中国建筑信息模型标准发展

第三届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海•2011中国建筑信息模模模型标准准发展展研究刘曲文上海市政工程设设设计研究究总院院（集团团）有有限公司司【摘要】建筑信信信息模型（BuillddinggIInfoormmatiionnMoodeelinng，简称BIM）概念的的提提出是建建筑行行业信息息化历历程中里里程碑碑意义的的技术术理念。它它将将引领建建筑行行业各个个环节节的数据据集成成与协作作。自自从2003年起，BIM概念引入入中中国以来来，BIM在中国已已经经有一定定的人人员与技技术基基础，各各大设设计院以以及高高校也纷纷纷成成立BIM研究中心心、BIM团队。住住建建部十二二五规规划也将BIM作为建筑筑行行业信息息化的的核心技技术进进行发展展。因因此，制制定符符合我国国建筑筑行业特特点的的BIM标准迫在在眉眉睫。本本文对对中国建建筑信信息模型型发展展历程以以及今今后发展展趋势势及内容容进行行了介绍绍。【关键词】建筑筑筑信息模型型（BIM）行业信信息息化BIM标准1概述目前，全球土木木木建筑业业存在在两个亟亟待解解决的问问题：：一是各各种生生产环节节之间间缺乏协协同工工作，以以至于于生产效效率较较低，资资源浪浪费严重重；二二是重复复工作作不断，特特别别是项目目初期期建筑和和结构构设计之之间的的反复修修改工工作，造造成生生产成本本上升升。研究究数据据表明，由由于于缺乏相相互协协作，建建筑业业每年约约有158亿美元的的损损失（2004年统计数数据据），在4.8万亿美元元总总投资中中约30%资金浪费费（2008年初统计计数数据）（DDiiannneDavviss，2007）。我国国建建筑业在在这方方面的情情况也也不容乐乐观，研研究统计计，2006年全球建建筑筑业总产产量达达到4.6万亿，而而东东亚（主主要是是中国）就就占占了1万亿，其其中中因缺乏乏协作作与重复复工作作造成的的损失失在25%以上（武武涌涌等，2007）。土木建筑业的增增增长在很很大程程度上是是靠投投资拉动动和规规模扩张张实现现的，因因此，在在保持建建筑业业高速发发展的的同时，必必须须形成对对环境境友好的的绿色色建筑市市场。绿绿色建筑筑倡导导高效合合理地地利用能能源、土土地资源源、水水资源、建建筑筑材料等等，最最低限度度地影影响环境境。而而建筑信信息模模型（BuillddinggIInfoormmatiionnMoodeelinng，以下简简称BIM）正是在在新新世纪全全球土土木建筑筑业可可持续发发展的的关键时时期应应运而生生的新新事物。在BIM标准制制制定方面，早早在20世纪末，国国际上一些发发达国家和地地区就开始对对其展开研究究，并制定了了IFC（IndusstriallFounndatioonClaasses）标准（IAI，2008）；美国（NBIMS，2007）、澳大利利亚和英国等等国家也分别别于2006年、2009年、2010年相继颁布布了适应本国国发展需求的的BIM行业标准。在在中国，BIM的标准制定定则起步较晚晚。2007年，中国建建筑标准设计计研究院提出出了JG/T1198-20007标准，采用用了国际上的的IFC标准（建设设部标准定额额研究所，2007）；清华大大学软件学院院也开始着手手研究适用于于中国的建筑筑模型标准框框架（清华大大学软件学院院BIM课题组，2010）。但是，对对于地下空间间这一具有特特殊性的实体体建筑类型，目目前国内尚无无相关BIM标准可供设设计借鉴。在在使用BIM平台进行设设计和施工的的研究方面，国国外已经进行行了大量的尝尝试，美国Autoddesk公司就是代代表之一。BIM是创建并并并利用数数字化化模型对对建设设项目进进行设设计、建建造、运运营管理理的过过程和方方法，它它贯穿于于建筑筑的全生生命周周期。