中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架研究及實(shí)施-清華大學(xué)軟件學(xué)院

中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架研究及實(shí)施

ChineseBIM(CBIMS)Framework

ResearchandImplement清華大學(xué)顧明TsinghuaUniversity

MingGu提綱BIM的認(rèn)識(shí)技術(shù)過(guò)程價(jià)值BIM典型案例分析中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架研究BIM推廣中面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)品解決方案服務(wù)產(chǎn)品形態(tài)本土市場(chǎng)國(guó)際市場(chǎng)本土化國(guó)際市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)范圍競(jìng)爭(zhēng)合作市場(chǎng)形態(tài)個(gè)體網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)工作方式剝削社會(huì)責(zé)任利益共同體企業(yè)目標(biāo)信息技術(shù)的普及是支撐世界經(jīng)濟(jì)變化的根源！4信息化的發(fā)展歷程Data系統(tǒng)優(yōu)化崗位信息化部門信息化企業(yè)信息化行業(yè)信息化數(shù)據(jù)模型信息模型InformationKnowledgeIntelligence局部?jī)?yōu)化數(shù)據(jù)集成資源共享業(yè)務(wù)協(xié)作

BIM的理解建筑師結(jié)構(gòu)工程師HVAC工程師控制工程師施工管理員土木工程師建筑物業(yè)主設(shè)施管理員共享建筑模型產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)活動(dòng)和流程指導(dǎo)下業(yè)務(wù)模型數(shù)據(jù)模型軟件技術(shù)指導(dǎo)下映射

BIM是信息模型在建筑行業(yè)的具體應(yīng)用，是創(chuàng)建并利用數(shù)字化模型對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程和方法，并貫穿于建筑的全生命周期?；趲缀蜟AD方式面向?qū)ο驝AD方式面向模型CAD方式以點(diǎn)、線面為數(shù)據(jù)粒度以建筑對(duì)象為數(shù)據(jù)粒度以建筑對(duì)象及對(duì)象間關(guān)系的語(yǔ)義為數(shù)據(jù)粒度

BIM的理解——技術(shù)CAD與圖形學(xué)技術(shù)：曲線曲面技術(shù)、實(shí)體造型技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)、真實(shí)感圖形學(xué)技術(shù)等。語(yǔ)義與知識(shí)表示技術(shù)語(yǔ)義計(jì)算語(yǔ)義規(guī)范約束本體論語(yǔ)義Web共享知識(shí)資源庫(kù)……

BIM的理解——技術(shù)集成與協(xié)同技術(shù)CSCW數(shù)據(jù)庫(kù)中間件WebService……

BIM的理解——過(guò)程開發(fā)設(shè)計(jì)建造運(yùn)維拆除概念模型BIM過(guò)程需求設(shè)計(jì)模型建造模型運(yùn)維模型BIM是系統(tǒng)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化的方法與技術(shù)：表現(xiàn)能力：建筑成果前置、可視化，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)、演示的能力，提高了業(yè)主對(duì)建筑設(shè)計(jì)的理解、加強(qiáng)了施工過(guò)程的監(jiān)管。計(jì)算能力：分析比較優(yōu)化建筑的品質(zhì)、風(fēng)險(xiǎn)及成本，控制施工過(guò)程的成本和進(jìn)度，對(duì)建筑物全生命周期進(jìn)行優(yōu)化。溝通能力：整合建筑產(chǎn)業(yè)鏈信息，降低信息流失，提高產(chǎn)業(yè)鏈效益和競(jìng)爭(zhēng)力。

BIM的理解——價(jià)值

BIM實(shí)施的前提

BIM的作用是使建筑項(xiàng)目各方面的信息，在從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、到物業(yè)管理和運(yùn)營(yíng)、到資產(chǎn)重組或處理整個(gè)過(guò)程中無(wú)損傳遞。因此，需要在建筑物幾十至上百年的使用周期中，有一個(gè)各個(gè)階段信息集成、共享和協(xié)作的基準(zhǔn)線——BIM標(biāo)準(zhǔn)體系。

