BIM應(yīng)用技術(shù)方案分析

一、單一軟件平臺

(1) 專業(yè)性不足、效率低

國內(nèi) BIM 應(yīng)用從 2012年開始，經(jīng)過 7年的發(fā)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(dǎo)，用于工業(yè)與民用建筑、市政工程的 BIM 技術(shù)路線。主要用戶是第三方BIM 咨詢單位，此外包含部分設(shè)計企業(yè)、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(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行三維模型的創(chuàng)建(又稱專業(yè)翻模)、管線綜合、碰撞檢查、工程量價統(tǒng)計、施工進(jìn)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(shù)企業(yè)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(yè)軟件之間的數(shù)據(jù)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(jī)硬件資源要求高以外，還有一個突出的缺陷，即缺少專業(yè)創(chuàng)造、專業(yè)分析的能力。所以在模型創(chuàng)建的過程中，如果沒有相應(yīng)的二次開發(fā)和基礎(chǔ)構(gòu)件庫的積累，效率都比較低。這使得市場上出現(xiàn)了一些小型軟件公司或團(tuán)隊通過二次開發(fā)，提高以上三個軟件的建模效率。這與中國 CAD 發(fā)展階段非常相似。

雖然二次開發(fā)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(shù)建模人員不是該項目的專業(yè)設(shè)計人員，甚至大多數(shù)缺少豐富的專業(yè)設(shè)計經(jīng)驗，對于復(fù)雜的非規(guī)則設(shè)計所建立的三維模型與設(shè)計意圖存在差距。另一方面，建模人員所做的工作滯后于設(shè)計工作，當(dāng)建模人員完成三維模型時，由于當(dāng)前快節(jié)奏的設(shè)計要求，設(shè)計圖紙可能已經(jīng)發(fā)生修改，進(jìn)入下一版本，所以這種工作模式下的三維模型與設(shè)計意圖出現(xiàn)版本錯位在所難免。而這些三維模型除了建模人員(團(tuán)隊)以外，很少經(jīng)過項目專業(yè)設(shè)計人員、業(yè)主方設(shè)計管理人員深入細(xì)致地查看與確認(rèn)。而項目施工管理人員也由于不具備深入細(xì)致查看三維模型的條件，依然以原有的二維 CAD 設(shè)計圖紙進(jìn)行施工管理。所以，不少經(jīng)歷過實際項目檢驗的業(yè)主認(rèn)為，BIM 并未產(chǎn)生預(yù)期的價值，對 BIM 應(yīng)用滿意度降低，這正是建筑業(yè)界普遍關(guān)注的 BIM 發(fā)展困局。

(2) 市場風(fēng)險加大

采用單一軟件平臺還存在以下隱性風(fēng)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(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)在 BIM 軟件采購上將喪失定價權(quán)。在軟件授權(quán)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(zhuǎn)年租許可證模式，這會進(jìn)一步增加建筑行業(yè)信息化轉(zhuǎn)型升級的成本。

當(dāng)前，我國重大的公共建筑與基礎(chǔ)設(shè)施都采用 Autodesk、Bentley 公司的 BIM 軟件進(jìn)行建模，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以這兩家公司私有的數(shù)據(jù)格式(未對外公開，僅以二次開發(fā)的方式獲取)保存，這意味著后續(xù)的土木工程大數(shù)據(jù)及數(shù)字城市的應(yīng)用都離不開產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)的 BIM 軟件，存在潛在的數(shù)據(jù)安全問題。

目前，國家將大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略提上日程，中美貿(mào)易摩擦持續(xù)，美國對中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)升級采取更大的非市場化干預(yù)，如果美國禁止中國企業(yè)使用 Autodesk、Bentley 公司的 BIM 軟件產(chǎn)品，中國 BIM 發(fā)展之路隨時有被中斷的風(fēng)險。

二、多元軟件平臺(OpenBIM 技術(shù)路線)

(1) 專業(yè)性強(qiáng)、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(fā)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(shù)路線。OpenBIM 是基于開放的 IFC 標(biāo)準(zhǔn)和工作流程，協(xié)同完成建筑的設(shè)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(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的主要軟件供應(yīng)商提出，最早由兩家歐洲軟件供應(yīng)商——GRAPHISOFT 和 Tekla 發(fā)起，并得到多個國際組織的支持。

