原创BIM建筑信息模型专题课件

建筑信息模型专题

BuildingInformationModeling黄亚江2020年08月23日1一、BIM的概念和内涵、特点、优势二、BIM技术的历史、发展、研究、政策、规范现状三、BIM技术的具体应用点简述四、BIM的软件和支持平台五、BIM的应用综合案例-基于BIM的正向设计六、施工企业BIM管理体系构建七、BIM技术推广障碍2一、BIM的概念和内涵、特点、优势3乍看BIM似乎也没什么神奇之处？/video/BV1TW411V79J/4

BIM（BuildingInformationModeling）技术最初发源于20世纪70年代的美国，由美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院的查克伊士曼博士提出。其被定义为：

建筑信息模型是将一个建设项目在整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件的性能信息综合到一个单一的模型中。同时，这个单一模型的信息中还包括了施工进度、建造过程的过程控制信息。5

BIM（BuildingInformationModeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。01BIM的概念01BIM的内涵这里引用美国国家BIM标准对BIM的定义，定义由三部分组成：(1)BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；(2)BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；(3)在设施的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。8▲▲01BIM的特点BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；建筑业也有设计方面的效果图。可视化协调性模拟性优化性可出图性BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并提供出来。模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在信息，基于BIM的基础可以更好地优化模型。BIM模型不仅能绘制常规的建筑设计图纸及构件加工的图纸，还能通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，并出具各专业图纸及深化图纸，使工程表达更加详细。可视化沟通平台

BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来产出效果图及报表的生成，更重要的是项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。BIM的优势

优化是设计的灵魂。透过准确的信息提出合理的优化结果。BIM模型提供了建物的实际信息，包括几何、物理。BIM的优化有两点方向：

(一)项目方案优化：5D模拟，将设计和投资回报分析结合起来，实时计算出数字的变化，可以帮助业主及设计单位对方案的判断选择，让方案更有利于需求。(二)特殊项目的优化：幕墙、屋顶、大空间的异型设计，这些异型设计伴随着施工难度大和施工问题多的地方，进行优化后可以带来显著的工期和造价改进。构筑优化性01输出种类：万向出图设计单位除了可视化外，常会遇到业主要求须要建筑模拟效果图，但是效果图是需花相当时间制作或外包给专业团队进行制作，并不是通过模型自动生成的。除效果图外，亦可产出建筑设计图纸，结构图及构件加工、机电图。BIM建模软件不再只是单纯使用点、线、面的绘图工具，而是柱、梁及墙等构件，在视图上，建立和修改的是相互有所关联的对象。全部采用参数化设计方式进行模型建立，整个建立过程就是不断新增和修改各种对象的参数。参数式设计01BIM的优势项目实施中，施工单位、业主及设计单位时常都因为各自接口而所冲突时，召开接口协调会议做着协调及相配合的工作，寻找接口问题发生的原因及解决办法，然后做出变更及相应补救措施等进行问题的解决。通过BIM的协同平台就可以提前处理问题，用BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提出合理的解决方案。协同平台01BIM的优势真正的全寿命周期1.规划设计：利用3D模型的技术与详细的信息，进行设计、结构分析、体积分析、传热分析、干涉碰撞等设计与分析，另于3D模型中加入时间、仿真施工顺序及纳入成本预算而成为5D模型进行成本概算，使业主了解整个项目需求及预算。2.发包施工：直接运用BIM模型，导入4D概念，建立施工排程顺序，可以协助施工流程的管理，包括施工动员、采购、工程排程及排序、成本控制与现金使用分析、材料订购和交付，以及构件制造与装设等，模型中也包含了详细的对象信息，可提供承包商施工时，对材料的信息及数量进行校对。3.运营维护：建筑物中各项设备的模型建立于建筑物模型中并将各项维护作业的细部数据及数据输入，于日后进行建筑物设备维护管理作业时，相关管理部门即可利用已建构完成的BIM模型了解相关管理作业的进度及责任安排，维护人员也可通过模型了解进度规划及责任分配等信息。01BIM的优势二、BIM技术的历史、发展、研究、政策、规范现状14项目综述点击输入简要文字解说，解说文字尽量概括精炼，不用多余的文字修饰简洁精准的解说所提炼的核心概念。点击输入简要文字解说说文字尽量概括精炼，不用多余的文字修饰洁精准的解说所提炼的核心概念。02BIM技术的历史和发展过程

