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BIM應用技術方案分析

發布時間:2020年02月21日 17:35:17 來源:環球網校 點擊量:

【摘要】隨著全球建筑行業日趨規模化、復雜化、快速化,一種新的技術在建筑行業日益成熟并逐步推廣開來——它就是BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技術。但是目前整個BIM技術的應用都集中在前期的設計、施工階段。

一、單一軟件平臺

(1) 專業性不足、效率低

國內 BIM 應用從 2012年開始,經過 7年的發展,逐漸形成了以采用 Autodesk(美國)、Bentley(美國)、Dassault (法國)公司分別提供的單一軟件平臺為主導,用于工業與民用建筑、市政工程的 BIM 技術路線。主要用戶是第三方BIM 咨詢單位,此外包含部分設計企業、施工單位的 BIM 中心等。工作模式基本是在收到工程項目的二維CAD圖紙后,在規定的時間內進行三維模型的創建(又稱專業翻模)、管線綜合、碰撞檢查、工程量價統計、施工進度模擬、VR/AR制作等。

房建形式的民用建筑、軌道交通車站、鐵路站房、污水處理廠房等主要采用 Autodesk 的 Revit 軟件;市政道路線型工程主要采用 Bentley 的 MicroStation 軟件;大型市政橋梁工程則主要采用 Dassault 公司的 CATIA 軟件。大多數企業選擇單一軟件平臺的最主要因素是用單一軟件平臺可以避免不同專業軟件之間的數據格式不兼容問題。

以上三個軟件具備通用建模的能力,除了對計算機硬件資源要求高以外,還有一個突出的缺陷,即缺少專業創造、專業分析的能力。所以在模型創建的過程中,如果沒有相應的二次開發和基礎構件庫的積累,效率都比較低。這使得市場上出現了一些小型軟件公司或團隊通過二次開發,提高以上三個軟件的建模效率。這與中國 CAD 發展階段非常相似。

雖然二次開發工具或插件從一定程度上提高了基于二維圖紙的翻模效率,但是由于這種工作模式中的大多數建模人員不是該項目的專業設計人員,甚至大多數缺少豐富的專業設計經驗,對于復雜的非規則設計所建立的三維模型與設計意圖存在差距。另一方面,建模人員所做的工作滯后于設計工作,當建模人員完成三維模型時,由于當前快節奏的設計要求,設計圖紙可能已經發生修改,進入下一版本,所以這種工作模式下的三維模型與設計意圖出現版本錯位在所難免。而這些三維模型除了建模人員(團隊)以外,很少經過項目專業設計人員、業主方設計管理人員深入細致地查看與確認。而項目施工管理人員也由于不具備深入細致查看三維模型的條件,依然以原有的二維 CAD 設計圖紙進行施工管理。所以,不少經歷過實際項目檢驗的業主認為,BIM 并未產生預期的價值,對 BIM 應用滿意度降低,這正是建筑業界普遍關注的 BIM 發展困局。

(2) 市場風險加大

采用單一軟件平臺還存在以下隱性風險。如果同 CAD 時代一樣,中國的建筑與市政工程 BIM 軟件最終被 Autodesk、Bentley 公司壟斷市場,形成一家獨大的局面,所有建筑產業鏈上的企業在 BIM 軟件采購上將喪失定價權。在軟件授權模式方面,Autodesk、Bentley 公司基于其壟斷地位,都在推動永久許可證轉年租許可證模式,這會進一步增加建筑行業信息化轉型升級的成本。

當前,我國重大的公共建筑與基礎設施都采用 Autodesk、Bentley 公司的 BIM 軟件進行建模,產生的數據以這兩家公司私有的數據格式(未對外公開,僅以二次開發的方式獲取)保存,這意味著后續的土木工程大數據及數字城市的應用都離不開產生原始數據的 BIM 軟件,存在潛在的數據安全問題。

目前,國家將大數據戰略提上日程,中美貿易摩擦持續,美國對中國高新技術產業升級采取更大的非市場化干預,如果美國禁止中國企業使用 Autodesk、Bentley 公司的 BIM 軟件產品,中國 BIM 發展之路隨時有被中斷的風險。

二、多元軟件平臺(OpenBIM 技術路線)

