BIM概念综述，背景，意义，定义，核心，相关软件，相关术语

BIM 概念综述 BIM 产生的背景 BIM 用户、BIM 标准提供者、BIM 工具制造商 业主／投资商－出钱 设计师－画图 发展商－照图卖房 工料测量师－照图算钱 发展商－照图招投标 施工企业－照图砌砖 物业管理－照图管理 设计至少有建筑、结构、水道、暖通、电气、概预算等专业，还有数据、通讯、安全、节能 等等，这些专业之间分工是清晰的，合作是模糊的，每个专业的图纸都是对的，合在一起是 一定有问题的。 BIM 的定义 其一、在介绍 BIM 概念的时候，通常我们会看到这样的说法：BIM 是包括建筑物所有几何、 物理、性能信息的数字化表达，跟建筑物有关的所有信息都存储在单一模型中，不同的项目 参与方在不同项目阶段需要使用什么信息都可以从 BIM 模型中获取，BIM 跟目前广泛使用的 ＣＡＤ和可视化技术不同，后两者只包含了建筑物的部分信息。 其二，另外一些 BIM 资料会介绍在项目不同阶段、不同的项目成员会建立各自的 BIM 模型， 常见的 BIM 模型包括场地模型、建筑模型、结构模型、机电模型、施工模型、协调模型、 竣工模型等。 McGraw Hill(麦克格劳．希尔)在 2009 年发布的名为“The Business Value of BIM”的市场调研 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 中对 BIM 的定义比较简练、清晰、易记，也容易传播： “BIM 是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程”。 美国国家 BIM 标准对 BIM 的含义进行了如下四个层面的解释，内容颇为完整： ●一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达 ●一个共享的知识资源 ● 一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念开始的全生命周期的所有决策提供可靠 依据的过程 ●在项目不同阶段不同利益相关方通过在 BIM 中插入、提取、更新和修改信息以支持和反 应其各自职责的协同作业 Building information modeling is a digital representation of physical and functional characteristics of a facility. A BIM is a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis for decisions during its life-cycle; defined as existing from earliest conception to demolition BIM＝让业主看见项目未来的水晶球＝省钱＋省时间＋高质量 BIM 的意义和用途 参与方：业主、用户、规划、政府主管部门、建筑师、 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师、承建商、项目管理、产品供 应商、测量师、消防、卫生、环保、金融、保险、法务、租售、运营、维护。 典型生命周期：规划和设计策划、设计、施工、项目交付、试运行、运营维护、拆除 您想把设计图纸的错误在招标以前都找出来修改好吗？ 您想把承包商提供的施工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 照实际情况（不是戏说）都模拟出来吗？ 您想把不可行或不合理的 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 都预先侦查出来并且在施工开始前调整修改好吗？ 您想快速甚至实时得到任何一个变更对成本的影响吗？ 您想动态记录所有变更，得到一个和实际建筑物一致的建筑信息模型用于今后数十年的运营 维护吗？ 您想对采购、运输、安装过程和和每天的施工 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 进行动态集成管理和跟踪吗？ 您想在不同阶段随时对投资方和客户进行项目的可视化介绍和分析吗？ 