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BIM应用技术方案分析

发布时间:2020年02月21日 17:35:17 来源:环球网校 点击量:

【摘要】随着全球建筑行业日趋规模化、复杂化、快速化,一种新的技术在建筑行业日益成熟并逐步推广开来——它就是BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术。但是目前整个BIM技术的应用都集中在前期的设计、施工阶段。

一、单一软件平台

(1) 专业性不足、效率低

国内 BIM 应用从 2012年开始,经过 7年的发展,逐渐形成了以采用 Autodesk(美国)、Bentley(美国)、Dassault (法国)公司分别提供的单一软件平台为主导,用于工业与民用建筑、市政工程的 BIM 技术路线。主要用户是第三方BIM 咨询单位,此外包含部分设计企业、施工单位的 BIM 中心等。工作模式基本是在收到工程项目的二维CAD图纸后,在规定的时间内进行三维模型的创建(又称专业翻模)、管线综合、碰撞检查、工程量价统计、施工进度模拟、VR/AR制作等。

房建形式的民用建筑、轨道交通车站、铁路站房、污水处理厂房等主要采用 Autodesk 的 Revit 软件;市政道路线型工程主要采用 Bentley 的 MicroStation 软件;大型市政桥梁工程则主要采用 Dassault 公司的 CATIA 软件。大多数企业选择单一软件平台的最主要因素是用单一软件平台可以避免不同专业软件之间的数据格式不兼容问题。

以上三个软件具备通用建模的能力,除了对计算机硬件资源要求高以外,还有一个突出的缺陷,即缺少专业创造、专业分析的能力。所以在模型创建的过程中,如果没有相应的二次开发和基础构件库的积累,效率都比较低。这使得市场上出现了一些小型软件公司或团队通过二次开发,提高以上三个软件的建模效率。这与中国 CAD 发展阶段非常相似。

虽然二次开发工具或插件从一定程度上提高了基于二维图纸的翻模效率,但是由于这种工作模式中的大多数建模人员不是该项目的专业设计人员,甚至大多数缺少丰富的专业设计经验,对于复杂的非规则设计所建立的三维模型与设计意图存在差距。另一方面,建模人员所做的工作滞后于设计工作,当建模人员完成三维模型时,由于当前快节奏的设计要求,设计图纸可能已经发生修改,进入下一版本,所以这种工作模式下的三维模型与设计意图出现版本错位在所难免。而这些三维模型除了建模人员(团队)以外,很少经过项目专业设计人员、业主方设计管理人员深入细致地查看与确认。而项目施工管理人员也由于不具备深入细致查看三维模型的条件,依然以原有的二维 CAD 设计图纸进行施工管理。所以,不少经历过实际项目检验的业主认为,BIM 并未产生预期的价值,对 BIM 应用满意度降低,这正是建筑业界普遍关注的 BIM 发展困局。

(2) 市场风险加大

采用单一软件平台还存在以下隐性风险。如果同 CAD 时代一样,中国的建筑与市政工程 BIM 软件最终被 Autodesk、Bentley 公司垄断市场,形成一家独大的局面,所有建筑产业链上的企业在 BIM 软件采购上将丧失定价权。在软件授权模式方面,Autodesk、Bentley 公司基于其垄断地位,都在推动永久许可证转年租许可证模式,这会进一步增加建筑行业信息化转型升级的成本。

当前,我国重大的公共建筑与基础设施都采用 Autodesk、Bentley 公司的 BIM 软件进行建模,产生的数据以这两家公司私有的数据格式(未对外公开,仅以二次开发的方式获取)保存,这意味着后续的土木工程大数据及数字城市的应用都离不开产生原始数据的 BIM 软件,存在潜在的数据安全问题。

目前,国家将大数据战略提上日程,中美贸易摩擦持续,美国对中国高新技术产业升级采取更大的非市场化干预,如果美国禁止中国企业使用 Autodesk、Bentley 公司的 BIM 软件产品,中国 BIM 发展之路随时有被中断的风险。

二、多元软件平台(OpenBIM 技术路线)