提綱BIM的認(rèn)識(shí)技術(shù)過(guò)程價(jià)值BIM典型案例分析中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架研究BIM推廣中面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)天津港國(guó)際郵輪碼頭客運(yùn)大廈項(xiàng)目（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）為大型港口客運(yùn)站綜合樓，總建筑面積59955.9m2；局部地下一層，地上三到五層。設(shè)計(jì)年旅客通過(guò)人次50萬(wàn)人次。建筑物檐口高度為29m，最高點(diǎn)為38.6m；為一類高層建筑，建筑設(shè)計(jì)使用年限為50年。建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼框架結(jié)構(gòu)體系，總用鋼量為1.2萬(wàn)噸；局部結(jié)構(gòu)及屋面梁為異形鋼結(jié)構(gòu)；建筑外檐及屋面采用了雙曲面異形設(shè)計(jì)，由GRC裝飾板和玻璃幕墻構(gòu)成，組成雙曲面的兩條絲帶造型。機(jī)電系統(tǒng)包含水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、消防系統(tǒng)（含消防水炮）、智能化系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。案例分析——天津郵輪碼頭客運(yùn)大廈12案例分析——天津郵輪碼頭客運(yùn)大廈13天津港國(guó)際郵輪碼頭采用了很多異形設(shè)計(jì)，比如屋頂?shù)牟ɡ诵螤?、墻體的不規(guī)則玻璃幕墻，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件有著不同的傾斜角度。如果采用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式，在施工過(guò)程中很難精確定位，無(wú)法保障施工圖質(zhì)量；此外，建筑物檐口的剖面出圖量將會(huì)巨大，實(shí)際操作中采用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式難以完成。案例分析——天津郵輪碼頭客運(yùn)大廈14總承包：中建二局設(shè)計(jì)院業(yè)主、監(jiān)理及管理公司鋼結(jié)構(gòu)加工單位

鋼結(jié)構(gòu)安裝單位GRC加工單位GRC安裝單位玻璃幕墻單位機(jī)電安裝單位七家單位，七個(gè)模型雙曲面的曲面長(zhǎng)度總和約為1000米，如果采用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式，建筑物檐口的剖面出圖量至少需要出4000張剖面圖，對(duì)應(yīng)到深化設(shè)計(jì)圖至少要出12000張圖，如此巨大的工作量在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)中是不現(xiàn)實(shí)的。在傳統(tǒng)的協(xié)同管理流程中，由設(shè)計(jì)院向各專業(yè)單位提出實(shí)施要求并統(tǒng)一出圖，各個(gè)專業(yè)單位單獨(dú)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。而在結(jié)合BIM之后的協(xié)同管理流程中，由于后面單位的深化設(shè)計(jì)需要用到前面單位的模型，各專業(yè)在統(tǒng)一的平臺(tái)上完成各自的深化設(shè)計(jì)，但是必須兼顧各方整體利益。16徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館（中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院），總體建筑面積27896m2，投資6790萬(wàn)?；谖蟹绞墙ㄖW(xué)院這個(gè)特殊性，設(shè)計(jì)方將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全方位技術(shù)整合，形成虛擬、現(xiàn)實(shí)兼?zhèn)涞奶貏e教學(xué)案例：在校學(xué)生既可以在計(jì)算機(jī)中漫游虛擬圖書館，學(xué)習(xí)各類工程設(shè)計(jì)知識(shí)，又可以在建成后的圖書館內(nèi)參觀，加深對(duì)工程實(shí)踐的理解。這是一個(gè)為期80天（自然天）的施工圖設(shè)計(jì)，建筑專業(yè)為100%三維成圖，涉及建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣專業(yè)五個(gè)專業(yè)。案例分析——徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館17案例分析——徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館1819基于基礎(chǔ)模型的信息傳導(dǎo)在各個(gè)軟件之間的文件轉(zhuǎn)換過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生信息丟失的現(xiàn)象。目前還沒有一個(gè)國(guó)際通用格式能夠以最優(yōu)化的壓縮方式攜帶足夠的建筑信息。缺乏足夠的、標(biāo)準(zhǔn)的、可修改擴(kuò)展的構(gòu)件庫(kù)。缺乏基于BIM模型信息的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。軟件提供的各類功能和分析工具與行業(yè)應(yīng)用之間有一定的脫節(jié)。20柳東實(shí)驗(yàn)初中項(xiàng)目（柳州東城投資開發(fā)有限公司）在項(xiàng)目招投標(biāo)階段積極引入BIM要求，為項(xiàng)目的評(píng)審及管理提供了幫助。案例分析——柳東實(shí)驗(yàn)初中項(xiàng)目21方案評(píng)審時(shí)更加直觀地了解設(shè)計(jì)方案，而且可以隨時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行任意剖切，生成新的剖切視圖，有助于進(jìn)一步理解設(shè)計(jì)的內(nèi)容和細(xì)節(jié)，為評(píng)選出最優(yōu)秀、最合理的設(shè)計(jì)方案打下基礎(chǔ)。由于BIM模型可以承載項(xiàng)目投資管理中所需要的全部信息（非幾何模型信息），開發(fā)商在投資項(xiàng)目管理中可采用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的全生命周期進(jìn)行管理，將分散于各個(gè)項(xiàng)目中的建筑信息模型進(jìn)行統(tǒng)一管理對(duì)于有效地管理數(shù)據(jù)源是非常重要的。案例分析——柳東實(shí)驗(yàn)初中項(xiàng)目項(xiàng)目存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)示意圖通過(guò)該案例分析和對(duì)目前國(guó)內(nèi)開發(fā)商BIM應(yīng)用調(diào)研，可以看出目前國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)的應(yīng)用在地產(chǎn)開發(fā)商中仍存在一些問題：無(wú)明確的BIM實(shí)施計(jì)劃：BIM招標(biāo)要求中成果格式不明確無(wú)明確的BIM模型范圍要求無(wú)明確的模型深度缺少建筑信息模型中信息規(guī)則：無(wú)統(tǒng)一的文件命名規(guī)則無(wú)明確的構(gòu)件類別要求缺少BIM管理工具案例分析——柳東實(shí)驗(yàn)初中項(xiàng)目22提綱BIM的認(rèn)識(shí)技術(shù)過(guò)程價(jià)值BIM典型案例分析中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架研究BIM推廣中面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)（CBIMS）體系框架CBIMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架制定依據(jù)信息語(yǔ)法信息語(yǔ)義信息語(yǔ)用實(shí)現(xiàn)目的格式兼容語(yǔ)義統(tǒng)一溝通有序26CBIMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)ISO16739（IFC，IndustryFoundationClasses）作為中間文件格式采用IFC作為我國(guó)BIM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，并在其基礎(chǔ)上制定符合中國(guó)的可靠建筑信息交換機(jī)制，即SinoIFC。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)文件格式語(yǔ)義映射軟件接口測(cè)試規(guī)范IFCSinoIFC面臨的挑戰(zhàn)分類方法從線分法改為面分法建立符合中國(guó)國(guó)情又與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)兼容的數(shù)據(jù)字典ISO分類體系，ISO/DIS12006-2，1996美國(guó)OmniClass，2000英國(guó)UNICLASS，1997中國(guó)SinoClass，制定中信息語(yǔ)義標(biāo)準(zhǔn)信息范圍分類編碼數(shù)據(jù)字典SinoIFDSinoClassCBIMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——信息語(yǔ)義標(biāo)準(zhǔn)