您想您看到的效果图、动画、虚拟现实不再是忽悠而是真实情况的真实反映吗？ 可视化，碰撞检验，提早发现错误；避免信息冗余；提高各个专业之间的协作；统一各个软 件间的衔接，以提高更新效率 合适的人在合适的时候获取合适的信息 BIM 的核心 BIM 是利用建筑物数字模型里面的信息在设计、施工、运维等各个阶段对建筑物进行分析、 模拟、可视化、施工图、工程量统计的过程.一个创建、收集、管理、应用信息的过程信息. 组织方法、信息的冗余、项目本体唯一性 同样的信息在不同的项目阶段不同的参与方会有不同的组织、管理和使用方法，这样的结果 就是信息冗余，即多个工程文档包含同一个信息，可能只是表达方式不一样。 自然而然大家需要一个代表这个建设项目且具有唯一性的工程信息模型，由此可以导出所有 针对这个项目的各个“视图” － 不同参与方在项目不同阶段对项目进行各种专业工作的信 息应用，例如做结构分析、日照模拟、工程量统计、施工计划优化等。理论上信息的唯一性 是合理的，也是可能的，因为信息所代表和描述的实际项目是同一个。因此完全有可能建立 一个包含项目所有必要信息的模型来支持各种不同的信息应用。 信息库 另外，满足人类生产生活需要的建设项目的类型可以是无限的，但是组成项目的基本元素（构 件、部件、组件）是有限的，虽然基本元素本身也是在不断发展着的。因此，基本元素是可 以通过不断完善的方法建立起标准模型和信息库的。 一个软件还是多个软件，单一模型还是多个模型 美国的一项研究表明，开发和维护 20 个软件之间直接进行信息交换所需要的成本，是开发 和维护一个 20 个软件都支持的中间数据标准所需要成本的 20 倍。 首先，单一模型之说是从逻辑关系的层面上来描述的，BIM 是一个包含建筑物所有信息的模 型；而多个模型的说法是从实际操作层面出发来描述的，由于技术的、业务的、法律的等各 种因素的制约，项目成员必须建立各自的 BIM 模型。 其次，从信息组织、建立、管理、应用的角度来分析，一个模型还是多个模型并不是问题的 关键，就跟你用什么软件做 BIM 一样，只是一种工具和方法的选择，关键在于在这个过程 中这个建设项目的信息有多少内容、以什么格式、被多少项目成员、在什么工作上精确、高 效、完整地使用了，从而提高了多少生产效率、避免了多少潜在错误、减少了多少建设工期、 降低了多少工程造价。 因此，真正需要关心的不是一个模型还是多个模型的问题，而是关于这个模型的信息精度和 维度（类型）、模型对象的属性信息、模型信息的详细等级、模型信息将被如何使用等信息 的创建、管理和使用问题。 原来项目成员的工作、软件的使用、模型的建立更多是按顺序进行的，有了 BIM 可能更多 的工作可以并行开展了。 BIM 软件 第一大类：创建 BIM 模型的软件，包括 BIM 核心建模软件、BIM 方案设计软件以及和 BIM 接口的几何造型软件； 第二大类：利用 BIM 模型的软件，除第一大类以外的其他软件。 BIM 核心建模软件 ① 民用建筑用 Autodesk 公司的 Revit 系列 ② 工厂设计和基础设施用 Bentley 公司的 Bentley Architecture 系列 ③ 单专业建筑事务所选择 raphisoft 公司的 ArchiCAD、Ｒｅｖｉｔ、Ｂｅｎｔｌｅｙ都有可 能成功 ④ 项目完全异形、预算比较充裕的可以选择 Gehry Technologies 公司的 Digital Project 或Ｃ ＡＴＩＡ bim 方案设计软件，与 BIM 接口的几何造软件，可持续分析软件，机电分析软件，结构分析 软件，可视化软件，模型检查软件，深化设计软件，模型综合碰撞检查，造价软件管理，运 营管理软件，发布和审核软件。 可视化软件 Inventor 美国 AutoDesk 公司推出的一款三维可视化实体模拟软件 Autodesk Inventor? Professional（AIP）， NavisWorks 软件是由英国 Navisworks 公司研发并出品，2007 年该公司由美国 Autodesk 公司 收购。 NavisWorks 是一款 3D/4D 协助设计检视软件，针对建筑、工厂和航运业中的项目生命周期， 能提高质量，提高生产力。使用 NavisWorks 软件，能提高您的工作效率、减少在工程设计 中出现的问题，是项目工程流线型发展的稳固平台。