22BIM簡(jiǎn)史18課件講解

李志鳶二〇二一年一月十一日2.2BIM簡(jiǎn)史CONTENTS目錄2.2.2BIM概念提出2.2.3BIM的發(fā)展歷程2.2.1BIM產(chǎn)生的背景PART01BIM產(chǎn)生的背景1

BIM產(chǎn)生的背景

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2.2.1BIM產(chǎn)生的背景目前全球正逐漸步入全面信息化的時(shí)代，信息已成為主導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。在制造業(yè)、金融業(yè)、電子行業(yè)，信息技術(shù)早已成為提高生產(chǎn)率和競(jìng)爭(zhēng)力的核心手段。而建筑業(yè)正逐漸暴露岀其相對(duì)于以上行業(yè)低效率的弊端。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)會(huì)的研究數(shù)據(jù)表明，2004年建筑業(yè)每年約有158億美元的損失；2008年，418萬億美元的總投資中約有30%的資金被浪費(fèi)。2010年，我國(guó)向建筑項(xiàng)目投入逾1萬億美元，首次超越美國(guó)，成為全球第一建筑大國(guó)。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)建筑業(yè)將占到全球建筑業(yè)的1/5。但目前我國(guó)單位面積能耗卻是發(fā)達(dá)國(guó)家的2?3倍，由此引發(fā)的能源枯竭、環(huán)境破壞等問題日益嚴(yán)重。針對(duì)以上建筑業(yè)的低效率和浪費(fèi)現(xiàn)象，發(fā)達(dá)國(guó)家從建筑業(yè)信息化方面進(jìn)行了深入的研究和工程實(shí)踐，并且已經(jīng)認(rèn)識(shí)到：要提高建筑業(yè)的生產(chǎn)效率、節(jié)約能源，必須提高建設(shè)項(xiàng)目管理的水平。而在信息高度發(fā)達(dá)的今天，對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目的管理已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)建設(shè)項(xiàng)目信息的管理。因此，必須及時(shí)采取先進(jìn)的信息管理技術(shù)和方法，提升整個(gè)建筑業(yè)的管理水平,促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。在建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)生命周期中，參與方眾多，產(chǎn)生的信息類型復(fù)雜、形式多樣、數(shù)量龐大。因此，在管理的過程中，信息溝通不暢或不及時(shí)和普遍存在的“信息孤島”現(xiàn)象，導(dǎo)致建設(shè)項(xiàng)目在整個(gè)生命周期中信息流失現(xiàn)象嚴(yán)重，這在很大程度上制約了建設(shè)項(xiàng)目管理水平和效率的提高。目前，建設(shè)項(xiàng)目生命周期各階段信息化程度已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段發(fā)展的需要。例如，計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域2DCAD繪圖工具也已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段建筑工程復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需求。工程建設(shè)的成功實(shí)施在很大程度上取決于各參與方之間信息交流的效率和有效性。建設(shè)項(xiàng)目管理過程中的許多問題，如成本增加、工程變更、工期延誤等都與各參與方之間信息交流問題有關(guān)。為此，建設(shè)項(xiàng)目生命周期信息管理的重點(diǎn)就是建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)信息創(chuàng)建、管理和共享的過程。而BIM在建設(shè)項(xiàng)目信息管理中的優(yōu)勢(shì)十分明顯。傳統(tǒng)建筑業(yè)的繪圖工作以2D計(jì)算機(jī)輔助繪圖來傳達(dá)設(shè)計(jì)者的構(gòu)想，雖然提高了繪圖效率，但因圖紙說明過于簡(jiǎn)化，從而導(dǎo)致信息傳達(dá)錯(cuò)誤或是因猜測(cè)而產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷。另外,若不是該專業(yè)領(lǐng)域的人員，較難理解2D平面視圖真實(shí)的內(nèi)容與意義，因此，需花費(fèi)許多時(shí)間讓各工程單位的相關(guān)人員完全了解大量圖紙的內(nèi)容，并且不同的團(tuán)隊(duì)對(duì)于圖紙說明因個(gè)人背景與環(huán)境差異通常有不同的解讀。建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電這三項(xiàng)主要的建筑系統(tǒng)皆為獨(dú)立設(shè)計(jì)，當(dāng)大量建筑信息傳遞給項(xiàng)目其他階段參與人員時(shí)，將造成參與人員對(duì)信息重新解讀的問題。在解讀過程中，信息容易產(chǎn)生遺漏或沖突，形成信息傳遞的逆流情形。BIM將建筑物從規(guī)劃設(shè)計(jì)開始至運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段全生命周期的建筑物信息整合于單一模型中,以數(shù)據(jù)庫形式及參數(shù)式組件的概念區(qū)別于傳統(tǒng)2D平面繪圖的概念及工作流程。BIM改變了現(xiàn)今建筑產(chǎn)業(yè)的普遍做法，增進(jìn)了團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同作業(yè)，將納入不同領(lǐng)域的信息進(jìn)行整合。其改變還包含了在設(shè)計(jì)過程中不再以線條的組成和空間代表建筑項(xiàng)目的空間關(guān)系或以平面圖所表示的符號(hào)代表建筑組件，取而代之的是以建筑組件為單位，如墻組件、樓板組件、天花板組件、柱組件等。繪制墻面時(shí)則選擇墻組件直接繪制其所在位置，每個(gè)組件的內(nèi)涵參數(shù)也可供用戶調(diào)整。同時(shí)，大型工程的復(fù)雜程度更高，設(shè)計(jì)施工等各環(huán)節(jié)上的協(xié)調(diào)需要更加高效和準(zhǔn)確的技術(shù)?；谌S復(fù)雜模型的平臺(tái)和軟件對(duì)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)軟、硬件要求都很高，而IT產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展則有效地支撐了BIM技術(shù)的發(fā)展。PART02BIM概念提出2

