(授课讲义)国内外BIM研究进展-张建平0410

土木工程系Department of Civil Engineering国内外BIM研究进展清华大学土木工程系张建平教授2015年9月14日国家体育场（鸟巢）广州珠江新城土木工程系Department of Civil Engineering目录国内外BIM研究现状2BIM最新研究与应用3发展与应对4何谓BIM1土木工程系Department of Civil EngineeringBIM提出BIM内涵BIM定义BIM构成BIM特征BIM价值何谓BIM土木工程系Department of Civil Engineering信息传递工作量大、效率低；建筑业专业应用软件中的“信息孤岛”；建筑生命期不同阶段之间的“信息断层”。难以清晰地表达施工的动态变化过程；信息传输和交流时，易造成信息歧义、失真和错误。现状与问题产业结构的分散性一个工程项目牵涉多个独立的参与方；信息来自多参与方，形成多个数据源；导致大量分布式异构工程数据，难以交流、无法共享。信息交流手段落后工程项目设计、施工及管理过程中，相关数据主要采用估量统计、手工编制、人工报表和文档传递。各参与方之间的信息交流仍基于纸质或电子文档；二维图形表达设计结果，传统的横道图和直方图表示施工进度计划与资源计划。何谓BIM：BIM提出土木工程系Department of Civil Engineering5工程总成本得不到核算，长远效益和整体价值无从预测。由于耗能、环保或危及可持续发展等因素，而导致项目负债运营、无效益、甚至提前废弃时有发生。节能、环保和可持续发展面临严峻挑战工程实施过程都是围绕“建造成本”的控制和管理，“建造成本”只是其生命期总成本中的一部分；其它成本：运营成本、维护成本、拆除和重建成本等；整体价值：建设工程投入使用的运营利润，节能、节材、省地、环保以及可持续发展等方面的长远效益和整体价值。建设项目管理缺乏综合性的控制。•管理的科学性、精确性相对落后已经成为项目管理现代化的瓶颈。•直接影响信息化应用效果和发展水平。何谓BIM：BIM提出土木工程系Department of Civil Engineering研究思路从根本上解决建设项目生命期各阶段以及应用系统之间的信息断层，实现全过程的工程信息集成和管理。2D/3DCAD技术，都是基于几何数据模型：•模型中对象之间不存在关联关系；•勘察、结构、材料以及施工等工程信息无法直接交流。•无法实现设计与施工一体化。研究新的信息模型理论和建模方法，基于3D几何模型建立面向建设项目生命期的工程信息模型。建筑工程领域：建筑信息模型，简称BIM(BuildingInformationModel)何谓BIM：BIM提出土木工程系Department of Civil Engineering8/31/20157BIM定义产品(BuildingInformationModel)：即建筑信息模型，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。(美国国家标准技术研究院)过程(BuildingInformationModeling)：即建筑信息建模，指建筑信息模型的创建、应用和管理过程。–BIM已不是狭义的模型或建模技术，而是一种新的理念及其相关的方法、技术、平台和软件等。何谓BIM：BIM定义辨析一：BIM≠3D模型土木工程系Department of Civil EngineeringBIM产品模型过程模型决策模型8/31/20158人类行为对产品模型与过程模型所产生的直接或间接作用的数值模型。建筑组件（Component）的空间、非空间信息及其拓扑关系。•空间信息：组件的空间位置、大小、形状及相互关系等；•非空间信息：结构类型、材料、荷载属性等。建筑物运行的动态模型，与建筑组件相互作用。•影响到建筑组件在不同时间阶段的属性；•甚至影响到建筑成份本身存在与否。何谓BIM：BIM构成辨析二：BIM≠(3D+Data)土木工程系Department of Civil Engineering8/31/20159BIM的理论基础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的内涵连接建筑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。建立单一工程数据源，解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建筑生命期动态的工程信息创建、管理和共享。辨析三：基于文件的信息交换与基于BIM的信息共享有本质区别何谓BIM：BIM内涵土木工程系Department of Civil Engineering模型信息的完备性工程对象3D几何信息及拓扑关系工程对象完整的工程信息描述工程对象之间的工程逻辑关系模型信息的关联性工程信息模型中的对象是可识别且相互关联的模型中某个对象发生变化，与之关联的所有对象会随之更新模型信息的一致性生命期不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入模型信息的动态性信息模型能够自动演化，动态描述生命期各阶段的过程。何谓BIM：BIM特征土木工程系Department of Civil EngineeringBIM的总体应用价值美国独立调查机构CounselHouseResearch将基于BIM和在线协同作业的建筑生命期管理称为是“未来改进建筑设计、建造、管理过程的重要推动力量”。