支持市场上主流 CAD 制图软件所有的 数据格式，拥有可升级的，灵活的和可设计编程的用户界面。 可持续或者绿色分析软件可以使用 BIM 模型的信息对项目进行日照、风环境、热工、景观 可视度、噪音等方面的分析，主要软件有国外的 Echotect、IES、Green building studio 以及国 内的 PKPM（可以互相进行信息传递） BIM 机电分析软件 水暖电等设备和电气分析软件国内产品有鸿业、博超等，国外产品有 Designmaster、IESVirtual Environment、Trane trace 等，可以互相进行信息传递。 BIM 结构分析软件 BIM 可视化软件 目前具有市场影响的 BIM 模型检查软件是 Solibri model checker BIM 模型综合碰撞检查软件 1、 不同专业人员使用各自的 BIM 核心建模软件建立自己专业相关的 BIM 模型，这些模型需 要在一个环境里面集成起来才能完成整个项目的设计、分析、模拟，而这些不同的 BIM 核心建模软件无法实现这一点。 2、 对于大型项目来说，硬件条件的限制使得 BIM 核心建模软件无法在一个文件里面操作整 个项目模型，但是又必须把这些分开创建的局部模型整合在一起研究整个项目的设计、 施工及其运营状态。 模型综合碰撞检查软件的基本功能包括集成各种三维软件（包括 BIM 软件、三维工厂设计 软件、三维机械设计软件等）创建的模型，进行３Ｄ协调、４Ｄ计划、可视化、动态模拟等， 属于项目评估、审核软件的一种。常见的模型综合碰撞检查软件有 Autodesk Navisworks、 Bentleyprojectwisenavigator 和 Solibri Modelchecker 等（整合各个软件的设计成果并进行可视 化展示） 近日看到美国 AGC（Associated General Contractors of American 美国总承包商协会）也出了 一份类似的分析材料，深感有异曲同工之妙，在这里简单做个介绍供大家参考。 AGC 把 BIM 以及 BIM 相关软件分成八个类型： 第一类：概念设计和可行性研究（Preliminary Design and Feasibility Tools） 第二类：BIM 核心建模软件（BIM Authoring Tools） 第三类：BIM 分析软件（BIM Analysis Tools） 第四类：加工图和预制加工软件（Shop Drawing and Fabrication Tools） 第五类：施工管理软件（Construction Management Tools） 第六类：算量和预算软件（Quantity Takeoff and Estimating Tools） 第七类：计划软件（Scheduling Tools） 第八类：文件共享和协同软件（File Sharing and Collaboration Tools） 目前常用几何造型软件有 sketchup 可以向 bim 核心建模软件传输 BIM 术语 NIBs／bSa National Institute of Building Sciences-美国建筑科学研究院 bSa-buildingSMART alliance buildingSMART 联盟 从上面对 NIBS 的介绍我们可以了解到，buildingSMART 联盟是美国建筑科学研究院在信息资 源和技术领域的一个专业委员会。buildingSMART 联盟成立于 2007 年，是在原有的国际数据 互用联盟(IAI—International Alliance of Interoperability)的基础上建立起来的。2008 年底，原 有的美国 CAD 标准和美国 BIM 标准成员正式成为 buildingSMART 联盟的成员。 buildingSMART 联盟目前的主要产品包括： ● IFC 标准(Industry Foundation Classes，IFC2x4beta 3 Versionl) ● 美国国家 BIM 标准第一版第一部分(National Building Informational Modeling Standard Version 1 Part 1) ●美国国家 CAD 标准第 4 版(United States National CAD Standard Version 40) ● BIM 杂志(JBIM-Journal of Building Information Modeling) buildingSMART 国际 是一个致力于 IFC 标准的制定、应用和推广的，由业主、建筑师、工程师、工程承包商、制 造商、设施管理人员以及相关软件商组成的国际性会员组织，在北美、欧洲、亚洲和澳大利 亚等地区设有分支机构。 