目前BIM技术主要用来创建信息模型，但从其发展历程来看，建筑业最早是在设计阶段出现BIM技术的构想和实践的，因此BIM概念应从属于CAD概念，BIM也符合CAD所蕴含的计算机辅助设计的理念，BIM技术是建筑业的新一代CAD技术。二维CAD技术的应用三维CAD技术的应用建筑业的BIM技术+VR虚拟技术02BIM技术的历史和发展过程二维CAD技术的应用

如何更好的让别人理解自己的设计理念，是人类一直以来不断研究的问题。追溯到古埃及，人们将住宅剖面画在壁画中，利用二维图像来表达建筑。造纸术的发明并传入欧洲，人们进入了用二维图纸来表达设计和指导建造过程的时代。二维图纸包含着建筑信息，成为设计交流和建造过程的物质中介。

建筑设计方法和生产模式随着CAD技术的开发和升级产生了大的变革。CAD的出现让建筑工程人员从传统的手工画图、计算的工作模式转变成了电脑绘图，软件算量、计价的模式，让人们能更方便、更及时的进行方案修改与优化。不仅节省了人力物力，更重要的是提高了设计出图效率，大大缩短了设计周期，提高了设计质量。三维CAD技术的应用

建筑设计软件的开发引入了面向对象的方法，出现了天正、ADT等建筑设计软件。这些软件将建筑构件（门、窗、梁、墙、柱等）定义为不同的对象，将有关数据和操作关联在建筑对象中，从而完成由具有属性特征的建筑构件构成的设计图，告别了由线段、弧线等图元组成得几何图形时代。在面向对象模式下，对平面图的相关操作和三维建模之间是双向联动的，修改了平面图后，其对应的三维模型对象也得到了修改，反之亦然。三维模型构件还可以添加更多属性数据，如材料密度、导热性能等物理参数，为进行结构计算、节能计算创造了条件，具备了为优化设计提供实时计算分析的能力，实现信息建模。02BIM技术的历史和发展过程建筑业的BIM技术

BIM技术的核心是一个由三维模型形成的数据库，数据中不仅包含了设计过程的设计信息，还包含了从规划、设计到建成使用甚至运营管理，建筑全生命周期的全部信息。在这个三维模型数据库中，不仅包含外观形状的视觉信息，还包含大量非外观信息，如建筑用料规格、价格、构件重量、受力性能等。建筑信息模型中还可容纳规划条件信息、地理环境现状信息、建筑造型和空间几何形体信息、结构尺寸和受力信息、水电暖方面管道布置信息、建筑材料与构造信息等等。这些信息均包含与三维模型中，建筑项目全过程的信息在三维模型中均有描述。02BIM技术的历史和发展过程VR是VirtualReality的缩写，中文的意思就是虚拟现实（真实幻觉、灵境、幻真），也称灵境技术或人工环境。概念是在20世纪80年代初提出来的，其具体是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。增强现实（AugmentedReality，简称AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术最早于1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，增强现实的用途越来越广。02BIM技术的历史和发展过程BIM(建筑信息模型)的发展历程源于1970s年代，美国乔治亚理工大学Eastmanetal.(2011)提出未来可以对建筑体以计算机系统仿真，并将这种系统命名为“BuildingDescriptionSystem”1986年，美国学者Aish&Noakes(1984)提出了“BuildingModeling”的概念，从70年代一直到90年代初，受限于计算机16位CPU内存的不足，以及绘图运算处理效能低等因素，当时全球主要绘图工作站研发制造商DEC、SGI、SUN、HP、IBM致力于硬件上开发建筑计算机辅助绘图、设计与仿真系统，但碍于硬件成过高及软件功能不足，全球建筑产业使用计算机仿真大楼建造只能于实验室研究用。02BIM技术的历史和发展过程1989年代理BIGD炫染软件(ComputerGraphicRendering)，当时以AutodeskR10绘图软件绘制2D图，再以3DBIG-D软件进行日照仿真炫染，硬件采用HPVectra386PC，平均仿真产生3D模型需要8-24小时以上运算时间，如此低执行效率，是当时商业化的障碍。进入21世纪后软硬件高速发展，专业的绘图芯片GPU64位引擎与多CPU多核处理器可执行类并行计算机运算，到2002年由Autodesk公司提出建筑信息模型(BuildingInformationModeling，BIM)，对计算机辅助设计创新得以大突破。现在，BIM已经成为产业中解决实际问题的生产力工具。国内BIM研究文献截止到2020年04月23国内BIM核心期刊研究文献截止到2020年04月24国内BIM硕博论文截止到2020年04月25262728国内BIM政策背景29

