中国BIM标准框架研究及实施清华大学软件学院

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中国 BIM 标准框架研究及实施 Chinese BIM (CBIMS) Framework Research and Implement 提纲 BIM 的认识 技术 过程 价值 BIM 典型案例分析 中国 BIM 标准框架研究 BIM 推广中面临的挑战与应对 世界经济的发展趋势 产品 解决方案 服务 产品形态 本土市场 国际市场本土化 国际市场 经营范围 竞争 合作 市场形态 个体 网络 团队 工作方式 剥削 社会责任 利益共同体 企业目标 信息技术的普及是支撑世界经济变化的根源！ 4 信息化的发展历程 Data 系统优化 岗位信息化 部门信息化 企业信息化 行业信息化 数据模型 信息模型 Information Knowledge Intelligence 局部优化 数据集成资源共享业务协作 BIM 的理解 建筑师 结构 工程师 HVAC 工程师 控制 工程师 施工 管理员 土木 工程师 建筑物 业主 设施 管理员 共享建筑 模型 产业链的业务活动和流程指导下 业务模型 数据模型 软件技术指导下 映射 BIM 是信息模型在建筑行业的具体应用，是创建并利用数字化模型对建设项目进行设计、建造和运营管理的过程和方法，并贯穿于建筑的全生命周期。 基于几何 CAD 方式 面向对象 CAD 方式 面向模型 CAD 方式 以点、线面为数据粒度 以建筑对象为数据粒度 以建筑对象及对象间关系的语义为数据粒度 BIM 的理解 —— 技术 CAD 与图形学技术：曲线曲面技术、实体造型技术、参数化技术、真实感图形学技术等。 语义与知识表示技术 语义计算 语义规范约束 本体论 语义 Web 共享知识资源库 …… BIM 的理解 —— 技术 集成与协同技术 CSCW 数据库 中间件 WebService …… BIM 的理解 —— 过程 开发 设计 建造 运维 拆除 概念模型 BIM 过程 需求 设计模型 建造模型 运维模型 BIM 是系统优化、产业链优化的方法与技术： 表现能力：建筑成果前置、可视化，增强了设计、纠错、演示的能力，提高了业主对建筑设计的理解、加强了施工过程的监管。 计算能力：分析比较优化建筑的品质、风险及成本，控制施工过程的成本和进度，对建筑物全生命周期进行优化。 沟通能力：整合建筑产业链信息，降低信息流失，提高产业链效益和竞争力。 BIM 的理解 —— 价值 BIM 实施的前提 BIM 的作用是使建筑项目各方面的信息，在从规划、设计、建造、到物业管理和运营、到资产重组或处理整个过程中无损传递。因此，需要在建筑物几十至上百年的使用周期中，有一个各个阶段信息集成、共享和协作的基准线 —— BIM 标准体系 。 提纲 BIM 的认识 技术 过程 价值 BIM 典型案例分析 中国 BIM 标准框架研究 BIM 推广中面临的挑战与应对 天津港国际邮轮码头客运大厦项目（中国建筑第二工程局有限公司）为大型港口客运站综合楼，总建筑面积 59955.9m2 ；局部地下一层，地上三到五层。设计年旅客通过人次 50 万人次。 建筑物檐口高度为 29m ，最高点为 38.6m ；为一类高层建筑，建筑设计使用年限为 50 年。 建筑结构形式为钢框架结构体系，总用钢量为 1.2 万吨；局部结构及屋面梁为异形钢结构；建筑外檐及屋面采用了双曲面异形设计，由 GRC 装饰板和玻璃幕墙构成，组成双曲面的两条丝带造型。 机电系统包含水源热泵空调系统、给排水系统、电气系统、消防系统（含消防水炮）、智能化系统、电梯系统等。 案例分析 —— 天津邮轮码头客运大厦 12 案例分析 —— 天津邮轮码头客运大厦 13 天津港国际邮轮码头采用了很多异形设计，比如屋顶的波浪形状、墙体的不规则玻璃幕墙，同时钢结构构件有着不同的倾斜角度。如果采用传统的二维设计方式，在施工过程中很难精确定位，无法保障施工图质量；此外，建筑物檐口的剖面出图量将会巨大，实际操作中采用传统的二维设计方式难以完成。 案例分析 —— 天津邮轮码头客运大厦 14 总承包： 中建二局 设计院 业主、监理 及管理公司 钢结构 加工单位 钢结构安装单位 GRC 加工单位 GRC 安装单位 玻璃幕墙单位 机电安装单位 七家单位，七个模型 双曲面的曲面长度总和约为 1000 米，如果采用传统的二维设计方式，建筑物檐口的剖面出图量至少需要出 4000 张剖面图，对应到深化设计图至少要出 12000 张图，如此巨大的工作量在传统的二维设计中是不现实的。 在传统的协同管理流程中，由设计院向各专业单位提出实施要求并统一出图，各个专业单位单独进行深化设计。而在结合 BIM 之后的协同管理流程中，由于后面单位的深化设计需要用到前面单位的模型，各专业在统一的平台上完成各自的深化设计，但是必须兼顾各方整体利益。 16 徐州建筑职业技术学院图书馆（中国建筑设计研究院），总体建筑面积 27896m² ，投资 6790 万。基于委托方是建筑学院这个特殊性，设计方将设计方案进行全方位技术整合，形成虚拟、现实兼备的特别教学案例：在校学生既可以在计算机中漫游虚拟图书馆，学习各类工程设计知识，又可以在建成后的图书馆内参观，加深对工程实践的理解。 这是一个为期 80 天（自然天）的施工图设计，建筑专业为 100% 三维成图，涉及建筑、结构、给排水、暖通、电气专业五个专业。 