NBIMS-United States National Building Information Modefing Standard 美国国家 BIM 标准(简称美国 BIM 标准) 美国国家 BIM 标准(NBIMS)和美国国家 CAD 标准(NCS)是 buildingSMART 联盟负责的两项主要 工作。 美国 BIM 标准将由为使用 BIM 过程和工具的各方定义相互之间数据交换要求的明细和编码 组成，计划中将完成的工作包括： a)出版交换明细用于建设项目生命周期整体框架内的各个专门业务场合 b)出版全球范围接受的公开标准下使用的交换明细编码作为参考标准 c)促进软件厂商在软件中实施上述编码 d)促进最终用户使用经过认证的软件来创建和使用可以互通的 BIM 模型交换 NCS-United States National CAD Standard -美国国家 CAD 标准(简称美国 CAD 标准) NCS 也是同行在研究实施 BIM 时经常会碰到的一个名词，这就是美国 CAD 标准的简写。美 国 CAD 标准是惟一一个在设计、施工和设施管理行业使用的全面完整的 CAD 标准，其目的 是实现建筑业设计、施工、运营领域对 CAD 标准的广泛使用，从而建立起一套服务于设计 和制图过程的共同语言。 IFC-Industry Foundational Classes（BIM 信息交换标准格式） -工业基础类(IFC 标准) 谈 BIM 必谈数据共享和交换，谈数据共享和交换就不得不谈谈数据标准。数据标准的建立 是解决信息交换与共享问题的关键。在众多相关数据标准中，最被行业广泛接受的数据标准 是 buildingSMART 国际发布的 Industry Foundation Classes(IFC)，中文译名为“工业基础类”， 但业者更习惯于称之为“IFC 标准”。 适合于描述贯穿整个建筑项目生命周期内产品数据的中间数据标准(neutral and open specification)，应用于建筑物生命周期中各个阶段内以及各阶段之间的信息交换和共享。 1、 所有使用的 BIM 及相关软件除了各个软件专用的数据模型格式（文件格式）以外，还有 一个基于对象的、标准的、公开的数据模型格式 IFC。 2、 当业务流程需要在不同软件之间进行信息交换或信息需要长期保存的时候，如果两者的 专用数据模型不能直接交换，那么两者之间通过 IFC 格式进行交换是其中一个选择，如 果考虑到需要这种交换的软件有几种、几十种，那么 IFC 可能就成为唯一的选择、 IDM 定义要交换什么信息 Information Delivery Manual 从事某一个具体项目、某个具体工作的参与方使用 IDM 定义他的工作所需要的信息交换内 容。然后利用 IFC 标准进行实施。 IDM 的目标如下： a）定义建设项目生命周期内用户需要信息交换的所有流程 b）确定支持上述流程所需要的 IFC 功能 c）描述后续流程可以使用的该流程执行结果 d）指定流程中发送和接收信息的角色 e）保证上述定义、明细和描述以 IDM 目标群体可以使用和容易理解的形式提供 IFC 是一个包含各种建设项目设计、施工、运营各个阶段所需要的全部信息的一种基于对象 的、公开的标准文件交换格式，我们简单地将其比喻为一个什么药都有的药铺，甭管治什么 病，药都在这儿；而 IDM 则为某个特定项目的某一个或几个工作流程确定具体需要交换什 么信息，我们也简单地把它比喻成一个针对某个病人或某种疾病取药的方子。 