2011年住建部发布《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》，第一次将BIM纳入信息化标准建设内容，2013年推出《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，2016年发布《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，BIM成为“十三五”建筑业重点推广的五大信息技术之首；进入2017年，国家和地方加大BIM政策与标准落地，《建筑业十项新技术2017》将BIM列为信息技术之首。国内BIM政策30各地政府的不同态度从2014年开始，在住建部的大力推动下，各省市政策相继出台BIM推广应用文件，到目前我国已初步形成BIM技术应用标准和政策体系，为BIM的快速发展奠定了坚实的基础。2018年，各地政府对于BIM技术的重视程度不减，重庆、北京、吉林、深圳等多地政策出台指导意见，旨在推动BIM技术进一步应用普及。我国出台BIM推广意见的省市数量逐渐增多，全国BIM技术应用推广的范围更加广泛。313233部分发达国家的政策措施34

BIM技术在国内越来越火，国内12个地区出台BIM政策，可见住建部对BIM技术极为重视，近六年来，基本上每年都会发布一则BIM相关政策。国内BIM政策

通过这些政策来推广BIM技术的应用，影响建筑行业对BIM技术的重视各地方政府也积极响应BIM技术，先后推出相关BIM政策。350102

从地区来看，国内最早发布BIM相关政策的城市为北京。2014年5月北京质量技术监督局/北京市规划委员会发布关于《民用建筑信息模型设计标准》。文件中提出BIM的资源要求、模型深度要求、交付要求是在BIM的实施过程规范民用建筑BIM设计的基本内容，该标准于2014年9月1日正式实施。本标准中强调了BIM建筑的实施规范，在一定程度上指导北京地区民用建筑的施工要求。北京市广东省

2014年9月16日广东省住建厅发布《关于开展建筑信息模型BIM技术推广应用工作的通知》，通知中明确了未来五年广东省BIM技术应用目标：到2014年底，启动10项以上BIM技术推广项目建设；到2015年底，基本建立广东省BIM技术推广应用的标准体系及技术共享平台；到2016年底，政府投资的2万平方米以上的大型公共建筑，以及申报绿色建筑项目的设计、施工应当采用BIM技术，省优良样板工程、省新技术示范工程、省优秀勘察设计项目在设计、施工、运营管理等环节普遍应用BIM技术；到2020年底，全省建筑面积2万平方米及以上的建筑工程项目普遍应用BIM技术。国内BIM政策360304

上海市政府是国内首家发布BIM政策的省级政府。自2014年开始，上海市政府、建筑施工及BIM相关管理部门先后发布包括《关于在本市推进BIM技术应用的指导意见》在内的多条BIM技术推进政策，这些政策既给上海市BIM技术推广给提供了政策支持，又为具体项目提供了技术标准规范。上海市

2016年1月12日广西住建厅发布《关于印发广西推进建筑信息模型应用的工作实施方案的通知》，通知中明确指出未来五年广西省BIM技术推广应用的具体目标，该目标是根据住建部发布的《住房城乡建设部关于印发推进建筑信息模型应用指导意见的通知》的目标来制定的。根据这一目标，广西省逐步通过政策、标准和市场环境三大块来进行BIM技术推广深入，贯彻落实住建部相关政策。广西省国内BIM政策370506

沈阳作为东北发展较快的城市，在东北地区率先出台BIM推广政策。2016年2月29日沈阳市城建委发布《推进我市建筑信息模型技术应用的工作方案》中提到未来三年沈阳市BIM技术应用推广目标。通过试点示范、市场培育和全面推进三阶段全面落实BIM推广应用工作。沈阳市

继沈阳出台BIM政策工作方案后，黑龙江省也紧跟其后，发布重要指导意见。2016年3月14日黑龙江省住建厅发布《关于推进我省建筑信息模型应用的指导意见》，除与住建部发布的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》目标相同外，该指导意见中还提到对哈尔滨太平国际机场、哈尔滨地铁、地下综合管廊等作为试点项目，利用BIM技术的应用为未来推进BIM应用提供真实可靠的项目实例。黑龙江省国内BIM政策380708天津市建委组织天津市勘察设计协会、天津市建筑设计院等单位按照《关于下达2014年天津市建设系统第一批工程建设地方标准编制计划的通知》文件要求，2016年5月31日天津市城乡建设委员会发布《天津市民用建筑信息模型（BIM）设计技术导则》。《导则》文件中明确规定了天津市BIM技术应用规范，还充分考虑了国家及天津市BIM行业的实际情况，建立BIM设计基础制度，有助于今后推动建筑信息模型（BIM）行业的发展。天津市