案例分析 —— 徐州建筑职业技术学院图书馆 17 案例分析 —— 徐州建筑职业技术学院图书馆 18 19 基于基础模型的信息传导 在各个软件之间的文件转换过程中，会产生信息丢失的现象。目前还没有一个国际通用格式能够以最优化的压缩方式携带足够的建筑信息。 缺乏足够的、标准的、可修改扩展的构件库。 缺乏基于 BIM 模型信息的国家标准。 软件提供的各类功能和分析工具与行业应用之间有一定的脱节。 20 柳东实验初中项目 （ 柳州东城投资开发有限公司 ） 在项目招投标阶段积极 引入 BIM 要求 ， 为项目的评审及管理提供了帮助。 案例分析 —— 柳东实验初中项目 21 方案评审时更加直观地了解设计方案，而且可以随时根据需要进行任意剖切，生成新的剖切视图，有助于进一步理解设计的内容和细节，为评选出最优秀、最合理的设计方案打下基础。 由于 BIM 模型可以承载项目投资管理中所需要的全部信息（非几何模型信息），开发商在投资项目管理中可采用 BIM 技术对项目的全生命周期进行管理，将分散于各个项目中的建筑信息模型进行统一管理对于有效地管理数据源是非常重要的。 案例分析 —— 柳东实验初中项目 项目存储目录结构示意图 通过该案例分析和对目前国内开发商 BIM 应用调研，可以看出目前国内 BIM 技术的应用在地产开发商中仍存在一些问题： 无 明确的 BIM 实施计划： BIM 招标要求中成果格式不明确 无明确的 BIM 模型范围要求 无明确的模型深度 缺少建筑信息模型中信息规则： 无统一的文件命名规则 无明确的构件类别要求 缺少 BIM 管理工具 案例分析 —— 柳东实验初中项目 22 提纲 BIM 的认识 技术 过程 价值 BIM 典型案例分析 中国 BIM 标准框架研究 BIM 推广中面临的挑战与应对 中国 BIM 标准（ CBIMS ）体系框架 CBIMS 技术标准框架 制定依据 信息语法 信息语义 信息语用 实现目的 格式兼容 语义统一 沟通有序 26 CBIMS 技术标准 —— 数据存储标准 ISO 16739 （ IFC ， Industry Foundation Classes ）作为中间文件格式 采用 IFC 作为我国 BIM 数据存储标准，并在其基础上制定符合中国的可靠建筑信息交换机制，即 SinoIFC 。 数据存储标准 文件格式 语义映射 软件接口 测试规范 IFC Sino IFC 面临的挑战 分类方法从线分法改为面分法 建立符合中国国情又与国际标准兼容的数据字典 ISO 分类体系， ISO/DIS12006-2 ， 1996 美国 OmniClass ， 2000 英国 UNICLASS ， 1997 中国 SinoClass ，制定中 信息语义标准 信息范围 分类编码 数据字典 Sino IFD SinoClass CBIMS 技术标准 —— 信息语义标准 建筑对象 建筑成果 建筑资源 建筑过程 一个或多个 一个或多个 属性 长 长 防火等级 颜色 高 材质 表面工艺 重量 宽 门 长 颜色 价格 产地 门 高 宽 防火等级 表面工艺 重量 长 宽 高 门 材质 颜色 价格 产地 语境 1 ：某规格说明书 语境 2 ：某产品目录 IFD 库 ISO 29481-1   (2010.4.30) ：信息传递规程（ IDM ） - 第 1 部分：方法论与格式 ISO 29481-2   ( 制定中 ) ：信息传递规程（ IDM ） - 第 2 部分：管理与交互 中国 SinoIDM ，制定中 CBIMS 技术标准 —— 信息传递标准 30 信息传递标准 流程图 交换需求 功能组件 软件实现 SinoIDM SinoMVD 两维、三层结构 两维：不同参与方、全生命周期中不同阶段 三层：业务流  交换需求  功能部件 31 CBIMS 实施标准框架 32 CBIMS 实施过程模型 33 建筑阶段的过程模型与 CBIMS 实施标准关系 34 提纲 BIM 的认识 技术 过程 价值 中国 BIM 标准框架研究 技术标准框架 实施标准框架 BIM 推广中面临的挑战与应对 35 集成 基于领域知识的关联规则库 基于 BIM 的数据模型转换、验证 BIM 与 GIS 的融合 共享 BIM 数据资源共享机制、管理平台 基于内容的建筑资源挖掘 基于 Web 的 BIM 可视化 协作 基于 BIM 的建筑全生命周期管理 综合性能分析与优化 36 重大技术问题 从业者 思维习惯的改变 个人技能的再学习 岗位的变化 …… 企业面临的问题与挑战 管理者 投入的增加 业务流程的变化 新的组织模式的产生 …… 37 信息资产共享的机制 产业链中各个环节逐步透明 社会公共信息资产的建立与维护 社会资源的最大化利用 法律、法规的改变 …… 行业面临的问题与挑战 BIM 推广应用最大获益者是社会 38 BIM 实施 —— 自顶向下 39 交付 标准 数据存储标准 CBIMS 技术标准 信息传递标准 信息分类标准 行为 标准 资源 标准 CBIMS 实施标准框架 企业实施细则 运营阶段 施工阶段 设计阶段 BIM 实施 —— 自底向上 40 BIM 实施 —— 全社会的 BIM 应用环境 41 预期目标 产业链的变化 新的责任主体 新的资产产生 新的岗位设置 新的流程再造 新的利益分配 …… 中国工程建设行业： 完成从粗放式管理向精细化管理的过渡，从各自为战向产业协同转变。 降低建造和运维成本，提高质量。 实现全社会综合效益的提升！ 42 谢谢！ Thanks ！