21世纪，中中国国城市化化进程程的力度度将不不断加大大，在在城市化化进程程中合理理、有有效地使使用BIM平台，将将为为工程建建设行行业的发发展带带来巨大大的效效益，可可显著著提高设设计乃乃至整个个工程程的质量量和效效率。2建筑信息模模型型标准的概概概念和研研究方方向清华大学软件学学学院BIM课题组提提出出了CBIMMS（ChinneeseBuuilddinngIInfformmattionnMModeeliingSttanddarrd）概念，并并并在《中中国建建筑信息息模型型标准框框架研研究》中中对CBIMMS的组成及及各各部分相相关内内容进行行了详详细的介介绍。[11]2.1中国建建建筑信息息化发发展的历历程要谈中国建筑信信信息化发发展历历程，不不能不不先提及及一下下世界建建筑信信息化发发展的的简要历历程。1946年2月世界上上第第一台计计算机机ENIAAC在美国宾宾夕夕法尼亚亚大学学诞生，标标志志着人类类全新新的“E”时代的到到来来。1958年美国ElleerrbeAsssocciaates建筑师事事务务所安装装了一一台名为BenddiixGG155的计算机机用用于机构构计算算，标志志着建建筑设计计学科科与计算算计学学科相结结合的的第一次次尝试试。上个个世纪纪七十年年代初初，Autoottrol软件公司司首首先打入入了建建筑工程程设计计领域，当当时时的主要要功能能是建筑筑制图图与建筑筑表现现。1982年，Autooddesk公司推出AutooCCAD通用绘图图软软件一直直沿用用至今。[[44]我国也与上个世世世纪七十十年代代末开始始研究究计算机机图形形学。八八五期期（19911--19995）间的甩甩图图板运动动标志志着我国国建筑筑设计行行业岗岗位信息息化时时代的到到来，但但当时的的信息息化仅仅仅基于于几何的CAD方式，以以点点、线、面面为为数据粒粒度。直直到上个个世纪纪九十年年代出出现天正正、理理正、鸿鸿业等等基于AutooddeskkCCAD和BenttlleyMiicrooSttatiionn二次开发发的的产品问问世标标志着我我国建建筑设计计行业业进入了了部门门信息化化时代代。部门门信息息化是面面向建建筑对象象的CAD方式，还还没没有协同同，仅仅仅减少少了绘绘图人员员的工工作量。岗岗位位信息化化与部部门信息息化过过程中都都会随随之产生生建筑筑数据信信息，但但是并没没有很很好的对对这些些产生的的数据据信息加加以利利用。时时间推推移到新新世纪纪的十年年，我我国建筑筑设计计行业也也只是是部分进进入了了企业信信息化化得行列列，大大多数的的企业业还是粗粗放式式的管理理，没没有基于CAD的二维标标准准，没有有协同同设计。也也是是这十年年，我我们也了了解到到了建筑筑信息息模型这这一理理念。建建筑信信息模型型是面面向模型型的CAD方式，是是以以建筑对对象以以及建筑筑对象象之间的的关系系为数据据粒度度，并以以数学学建模为为基础础。它的的最显显著的特特征就就是各个个环节节的业务务协作作、产业业链条条的资源源共享享与数据据集成成。这些些特征征和行业业信息息化的特特征高高度一致致。可可以说建建筑信信息模型型时代代的到来来就是是行业信信息化化时代的的到来来，并且且是工工程设计计行业业一次巨巨大的的技术革革新，这这样的革革新不不亚于甩甩图板板运动给给行业业带来的的变化化。2011年住房和和城城乡建设设部印印发《20111--20115年建筑业业信信息化发发展纲纲要》，其其中中目标摘摘录如如下：“十二五”期间，基基本本实现建建筑企企业信息息系统统的普及及应用用，加快快建筑筑信息模模型（BIM）、基于于网网络的协协同工工作等新新技术术在工程程中的的应用，推推动动信息化化标准准建设，促促进进具有自自主知知识产权权软件件的产业业化，形形成一批批信息息技术应应用达达到国际际先进进水平的的建筑筑企业。”