(1) 專業性強、效率高

要真正解決以上單一軟件平臺工作模式的問題,必須跳出中國 BIM 發展只能依賴單一軟件平臺的思維模式,尋求一種能讓項目多方共同參與的多元軟件平臺的工作模式,即 OpenBIM 技術路線。OpenBIM 是基于開放的 IFC 標準和工作流程,協同完成建筑的設計、施工和運營的一種方法。其由 BUILDING SMART 和一些使用開放的 BUILDING SMART 數據標準的主要軟件供應商提出,最早由兩家歐洲軟件供應商——GRAPHISOFT 和 Tekla 發起,并得到多個國際組織的支持。

采用多元軟件平臺,各專業設計人員都可以選擇最適合、最優秀的 BIM 專業軟件進行 BIM 設計,在設計的過程中清楚、準確地表達自己的專業意圖,產生三維模型,通過 BIM軟件生成所需要的二維 CAD 圖紙。三維模型表達的是設計人員自己的設計意圖,而且設計意圖的修改由其自己完成,再生成新版二維 CAD 圖紙。目前基于單一軟件平臺工作模式出現的三維模型與設計意圖存在差距和不同步的問題,將迎刃而解。

建筑設計師可以選擇SketchUp軟件進行建筑方案設計,選擇 ArchiCAD 軟件進行建筑施工圖設計;結構工程師可以選擇優秀的 YJK 或 PKPM 軟件進行結構分析與設計,選擇 Tekla 軟件進行鋼結構深化設計;水暖電工程師可以選擇專業的 MagiCAD 或 Rebro 軟件進行機電專業設計及深化。這些專業 BIM 軟件的最大特點及優勢在于它的專業性,且對計算機硬件資源要求不高,深受專業設計師的喜愛。此外,與單一軟件平臺中的軟件相比,無需二次開發支持就能非常高效、準確地表達設計師的意圖,且無需第三方進行翻模工作。

(2) 數據交互是瓶頸,需重點解決

采用多元軟件平臺最大的困難在于如何解決不同專業軟件之間的數據共享與交換問題,這是 BIM 技術最核心的問題。提出一個多元軟件都支持的數據標準,各種不同專業軟件都能根據共同的數據標準進行模型文件的輸入輸出,從理論上可以解決這個問題。當前,建筑行業最為廣泛支持的數據標準是前文提到的 IFC 標準,也就是從理論上可以采用基于 IFC 標準的 BIM 協同解決方案。這種解決方案能夠使各專業的軟件各施所長、信息共享,實現多專業的協同,這是 BIM 技術的目標。然而,在實踐過程中,普遍發現不同專業軟件在輸入其他專業軟件輸出的 IFC 模型文件時存在或多或少的數據丟失現象,這使得基于 IFC 標準的 BIM協同解決方案受到了質疑。

針對這個問題,上海交大 BIM 研究中心進行了深入系統的研究,最終發現問題是不同專業軟件在輸入其他專業軟件輸出的 IFC 模型文件時,對非本專業的構件類型解析存在問題。為解決該問題,該 BIM 研究中心圍繞 IFC 標準開展了大量基礎性研究,自主研發了天磁 NMBIM 軟件,從 1.0版到最新發布的 4.0版,能夠做到無損解析各種專業軟件輸出的 IFC 模型文件,不僅實現了各種專業軟件之間數據互通,使得數據信息從規劃、設計、施工到運營、維護、管理可以一用到底,提高協作效率,而且在碰撞檢查方面的速度和準確性也已接近國際水平,還能實現項目組人員之間通過互聯網進行審閱批注的高效溝通交流。天磁 NMBIM 4.0軟件能在絕大多數臺式機和筆記本上流暢運行,大大降低了 BIM 應用推廣的門檻。

(3) 多種專業軟件相互競爭,有利于技術進步

采用多元軟件平臺,并不排斥相同類型的專業軟件。這不僅可以充分發揮各種不同專業軟件的特點,實現優勢互補,還能引入同類專業軟件的相互競爭,更有利于技術進步。多元軟件平臺使得中國建筑行業在進行專業 BIM 軟件選擇時,不會被某一公司壟斷市場,具有更大的主動權、更高的性價比。采用多元軟件平臺完成的項目,通過國際IFC 數據標準可以實現所有的專業模型數據與原有專業軟件分離,各專業模型可以快速進行數據標準化歸檔,為國家大數據戰略所必需的城市建筑與基礎設施數據化提供服務。

BIM技術作為目前建筑業轉型升級的最高水準,會有越來越多的價值潛能被不斷開發,節省成本、提高質量、產生價值。以上就是環球網校為你帶來的BIM相關內容,更多建筑類精彩內容可以關注環球網校,也可點擊下方“免費下載”領取自主學習資料。

分享到: 編輯:鞏明偉

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