BIM概念提出BIM技術(shù)在智慧建造中的意義

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.2BIM概念提出BIM系統(tǒng)的概念基礎(chǔ)可以追溯到1962年。DouglasC.Englebart在其論文《擴(kuò)張人類智慧》中將未來建筑師描述得不可思議：“建筑師接下來將開始輸入一系列規(guī)范和數(shù)據(jù)——6in（1in=2.54cm）的平板樓板、12in的混凝土墻等。當(dāng)他完成時(shí)，這些場(chǎng)景將出現(xiàn)在屏幕上，結(jié)構(gòu)已初具規(guī)模。他開始檢查、調(diào)整這些數(shù)據(jù)，幫助形成更具細(xì)節(jié)的、內(nèi)部相連的結(jié)構(gòu)，代表了實(shí)際設(shè)計(jì)背后的成熟思考?！盓nglebart提岀了基于對(duì)象的設(shè)計(jì)、參數(shù)化操作和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，這個(gè)夢(mèng)想在幾年后成為現(xiàn)實(shí)。許多設(shè)計(jì)研究者對(duì)此有著極大的影響力，包括HerbertSimonNicholasNegroponte和開發(fā)GIS并進(jìn)行跟蹤的LanMcHargoChristopherAlexander的工作促成了基于對(duì)象編程的計(jì)算機(jī)科學(xué)家學(xué)派的形成，影響巨大。這些系統(tǒng)周到且完善，要是沒有能與建筑模型交互的圖形界面，這樣的概念框架不會(huì)被人們意識(shí)到。20世紀(jì)70年代的美國(guó)，BIM定義由美國(guó)喬治亞理工大學(xué)建筑與計(jì)算機(jī)學(xué)院(GeorgiaTechCollegeofArchitectureandComputing)的査克,伊士曼博士(ChuckEastman,Ph.D.)提出。其被定義為：“建筑信息建模是將一個(gè)建筑項(xiàng)目在整個(gè)生命周期內(nèi)的所有幾何特性、功能要求與構(gòu)件性能信息綜合到一個(gè)單一的模型中。同時(shí)，這個(gè)單一模型的信息中還包括了施工進(jìn)度、建造過程的控制信息?！苯ㄖ畔⒛Ｐ途C合了所有的幾何模型信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個(gè)建筑項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)的所有信息整合到一個(gè)單獨(dú)的建筑模型中，而且還包括施工進(jìn)度、建造過程、維護(hù)管理等的過程信息。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.2BIM概念提出美國(guó)M.A.MortensonCompany公司定義BIM為“建筑的智能模擬”，且此模擬必須具備以下6個(gè)特點(diǎn)。(1)數(shù)字化(Digital)。(2)空間化(Spatial/3D)。(3)定量化：可計(jì)量化、坐標(biāo)化、可查詢化(Measurable：quantifiable,dimension-ableandquery-able)o(4)全面化：整合及溝通設(shè)計(jì)意圖、整體建筑性能、可施工性，且包括施工方式方法的順序性及經(jīng)濟(jì)性(Comprehensive：encapsulatingandcommunicatingdesignintent,buildingperformance,constructability,andincludingsequentialandfinancialaspectsofmeansandmethods)o(5)可操作化：對(duì)于整個(gè)美國(guó)工程委員會(huì)及業(yè)主都可以通過具有互用性和直觀性的平臺(tái)進(jìn)行操作(Accessible：totheentireAEClownerteamthroughaninteroperableandintuitiveinterface)o(6)持久化：在項(xiàng)目生命周期的所有階段都具有可用性(Durable：usablethroughallphasesofafacilityslife)o美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的定義如下：“BIM是建設(shè)項(xiàng)目兼具物理特性與功能特性的數(shù)字化模型，且是從建設(shè)項(xiàng)目的最初概念設(shè)計(jì)開始的整個(gè)生命周期里作岀任何決策的可靠共享信息資源。實(shí)現(xiàn)BIM的前提是：在建設(shè)項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段，不同的項(xiàng)目參與方通過在BIM建模過程中插入、提取、更新及修改信息來支持和反映出各參與方的職責(zé)。BIM是基于公共標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型?！盤ART03BIM的發(fā)展歷程3