当然通过 IDM 开药方的就是项目不同阶段的各类项目成员，为了完成各自负责的与该项目 有关的工作，需要从上游成员那儿借助 IFC标准通过信息交换获取一组必须的信息作为输入， 完成工作以后生成、修改、完善了一组新的信息作为输出，通过 IFC 进行信息交换为下游成 员们的工作服务 IFC 包含了所有建设项目整个生命周期内一切项目成员及其应用软件需要用到的信息，而在 实际工作环境中每一个人面对的只是其中某一个特定的项目（例如一个城市综合体），每个 项目成员只负责其中的某一项或几项工作（例如建筑设计），他需要通过信息交换得到完成 他的工作所需要的信息，同时把他在工作中收集或更新的信息通过信息交换给其他需要的项 目成员使用，这个用来定义某个指定项目以及项目阶段、某个特定项目成员、某个特定业务 流程所需要交换的信息以及由该流程产生的信息的东西就是 IDM。 谈到 IDM，还有一个 IDM 的孪生兄弟 MVD（Model View Definition 模型视图定义）需要特 别说明一下，因为 MVD 是为 IFC 标准和软件开发人员用来在 IFC 模式中实现 IDM 定义的信 息交换要求的，作为 BIM 用户通常不需要涉及到这部分内容，因此在本系列文章中对 MVD 并没有做任何介绍，作为 BIM 用户来说，你只要知道 MVD 是研发人员把 IDM 的人类语言转 化成 IFC 的机器语言加以实现的手段就行了。 第三大支柱 IFD - 确定交换的信息和你要的信息是同一个东西 IFD 的全称是 International Framework for Dictionaries，中文可以叫“国际字典框架”，和前两 者 IFC/IDM 一样，作为 BIM 用户，能记住 IFD 的名字和记住 IFD 是字典就行了。 用 BIM 创建和管理信息，通过 IFC 和 IDM 实现信息在不同项目成员和不同软件产品之间的 交换，从而使 BIM 价值最大化。 IFD 的官方资料有一个这样的例子，在普通的语言字典里面，挪威语的“dor”被翻译成英语里 面的“door”，都是“门”的意思，这样做作为非技术的语言交流没有任何问题。但是实际上挪 威语里的“dor”是“门框”的意思，应该对应英语的“door set”，而英语里面的“door”指的是“门 扇”，对应挪威语的“dorblad”。 这个作为自然语言来说不是问题的问题，在进行建设项目信息交换（其他用途的信息交换也 一样）的时候就成了一个大问题，就可能会出现您要的信息是“A”，结果通过交换您得到的 信息是“B”的情况。 解决这个问题的答案就是 IFD。 IFD 采用了概念和名称或描述分开的做法，引入类似人类身份证号码的 GUID（Global Unique Identifier 全球唯一标识）来给每一个概念定义一个全球唯一的标识码，不同国家、地区、 语言的名称和描述与这个 GUID 进行对应，保证每一个人通过信息交换得到的信息和他想要 的那个信息一致。 STEP-Standard for the Exchange of ProductModel Data -产品数据交换标准(STEP 标准) 国际标准化组织(ISO)工业自动化与集成技术委员会(TCl84)下属的第四分委会(SCA)开发的 Standard for the Exchange of Product Model Data(STEP)，中文译为“产品数据交换标准”，也 称“STEP 标准”。STEP 标准是一个计算机可读的关于产品数据的描述和交换标准。它提供了 一种独立于任何一个 CAX 系统的中性机制来描述经历整个产品生命周期的产品数据 EXPRESS／EXPRESS．G-EXPRESS 语言／EXPRESS-G 语言 EXPRESS 是一种表达产品数据的标准化数据建模语言(data modeling language)，定义在 ISO10303-1 1 中。EXPRESS-G 是 EXPRESS 语言的图形表达形式。EXPRESS 和 EXPRESS-G 是 IFC Schema 使用的数据建模语言。 介绍到这里，可以看出 EXPRESS 语言的一些特点。它是一种数据描述语言，其核心作用是描 述数据及其关系，所以包括了(UNIQUE 和 WHERE)这样的语言要素。对比之下，C、C++、Java 等是实现语言，它们包含更多的是计算机指令。这是他们的本质区别。 