采用多元軟件平臺，各專業(yè)設(shè)計人員都可以選擇最適合、最優(yōu)秀的 BIM 專業(yè)軟件進(jìn)行 BIM 設(shè)計，在設(shè)計的過程中清楚、準(zhǔn)確地表達(dá)自己的專業(yè)意圖，產(chǎn)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(dá)的是設(shè)計人員自己的設(shè)計意圖，而且設(shè)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(xiàn)的三維模型與設(shè)計意圖存在差距和不同步的問題，將迎刃而解。

建筑設(shè)計師可以選擇SketchUp軟件進(jìn)行建筑方案設(shè)計，選擇 ArchiCAD 軟件進(jìn)行建筑施工圖設(shè)計;結(jié)構(gòu)工程師可以選擇優(yōu)秀的 YJK 或 PKPM 軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計，選擇 Tekla 軟件進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計;水暖電工程師可以選擇專業(yè)的 MagiCAD 或 Rebro 軟件進(jìn)行機(jī)電專業(yè)設(shè)計及深化。這些專業(yè) BIM 軟件的最大特點及優(yōu)勢在于它的專業(yè)性，且對計算機(jī)硬件資源要求不高，深受專業(yè)設(shè)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(fā)支持就能非常高效、準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計師的意圖，且無需第三方進(jìn)行翻模工作。

(2) 數(shù)據(jù)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(yè)軟件之間的數(shù)據(jù)共享與交換問題，這是 BIM 技術(shù)最核心的問題。提出一個多元軟件都支持的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，各種不同專業(yè)軟件都能根據(jù)共同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模型文件的輸入輸出，從理論上可以解決這個問題。當(dāng)前，建筑行業(yè)最為廣泛支持的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是前文提到的 IFC 標(biāo)準(zhǔn)，也就是從理論上可以采用基于 IFC 標(biāo)準(zhǔn)的 BIM 協(xié)同解決方案。這種解決方案能夠使各專業(yè)的軟件各施所長、信息共享，實現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同，這是 BIM 技術(shù)的目標(biāo)。然而，在實踐過程中，普遍發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)軟件在輸入其他專業(yè)軟件輸出的 IFC 模型文件時存在或多或少的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，這使得基于 IFC 標(biāo)準(zhǔn)的 BIM協(xié)同解決方案受到了質(zhì)疑。

針對這個問題，上海交大 BIM 研究中心進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，最終發(fā)現(xiàn)問題是不同專業(yè)軟件在輸入其他專業(yè)軟件輸出的 IFC 模型文件時，對非本專業(yè)的構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)開展了大量基礎(chǔ)性研究，自主研發(fā)了天磁 NMBIM 軟件，從 1.0版到最新發(fā)布的 4.0版，能夠做到無損解析各種專業(yè)軟件輸出的 IFC 模型文件，不僅實現(xiàn)了各種專業(yè)軟件之間數(shù)據(jù)互通，使得數(shù)據(jù)信息從規(guī)劃、設(shè)計、施工到運營、維護(hù)、管理可以一用到底，提高協(xié)作效率，而且在碰撞檢查方面的速度和準(zhǔn)確性也已接近國際水平，還能實現(xiàn)項目組人員之間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)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(shù)臺式機(jī)和筆記本上流暢運行，大大降低了 BIM 應(yīng)用推廣的門檻。

(3) 多種專業(yè)軟件相互競爭，有利于技術(shù)進(jìn)步

采用多元軟件平臺，并不排斥相同類型的專業(yè)軟件。這不僅可以充分發(fā)揮各種不同專業(yè)軟件的特點，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，還能引入同類專業(yè)軟件的相互競爭，更有利于技術(shù)進(jìn)步。多元軟件平臺使得中國建筑行業(yè)在進(jìn)行專業(yè) 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(quán)、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(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可以實現(xiàn)所有的專業(yè)模型數(shù)據(jù)與原有專業(yè)軟件分離，各專業(yè)模型可以快速進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化歸檔，為國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略所必需的城市建筑與基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)化提供服務(wù)。

BIM技術(shù)作為目前建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的最高水準(zhǔn)，會有越來越多的價值潛能被不斷開發(fā)，節(jié)省成本、提高質(zhì)量、產(chǎn)生價值。以上就是環(huán)球網(wǎng)校為你帶來的BIM相關(guān)內(nèi)容，更多建筑類精彩內(nèi)容可以關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校，也可點擊下方“免費下載”領(lǐng)取自主學(xué)習(xí)資料。