BIM的發(fā)展歷程IM技術(shù)在智慧建造中的意義

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.3.1BIM在英國(guó)的發(fā)展2010年，英國(guó)組織了全國(guó)性的BIM調(diào)研，有43%的人從未聽說過BIM,而使用BIM的人僅有13%,有78%的人同意BIM是未來趨勢(shì)，同時(shí)，有94%的受訪人表示會(huì)在5年之內(nèi)應(yīng)用BIM。2011年5月，英國(guó)內(nèi)閣辦公室發(fā)布了政府建設(shè)戰(zhàn)略(GovernmentConstructionStrate-gy)文件，其中有整個(gè)章節(jié)是關(guān)于建筑信息模型(BIM)的。該章節(jié)明確要求，到2016年,政府要求全面協(xié)同3DBIM,并將全部的文件釆用信息化管理。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，文件制定了明確的階段性目標(biāo)。例如，2011年7月，發(fā)布BIM實(shí)施計(jì)劃；2012年4月，為政府項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套強(qiáng)制性的BIM標(biāo)準(zhǔn)；2012年夏季，BIM中的設(shè)計(jì)、施工信息與運(yùn)營(yíng)階段的資產(chǎn)管理信息實(shí)現(xiàn)結(jié)合；2012年夏天起，分階段為政府所有項(xiàng)目推行BIM計(jì)劃；至2012年7月，在多個(gè)部門確立試點(diǎn)項(xiàng)目，運(yùn)用3DBIM技術(shù)來協(xié)同交付項(xiàng)目。文件也承認(rèn)由于缺少兼容性的系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以及客戶和主導(dǎo)設(shè)計(jì)師的要求存在區(qū)別，大大限制了BIM的應(yīng)用，因此，政府將重點(diǎn)放在制定標(biāo)準(zhǔn)上，確保BIM鏈上的所有成員能夠通過BIM實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。政府要求強(qiáng)制使用BIM的文件得到了英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)［AEC(UK)BIMStandardCommittee］的支持。迄今為止，英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已于2009年11月發(fā)布了英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)［AEC(UK)BIMStandard］,于2011年6月發(fā)布了適用于Revit的英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)］AEC(UK)BIMStandardforRevit］,于2011年9月發(fā)布了適用于Bentley的英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)［AEC(UK)BIMStandardforBentleyProduct］。目前，標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)還在制定適用于ArchiACD、Vecttorworks的類似BIM標(biāo)準(zhǔn)以及已有的更新版本。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.3.2BIM在美國(guó)的發(fā)展美國(guó)是最早提出BIM技術(shù)概念的國(guó)家，同時(shí)，也是將BIM技術(shù)應(yīng)用得最為成功的國(guó)家。雖然，亞洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，如新加坡、日本和中國(guó)香港等，在BIM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面也比較成功，但相比于美國(guó)而言，還有很大的差距。因此，進(jìn)行BIM技術(shù)在美國(guó)應(yīng)用現(xiàn)狀的研究，能比較全面地了解美國(guó)BIM技術(shù)發(fā)展的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)我國(guó)在BIM技術(shù)應(yīng)用方面和先進(jìn)國(guó)家間的差距，借鑒其成功經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，吸取美國(guó)在BIM技術(shù)應(yīng)用中的教訓(xùn)，并為我國(guó)BIM技術(shù)的發(fā)展樹立目標(biāo)。在20世紀(jì)70年代美國(guó)就開始進(jìn)行BIM技術(shù)的研究，最早提出的名稱是建筑描述系統(tǒng)，即BIM技術(shù)的雛形。在2002年，BIM這一名詞才真正出現(xiàn)，由美國(guó)的Autodesk公司提出。從20世紀(jì)70年代至今已經(jīng)發(fā)展了40多年，BIM技術(shù)在美國(guó)獲得了大眾的認(rèn)可。很多建筑企業(yè)都使用BIM技術(shù)，同時(shí)，美國(guó)政府也對(duì)此大力支持。不僅頒布了一系列的BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、指南、手冊(cè)，還引導(dǎo)建筑企業(yè)建立BIM協(xié)會(huì)。