建筑對(duì)象

建筑成果

建筑資源

建筑過(guò)程一個(gè)或多個(gè)一個(gè)或多個(gè)屬性長(zhǎng)長(zhǎng)防火等級(jí)顏色高材質(zhì)表面工藝重量寬門長(zhǎng)顏色價(jià)格產(chǎn)地門高寬防火等級(jí)表面工藝重量長(zhǎng)寬高門材質(zhì)

顏色

價(jià)格

產(chǎn)地語(yǔ)境1：某規(guī)格說(shuō)明書語(yǔ)境2：某產(chǎn)品目錄IFD庫(kù)ISO29481-1

(2010.4.30)：信息傳遞規(guī)程（IDM）-第1部分：方法論與格式ISO29481-2

(制定中)：信息傳遞規(guī)程（IDM）-第2部分：管理與交互中國(guó)SinoIDM，制定中CBIMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)30信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)流程圖交換需求功能組件軟件實(shí)現(xiàn)SinoIDMSinoMVD兩維、三層結(jié)構(gòu)兩維：不同參與方、全生命周期中不同階段三層：業(yè)務(wù)流交換需求功能部件31CBIMS實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)框架32CBIMS實(shí)施過(guò)程模型

33建筑階段的過(guò)程模型與CBIMS實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系34提綱BIM的認(rèn)識(shí)技術(shù)過(guò)程價(jià)值中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架研究技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)框架BIM推廣中面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)35集成基于領(lǐng)域知識(shí)的關(guān)聯(lián)規(guī)則庫(kù)基于BIM的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換、驗(yàn)證BIM與GIS的融合共享BIM數(shù)據(jù)資源共享機(jī)制、管理平臺(tái)基于內(nèi)容的建筑資源挖掘基于Web的BIM可視化協(xié)作基于BIM的建筑全生命周期管理綜合性能分析與優(yōu)化36重大技術(shù)問題從業(yè)者思維習(xí)慣的改變個(gè)人技能的再學(xué)習(xí)崗位的變化……企業(yè)面臨的問題與挑戰(zhàn)管理者投入的增加業(yè)務(wù)流程的變化新的組織模式的產(chǎn)生……37信息資產(chǎn)共享的機(jī)制產(chǎn)業(yè)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)逐步透明社會(huì)公共信息資產(chǎn)的建立與維護(hù)社會(huì)資源的最大化利用法律、法規(guī)的改變……行業(yè)面臨的問題與挑戰(zhàn)BIM推廣應(yīng)用最大獲益者是社會(huì)38BIM實(shí)施——自頂向下39交付標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)CBIMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)信息分類標(biāo)準(zhǔn)行為標(biāo)準(zhǔn)資源