IFC读写与规范检查.docx

调研报告1、IFC的产生IFC（Industry Foundation Classes）工业基础类的缩写。是IAI组织（the International Alliance for Interoperability）国际协同联盟建立的标准名称。通过IFC，在建筑项目的整个生命周期中提升沟通、生产力、时间、成本和质量，为全球的建筑专业与设备专业中的流程提升于信息共享建立一个普遍意义的基准。如今已经有越来越多的建筑行业相关产品提供了IFC标准的数据交换接口，使得多专业的设计、管理的一体化整合成为现实。建筑对象的工业基础类（Industry Foundation ClassIFC）数据模型标准是由国际协同联盟（International Alliance for IneteroperabilityIAI）在1995年提出的标准，该标准是为了促成建筑业中不同专业，以及同一专业中的不同软件可以共享同一数据源，从而达到数据的共享及交互。IFC数据模型覆盖了AEC/FM中大部分领域，并且随着新需求的提出在不断地扩充。IAI是一个非盈利性质的，面向建筑行业的全球性组织。它在24个国家中共有550多个会员并且有11个地区性的分会。IAI成立于1995年，其主要使命为提出工业数据标准，使得建筑项目全生命周期中的信息在不同专业中能够实现共享。中国的IAI分部在2005年6月成立与北京，这也标志这中国开始参与国际标准的制定。国际协同联盟早在95 年就提出了直接面向建筑对象的工业基础类数据模型标准，该标准的目的是促成建筑业中不同专业以及同一专业中的不同软件可以共享同一的数据源，从而达到数据的共享及交互。IFC数据模型覆盖了AEC/FM中大部分领域，并且随着新需求的提出还在不断的扩充，比如，由于新加坡施工图审批的要求，IFC加入的有关施工图审批的相关内容。IFC标准（IFC 2x platform. 版本）已经被ISO 组织接纳为ISO 标准（ISO/PAS 16739，可出版应用版本），成为AEC/FM（建筑、工程、施工、设备管理）领域中的数据统一标准。2、IFC的内容作为应用于AEC/FM各个领域的数据模型标准，IFC模型不仅仅包括了那些看得见、摸得着的建筑元素（比如梁、柱、板、吊顶、家具等等），也包括了那些抽象的概念（比如计划、空间、组织、造价等等）。最新的IFC标准包含了以下9 个建筑领域：建筑领域；结构分析领域；结构构件领域；电气领域；施工管理领域；物业管理领域；HVAC领域；建筑控制领域；管道以及消防领域。除此之外，IFC下一代标准正扩充到施工图审批系统，GIS系统，等等。3、目前支持IFC的设计软件宣布支持IFC数据格式导入和（或）导出的软件列表。buildingSMART协会的对外公布名单（见附件），共133个，其中包括主流设计软件。4、BIM数据质量检查方面Solibri自身不产生设计数据，但通过读取IFC文件，提供重建建筑模型的三维表现，更通过数据的深度挖掘提供规范检查等重要BIM功能，为设计把关，是BIM的一个重要功能。需求分析1、建筑行业现状由于建筑物的生命周期长，涉及的专业众多，使得与建筑物相关的数据非常复杂，并且各个专业之间的交换数据中可能会由于没有及时更新而造成施工中的错误。这些数据完整性以及数据交换性的问题一直困扰着建筑产业，并且给建筑业造成了巨额的浪费。近些年随着人们对与建筑信息模型的日益关注，通过以建筑为基础的软件数据交换形成高效连续的工作流渐渐成为热门话题。而IFC目前是唯一支持这种交互性的公共标准。2、设计软件之间数据交换的需求当前, 在各种商业软件盛行的环境下, 设计单位最紧迫的问题是要解决本单位各专业之间的信息交互, 应用计算机辅助建筑设计( CAAD) , 解决建筑设计过程中的建模、空间表达、数据计算、优化分析、工程制图等, 提高工作效率, 给建筑业带来了巨大的经济效益。市场上出现了大量的建筑绘图软件( AutoCAD、天正、理正等) 、结构分析与设计软件( PKPM、ETABS、SAP2000、STAAD 等) 、给水排水、暖通空调及工程概预算等软件。由于这些应用软件都是针对设计过程中的某一阶段或某一专业独立研制的, 尽管各应用软件都基于同一个建筑模型, 却因为缺乏共同的数据标准, 而不能交换与共享数据模型,成为建筑工程集成化设计技术发展的瓶颈。 以建筑设计中最重要的建筑与结构专业为例, 建筑师构造建筑模型后, 应用AutoCAD、天正、或理正等应用软件, 通过图纸将设计意图传递给结构工程师。结构工程师在理解建筑师的设计意图后, 应用PKPM、或ETABS 等结构分析与设计软件输入结构模型, 进行结构初步分析与设计,然后用AutoCAD 软件通过图纸将修改后的设计意图传递给建筑师。这样的设计过程往往要经历好几个、甚至十几个来回, 需要建筑师与结构工程师多次重复劳动。