集成项目结构所有项目成员（包括设计师、承包商、供应商、制造商、运营维护人员）使用 统一的系统化方法做项目，将使得项目参与方的目标与项目的总目标一致，这个方法就是目 前已经得到行业广泛认可的一体化项目实施方法 IPD(Integrated project deliver) 公开信息共享 项目协同作业必须以公开、及时、可靠的信息共享作为基础，支持实现这一建议的软件种类 或技术名称目前还没有一个行业普遍接受的统一名称，具有一定知名度的名词有三个： PIM(project information management 项目信息管理)、PIP(project information portal 项目信息 门户)和 CPM（Collaborative project management）协同项目管理。 OPC 是为了连接数据源(OPC 服务器)和数据的使用者(OPC 应用程序)之间的软件接口标准。 数据源可以是 PLC，DCS，条形码读取器等控制设备。随控制系统构成的不同，作为数据源 的 OPC 服务器即可以是和 OPC 应用程序在同一台计算机上运行的本地 OPC 服务器，也可以 是在另外的计算机上运行的远程 OPC 服务器。 OPC 接口既可以适用于通过网络把最下层的控制设备的原始数据提供给作为数据的使 用者(OPC 应用程序)的 HMI(硬件监督接口)/SCADA(监督控制与数据采集)，批处理等自动化程 序，以至更上层的历史数据库等应用程序，也可以适用于应用程序和物理设备的直接连接。 所以 OPC 接口是适用于很多系统的具有高厚度柔软性的接口标准。 BACnet 是一个为嵌入式系统实现的 BACnet （楼宇自动化和控制网络）专门协议。 BACnet 本身就是一个标准的路由协议设计用于处理通信自动化的建筑，如空调系统和其他 暖通设备. NavisWorks 软件是由英国 Navisworks 公司研发并出品，2007 年该公司由美国 Autodesk 公司收购。 NavisWorks 是一款 3D/4D 协助设计检视软件，针对建筑、工厂和航运业中的项目生命周 期，能提高质量，提高生产力。使用 NavisWorks 软件，能提高您的工作效率、减少在工程 设计中出现的问题，是项目工程流线型发展的稳固平台。支持市场上主流 CAD 制图软件所 有的数据格式，拥有可升级的，灵活的和可设计编程的用户界面。 NavisWorks 的主要功能： 1.三维模型的实时漫游 目前大量的 3D 软件实现的是路径漫游，无法实现实时漫游，它 可以轻松的对一个超大模型进行平滑的漫游，为三维校审提供了最佳的支持。 2.模型整合 可以将多种三维的 3D 模型合并到一个模型中，（综合各个专业的模型到一 个模型）后可以进行不同专业间的碰撞校审、渲染.... 3.碰撞校审 不仅支持硬碰撞（物理意义上的碰撞）还可以做软碰撞校审（时间上的碰 撞校审、间隙碰撞校审、空间碰撞校审等）。可以定义复杂的碰撞规则，提高碰撞校审的准 确性。 4.模型渲染 软件内储存了丰富的材料用来做渲染，操作简单。丰富的渲染功能满足各 个场景的输出需要。 5.4D 模拟 软件可以导入目前项目上应用的进度软件（p3、Project 等）的进度计划， 和模型直接关联，通过 3D 模型和动画能力直观演示出建筑和施工的步骤。 6.支持 PDMS 和 PDS 模型 能够直接读取类似软件的模型，并可以直接进行漫游、渲染 和校核等功能，比这些软件的漫游渲染功能简便易学，效果和性能更好。 7.模型发布 支持将模型发布成一个.nwd 的文件，利于模型的完整和保密性，并且可以 用一个免费的浏览软件进行查看。 但是这个软件不可以建模型，不能将二维的模型转化成三维模型的功能。 Autodesk® Navisworks® Manage 软件是设计和施工管理专业人员使用的一款全面审阅解 决方案，用于保证项目顺利进行。Navisworks Manage 将精确的错误查找和冲突管理功能与 动态的四维项目进度仿真和照片级可视化功能完美结合。 Autodesk® Navisworks® Simulate 软件能够精确地再现设计意图，制定准确的四维施 工进度表，超前实现施工项目的可视化。在实际动工前，您就可以在真实的环境中体验所设 计的项目，更加全面地评估和验证所用材质和纹理是否符合设计意图。 Autodesk® Navisworks® Review 软件支持您实现整个项目的实时可视化，审阅各种格 式的文件，而无需考虑文件大小。 Autodesk® Navisworks® Freedom软件是免费的* Autodesk Navisworks NWD文件与三 维 DWF 格式文件浏览器。