成本预测等。
（3）基于BIM的施工及管理
1）实现集成项目交付IPD（IntegratedProjectDelivery）管理：把项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全生命期，利用BIM技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。

2）实现动态、集成和可视化的4D施工管理：将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体，建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理以及施工过程的可视化模拟。

3）实现项目各参与方协同工作：项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。

（4）基于BIM的建筑运营维护管理
1）综合应用GIS技术，将BIM与维护管理计划相链接，实现建筑物业管理与楼宇设备的实时监控相集成的智能化和可视化管理。
2）基于BIM进行运营阶段的能耗分析和节能控制。
3）结合运营阶段的环境影响和灾害破坏，针对结构损伤、材料劣化以及灾害破坏，进行建筑结构安全性、耐久性分析与预测。

3、BIM的研究
对于BIM国内外一些知名大学率先展开了卓有成效的基础性研究。1996年美国斯坦福大学提出的4D模型，将建筑构件的3D模型与施工进度的各种工作相链接，动态地模拟这些构件的变化过程[1][2]。新加坡南洋理工大学提出了一个基于IFC的网络工作平台，采用网络及XML技术进行信息交换，支持建筑设计到结构分析的模型转换[3]。英国索尔福德大学提出的基于IFC信息模型的4D计划管理工具，实现了施工计划模拟、概预算以及施工项目假设分析[4]。本文作者及清华大学研究组于2002年研发的4D施工管理扩展模型，将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体[5]。2006年开发了基于IFC和BIM的4D建筑施工管理系统和物业智能管理系统[6][7]。