目前，美國(guó)大多建筑項(xiàng)目已開始應(yīng)用BIM。美國(guó)政府機(jī)構(gòu)推廣BIM技術(shù)的方法值得我國(guó)學(xué)習(xí)和借鑒。美國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展也比較早，同時(shí)也處于世界領(lǐng)先地位，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得美國(guó)很多行業(yè)都獲得了飛速的發(fā)展，但建筑行業(yè)卻是例外。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用并沒有使建筑工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工技術(shù)出現(xiàn)太大的變化。但計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了信息化的發(fā)展，美國(guó)建筑行業(yè)在信息化應(yīng)用方面已經(jīng)達(dá)到比較成熟的階段，能將很多的理論研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而使建筑行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)根本性的變化。美國(guó)總務(wù)管理局為了提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率，在全國(guó)建筑行業(yè)中大力推廣信息化手段，而BIM技術(shù)正是其中的代表。為使BIM技術(shù)能更加規(guī)范化地應(yīng)用于建筑行業(yè)中，美國(guó)總務(wù)管理局制定了一系列的計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)已經(jīng)證明了這一決策的正確性。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.3.1BIM在中國(guó)的發(fā)展目前，國(guó)內(nèi)對(duì)BIM的研究和應(yīng)用尚處于起步階段，但是隨著建筑業(yè)對(duì)信息化要求的不斷提高，國(guó)家科研投入不斷增多，以及在國(guó)家大力推動(dòng)下，相關(guān)的機(jī)構(gòu)和各個(gè)部門已經(jīng)開始著手研究和應(yīng)用BIM技術(shù)。2008年，成立了中國(guó)的BIM門戶網(wǎng)站(www.chinabim.com)o該網(wǎng)站以“推動(dòng)發(fā)展以BIM為核心的中國(guó)土木建筑工程信息化事業(yè)”為宗旨，是一個(gè)為BIM(建筑信息模型)應(yīng)用者提供信息資訊、專業(yè)資料、技術(shù)軟件以及交流溝通的平臺(tái)。2009年4月15日,中國(guó)首屆“BIM建筑設(shè)計(jì)大賽”在北京舉行，這次設(shè)計(jì)大賽吸引了來自建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、高等院校的大量科研、技術(shù)人員參與。2010年開始，中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會(huì)每年組織科研人員編制和發(fā)布《中國(guó)商業(yè)地產(chǎn)BIM應(yīng)用研究報(bào)告》，以促進(jìn)BIM在商業(yè)地產(chǎn)領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。2010年10月14日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《關(guān)于做好建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)(2010)推廣應(yīng)用》的通知中，提出要推廣使用BIM技術(shù)輔助施工管理。2011年，科技部將BIM建筑信息模型系統(tǒng)作為“十二五”重點(diǎn)研究項(xiàng)目“建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”的課題。2011年5月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確指出：在施工階段開展BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用，推進(jìn)BIM技術(shù)從設(shè)計(jì)階段向施工階段的應(yīng)用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM技術(shù)的4D項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程有效的可視化管理等，從而拉開了BIM技術(shù)在中國(guó)應(yīng)用的序幕。隨后，關(guān)于BIM的相關(guān)政策進(jìn)入了一個(gè)冷靜期，沒有BIM的專項(xiàng)政策出臺(tái)，但政府在其他文件中都會(huì)重點(diǎn)提出BIM的重要性與推廣應(yīng)用意向。例如，《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司2013年工作要點(diǎn)》中明確指出：“研究BIM技術(shù)在建設(shè)領(lǐng)域的作