(1) 专业性强、效率高

要真正解决以上单一软件平台工作模式的问题,必须跳出中国 BIM 发展只能依赖单一软件平台的思维模式,寻求一种能让项目多方共同参与的多元软件平台的工作模式,即 OpenBIM 技术路线。OpenBIM 是基于开放的 IFC 标准和工作流程,协同完成建筑的设计、施工和运营的一种方法。其由 BUILDING SMART 和一些使用开放的 BUILDING SMART 数据标准的主要软件供应商提出,最早由两家欧洲软件供应商——GRAPHISOFT 和 Tekla 发起,并得到多个国际组织的支持。

采用多元软件平台,各专业设计人员都可以选择最适合、最优秀的 BIM 专业软件进行 BIM 设计,在设计的过程中清楚、准确地表达自己的专业意图,产生三维模型,通过 BIM软件生成所需要的二维 CAD 图纸。三维模型表达的是设计人员自己的设计意图,而且设计意图的修改由其自己完成,再生成新版二维 CAD 图纸。目前基于单一软件平台工作模式出现的三维模型与设计意图存在差距和不同步的问题,将迎刃而解。

建筑设计师可以选择SketchUp软件进行建筑方案设计,选择 ArchiCAD 软件进行建筑施工图设计;结构工程师可以选择优秀的 YJK 或 PKPM 软件进行结构分析与设计,选择 Tekla 软件进行钢结构深化设计;水暖电工程师可以选择专业的 MagiCAD 或 Rebro 软件进行机电专业设计及深化。这些专业 BIM 软件的最大特点及优势在于它的专业性,且对计算机硬件资源要求不高,深受专业设计师的喜爱。此外,与单一软件平台中的软件相比,无需二次开发支持就能非常高效、准确地表达设计师的意图,且无需第三方进行翻模工作。

(2) 数据交互是瓶颈,需重点解决

采用多元软件平台最大的困难在于如何解决不同专业软件之间的数据共享与交换问题,这是 BIM 技术最核心的问题。提出一个多元软件都支持的数据标准,各种不同专业软件都能根据共同的数据标准进行模型文件的输入输出,从理论上可以解决这个问题。当前,建筑行业最为广泛支持的数据标准是前文提到的 IFC 标准,也就是从理论上可以采用基于 IFC 标准的 BIM 协同解决方案。这种解决方案能够使各专业的软件各施所长、信息共享,实现多专业的协同,这是 BIM 技术的目标。然而,在实践过程中,普遍发现不同专业软件在输入其他专业软件输出的 IFC 模型文件时存在或多或少的数据丢失现象,这使得基于 IFC 标准的 BIM协同解决方案受到了质疑。

针对这个问题,上海交大 BIM 研究中心进行了深入系统的研究,最终发现问题是不同专业软件在输入其他专业软件输出的 IFC 模型文件时,对非本专业的构件类型解析存在问题。为解决该问题,该 BIM 研究中心围绕 IFC 标准开展了大量基础性研究,自主研发了天磁 NMBIM 软件,从 1.0版到最新发布的 4.0版,能够做到无损解析各种专业软件输出的 IFC 模型文件,不仅实现了各种专业软件之间数据互通,使得数据信息从规划、设计、施工到运营、维护、管理可以一用到底,提高协作效率,而且在碰撞检查方面的速度和准确性也已接近国际水平,还能实现项目组人员之间通过互联网进行审阅批注的高效沟通交流。天磁 NMBIM 4.0软件能在绝大多数台式机和笔记本上流畅运行,大大降低了 BIM 应用推广的门槛。

(3) 多种专业软件相互竞争,有利于技术进步

采用多元软件平台,并不排斥相同类型的专业软件。这不仅可以充分发挥各种不同专业软件的特点,实现优势互补,还能引入同类专业软件的相互竞争,更有利于技术进步。多元软件平台使得中国建筑行业在进行专业 BIM 软件选择时,不会被某一公司垄断市场,具有更大的主动权、更高的性价比。采用多元软件平台完成的项目,通过国际IFC 数据标准可以实现所有的专业模型数据与原有专业软件分离,各专业模型可以快速进行数据标准化归档,为国家大数据战略所必需的城市建筑与基础设施数据化提供服务。

BIM技术作为目前建筑业转型升级的最高水准,会有越来越多的价值潜能被不断开发,节省成本、提高质量、产生价值。以上就是环球网校为你带来的BIM相关内容,更多建筑类精彩内容可以关注环球网校,也可点击下方“免费下载”领取自主学习资料。

分享到: 编辑:巩明伟

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