[5]]产生数据（没有有有的利用用这些些产生的的数据据）产生生数据据并利用用这些些数据岗位信息化部门信息息化企业信息息化行业信息息化化面向对象CAD方式：以建筑对象为数据粒度（没有协同，仅仅减少了一些人员的工作量）基于几何CAD方式：以点、线、面为数据粒度，它是没有任何语义的面向对象CAD方式：以建筑对象为数据粒度（没有协同，仅仅减少了一些人员的工作量）基于几何CAD方式：以点、线、面为数据粒度，它是没有任何语义的面向模型的CAD方式：以建筑对象及对象关系为数据粒度。（运用数学模型进行设计——BIM）面向协同CAD方式：以建筑对象为数据粒度，结合协同设计平台，实现二维协同设计图4建筑行业信息化历程图4建筑行业信息化历程2.2建筑信信信息模型型标准准的研究究内容容中国工程建设行行行业需要要利用用TT技术，实实现现业主与与设计计、施工工、运运维各个个环节节的无缝缝集成成，完成成从粗粗放式管管理向向系统化化管理理的过渡渡，从从各自为为战转转向产业业协调调的转变变。通通过调研研和研研究，我我们认认为BIM在中国的的应应用和推推广，依依赖于三三个层层次的标标准化化搭建，分分别别是：BIM信息交互互互标准在信息交互方面面面主要还还是围围绕国际际协同同联盟的的面向向建筑对对象的的工业基基础类类（IFC）作为数数据据模型的的标准准。主要要应该该解决数数据交交换格式式、信信息分类类方法法以及流流程规规则三个个方面面的内容容。BIM协同作业业业标准协同作业是设计计计之外的的各种种设计文文件与与办公文文档管管理、人人员权权限管理理、设设计校审审流程程、计划划任务务、项目目状态态查询统统计等等的设计计相关关的管理理功能能，以及及设计计方与业业主、施施工方、监监理理方、材材料供供用商、物物业业运营方方等相相关各方方，进进行文件件交互互、沟通通交流流等的协协同管管理手段段。它它是提升升全产产业链各各环节节效率的的重要要手段。[[22]如下图图所所示：BIM协同设计计计标准BIM设计是在在在三维设设计平平台实现现的，组组成模型型的基基本单位位是建建筑对象象，每每一个对对象都都代表建建设项项目中的的一个个具体的的物理理存在—建筑构件件、结结构构件件、机机电设备备、管管道管路路、场地构件件等等等，每一一个对对象都对应应相应物理理存在的的各类类信息，这这样样的信息息可以以被系统统自动动处理，在在项项目不同同参与与方之间间自动动流转。而而现现行的二二维设设计的组组成图图形的基基本单单位是几几何图图块，图块块是是非结构构化信信息，核核心是是几何数数据，没没法被上上下游游重复利利用，本本质上仍仍然不不能把信信息有有效存储储起来来在项目目不同同参与方方之间间进行交交流，因因为对某某个图图块定义义为属属性A而不是属属性B是由用户户控控制而不不是由由系统控控制的的，具有有不确确定性和和不可可检查性性。[[3]协同同设设计主要要包括括以下几几个方方面的研研究：：1）BBBIM项目信息息收收集与记记录方方法、文文档编编制原则则与BIM数据共享享流流程；2）BBBIM模型交换换、拆拆分方法法和建建模深度度规定定；3）文文文件夹命命名规规范、文文件夹夹架构原原则编编制与出出图样样式方法法研究究。3结论中国建筑需需要要利用IT技术，实实现现业主与与设计计、施工工、运运维各个个环节节的无缝缝集成成，完成成从粗粗放式管管理向向精细化化管理理的过渡渡，从从各自为为战向向产业协协调的的转变。建筑信息化是降降降低建造造成本本，提高高建筑筑质量和和运行行效率，延延长长建筑物物生命命周期的的最佳佳途径，也也是是中国建建筑工工业化的的必由由之路。中国未来建筑信信信息化发发展将将形成以BIM为核心的的产产业革