如何将建筑师构造的建筑模型自动转换成结构工程师的结构模型是建筑结构集成化设计的重要一步。有些研究者曾试图通过提取DWG 或DXF 图形来生成结构模型, 但却因为DWG 或DXF 文件描述中的线性对象不含有杆件截面属性和材料特性等参数而无实质进展。3、多种软件之间的数据交换现状和理想方式BIM的其中一个特点，BIM不是一个软件的事，其实BIM不止不是一个软件的事，准确一点应该说BIM不是一类软件的事，而且每一类软件的选择也不止是一个产品，这样一来要充分发挥BIM价值为项目创造效益涉及到常用的BIM软件数量就有十几个到几十个之多了。所以数据交换成为不可避免的用户需求，而两两交换的数据交换具有极大的局限性，各自软件升级都会造成信息交换的不充分、不及时，那么只针对一个标准也就是IFC标准的数据交换就成为了最佳方案。4、目前PKPM的IFC支持情况张工张汉义已经做出来了有关结构方面的交换程序，但IFC自身版本多样，现存IFC2X3为主，但IFC2X4也即将发布，不可避免会有修改和增减，而一个IFC完整数据类多达1200之多，手工编码实现的机械性和繁重可见一斑，所以需要做一个多版本轻松产生和完整读写，稳定运行的IFC读写库。而且作为BIM标准的制定者，不仅仅有个纸质的若干规范，更应该有一个建筑设计评估软件，来为建筑设计打分，让甲方对各类设计方案有一个标准的认知。技术开发报告1、IFCGears简介采用的IFCGears，成熟度极高，能够读写IFC文件，并使用Carve的建模手段还原其中的图形数据， 使用OSG显示3D模型数据，并能够拾取建筑构件能够很好的支持IFC各个版本的基本数据，并提供了自动代码生成器，根据IFC发布的标准EXPRESS文件产生多大1200多个类。因为数据量海量，不光提供32位程序，也提供了64位支持，在64位版本上对数据的限制基本解除。2、IFCGears的版权声明商业化无限制，见他的协议：基本意思，商业无限制，也不非要开放自己的代码License is OSGPL, which means that you can use it for commercial and non-commercial purposes. You dont have to publish your own source code, only the changes that you make in IfcGears, you have to publish. Only exception is Carve (external library for boolean operations), which uses GPL2 license. That means, if you dont publish the source code of your project, you can link Carve only as dynamic library.3、IFCGears技术特点： 1）自动产生IFC类。Class model, generated from EXPRESS schema 2）能读能写。Reader and writer for IFC STEP files 3）智能指针的内存管理模式。Smart pointers provide easy memory management 4）多核CPU的快速并行解析。Very fast parallel parsing on multi-core cpus 5）显示模型的转换Converts IFC geometry items into a vertex-edge-face graph 6）使用Carve的建模库，快速而且稳定Uses carve for fast and robust csg modeling 7）使用OSG模型库OpenSceneGraph plugin 8）优化显示Stateset caching and re-use for optimized draw traversal 9）使用QT的UI开发库。Qt example viewer application 4、IfcGears代码组成： IfcGears - class model, reader/writer, library IfcGears2osg - OpenSceneGraph plugin, library (requires OpenSceneGraph) IfcGearsViewer - simple viewer, application (requires Qt and OpenSceneGraph) 5、IFCGears对IFC的支持完整度高，而且图形显示和浏览基本完成，可以在其上继续开发，做模型浏览也好，还是做规范检查都可以作为一个不错的基础平台。开发计划开发目标：1、 IFC读写开发库。为新产品平台提供IFC读写支持