普华永道的研究报告：成本减少5%沟通交流时间节省30-60%建设项目总体周期缩短5%信息搜索时间节省50%何谓BIM：BIM价值8/31/2015土木工程系Department of Civil Engineering项目应用BIM的价值（美国独立调查机构和美国BIM标准）何谓BIM：BIM价值8/31/2015性能：更好理解设计概念，各参与方共同解决问题性能：更好理解设计概念，各参与方共同解决问题效率:减少信息转换错误和损失，项目总体周期缩短5%效率:减少信息转换错误和损失，项目总体周期缩短5%质量：减少错漏碰缺，减少浪费和重复劳动质量：减少错漏碰缺，减少浪费和重复劳动安全：提升施工现场安全安全：提升施工现场安全可预测性：预测建设成本和时间可预测性：预测建设成本和时间成本：节省工程成本5%成本：节省工程成本5%土木工程系Department of Civil Engineering建设行业推广BIM技术的价值体现何谓BIM：BIM价值实现建设项目全生命期信息共享BIM技术支持项目全生命期各阶段、多参与方、各专业间的信息共享、协同工作和精细管理。实现建设项目全生命期的可预测和可控制BIM技术支持环境、经济、耗能、安全等多方面的分析、模拟，实现项目生命期全方位的预测和控制。促进建设行业生产方式的改变BIM技术支持设计、施工与管理一体化，促进行业生产方式变革。推动建设行业工业化发展BIM连接项目生命期各阶段的数据、过程和资源，支持行业产业链贯通，为工业化发展提供技术保障。土木工程系Department of Civil Engineering发展与应对4何谓BIM1目录BIM最新研究与应用3国内外BIM研究现状2土木工程系Department of Civil EngineeringBIM标准BIM应用技术BIM政策BIM基础技术存在问题国内外BIM研究现状BIM软件土木工程系Department of Civil Engineering8/31/2015BIM研究现状:BIM标准应用标准2012年，美国国家BIM标准(NBIMS)第二版2012年，英国建筑业BIM协议第二版2010年，韩国建筑领域BIM应用指南存储和交换标准IFC基础标准国际ISO标准2012年，启动3部国家基础标准2012、2013年分别启动2部国家应用标准土木工程系Department of Civil EngineeringBIM基础标准建筑产品数据表达与交换标准:IFC（Industry Foundation Classes)1997年，IFC最初由国际协同工作联盟IAI（International Alliance for Interoperability）发布1.0版。2012年，buildingSMART发布了IFC 4版本。（ISO 16739）数据字典：IFD （International Framework for Dictionaries）IFC标准的建筑行业术语体系，建立不同语种、不同词汇的信息表述与IFC类型之间的映射关系，支持BIM信息准确的交换与共享。更名为bsDD（buildingSMART Data Dictionary）。（ISO 12006‐3）信息交付手册：IDM（Information Delivery Manual)面向特定的业务流程和信息交换需求，指导BIM数据的交换过程信息（ISO 29481)，目前各国组织编写了大量IDM以适应应用需求。BIM研究现状:BIM标准领域层信息共享层信息核心层信息资源层IFC大纲（Schema）土木工程系Department of Civil Engineering8/31/201519BIM应用标准美国：2012年5月，美国建筑科学研究院NIBS（NationalInstituteofBuildingScience）发布了美国国家BIM标准第二版（NBIMSv2），较第一版，形成了较为完整的BIM标准体系。英国：2012年，英国建筑业委员会（AEC(UK)Committee）发布了“英国建筑业BIM协议第二版”（AEC(UK)BIMProcotolv2.0），规定了BIM实施方针。并基于该规范分别发布了针对AutodeskRevit、BentleyABD、GRAPHISOFTArchiCAD等BIM软件的具体版本。芬兰：2012年3月，芬兰buildingSMART发布了“通用BIM需求”（CommonBIMRequirements）•挪威：2013年12月，挪威公共建筑机构Statsbygg发布了“StatsbyggBIM手册1.21版”（Statsbygg-BIMManual1.21）BIM研究现状:BIM标准土木工程系Department of Civil Engineering8/31/201520BIM应用标准荷兰：2013年2月，荷兰政府大楼署RGD（Rijksgebouwendienst）发布了“RgdBIM标准1.1版”（RgdBIMNorm）加拿大：2012年10月，加拿大BIM委员会CanBIM（CanadaBIMConcill）发布了“加拿大建筑业BIM协议1.0版”（AEC(CAN)BIMProtocolv1.0）澳大利亚：2011年9月，建设信息系统有限公司NATSPEC（ConstructionInformationSystemsLimited）发布了“NATSPEC国家BIM指南”（NATSPECNationalBIMGuide）。新加坡：2013年8月，新加坡建筑管理署BCA（BuildingandContructionAuthority）发布了“新加坡BIM指南第二版”BIM研究现状:BIM标准土木工程系Department of Civil Engineering8/31/2015国内BIM标准BIM研究现状:BIM标准•2007年，中国建筑标准设计研究院提出《工业基础类IFC平台规范》•2008年,中国建筑科学研究院、中国标准化研究院等单位共同起草了《工业基础类平台规范》•2010年，清华大学提出CBIMS中国建筑信息模型标准框架。基础标准《建筑工程信息模型存储标准》（编制中）《建筑工程信息模型分类和编码标准》（征求意见）《建筑工程设计信息模型交