自2016年起至2017年底在城建计划、各类政府投资工程以及大型市政工程中，增加BIM技术应用，同时形成具备可推广的经验和方法，培养一批具有BIM技术应用能力的企业。这一应用目标虽只制定两年计划，但在推广力度上还是非常大的，几乎涵盖了济南市未来两年全部大型市政工程项目，对于在BIM技术在本地区和山东省的推广起到重要作用。济南市国内BIM政策39此部分内容作为文字排版占位显示

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（建议使用主题字体）2017年国家层面出台的BIM主要相关政策技术规范发布情况40BIM政策关键词共现关系4142201820172012《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》，2017年11月发布，2018年5月1日实施。2017年3月《建筑工程设计信息模型交付标准》通过审查。2017年5月发布，自2018年1月1日起实施。BIM技术规范发布情况住房与城乡建设部印发《关于印发2012年工程建设标准规范制定修订计划的通知》，将《建设工程信息模型应用统一标准》、《建筑工程信息模型存储标准》、《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》、《制造工业工程设计信息模型应用标准》5项BIM标准列为国家标准制定项目。4344三、BIM技术的具体应用点简述03BIM技术的具体应用点1.基于BIM技术的深化设计、纠错及优化2.基于BIM技术的4D施工模拟，包括施工平面组织、设备材料进场、施工工序等应用3.基于BIM模型的机电综合管道优化排列及洞口留置4.基于应用BIM模型的施工质量控制和施工重点难点的精度控制5.基于BIM技术的施工现场安全、质量管理6.基于BIM技术的现场工期管理7.基于BIM技术的现金流检测和成本管理8.文档的信息化管理，工程资料数据库建立，提交竣工模型9.基于BIM技术的三维可视化用途10.基于BIM的各专业协同工作031.基于BIM技术的深化设计，纠错和优化032.基于BM技术的4D施工模拟,包括施工平面组织、设备材料进场、施工工序等应用;BIM技术使施工管理过程可视化，便于施工组织协调03提供样板做法供项目范围内参照实施场地布置和日常管理材料堆码整齐车辆冲洗装置现场场地硬化场地绿化设计防尘装置033、基于BIM模型的机电综合管道优化排列及洞口留置034、基于应用BIM模型的施工质量控制和施工重点难点的精度控制035、基于BIM技术的施工现场安全、质量管理03提供样板做法供项目范围内参照实施、检查、评估、整改编制成品保护方案，严格按方案实施。在施工过程中，无论对总包或分包的成品、半成品都进行有效的保护。03过程中监督、检查、整改、处置，避免遗留隐患和争议036、基于BIM技术的现场工期管理037、基于BIM技术的现金流检测和成本管理038、文档的信息化管理，工程资料数据库建立，提交竣工模型039.基于BIM的三维可视化用途1、可视化交底：采用三维可视化三维模型，进行交底，可以让施工人员更容易理解施工节点做法，有利于确保工程质量。2、在施工前，利用三维模型，对关键工序进行施工模拟，进行工程施工流程的预先建造仿真，采用虚拟建造平台，比如采用施工模拟平台、VR虚拟场景平台，来论证施工的可行性，确保了施工过程中的可靠性和准确性BIM建筑虚拟模型0310.基于BIM的各专业协同工作协同化工作，包括设计时的能量分析、碰撞检查、成本计算；施工时的进度跟踪、现场安全；使用时的运营管理、维修管理；以及建筑使用后的翻新、改造、拆除等等。如此，BIM能够有效地综合所有建设项目所涉及到的部门，为建设项目的每个过程提供精准化服务/video/BV1qs411F7fJ/7分钟施工动画，高层办公楼全过程BIM施工技术应用高清视频演示

日常维护与资产管理单纯BIM模型本身,在建筑、设备、设施的日常运维方面,可直观反映其结构、组成、位置及相应设计参数、施工工艺、维护维修内容(如养护、测试、维修流程及操作工艺、需要的工具及材料)等参数化信息。BIM与物联网技术相结合,可在设施与设备现场为每个设施设备分配一个指定的RFID标签或二维码。在进行运维检修、定位查看时,使用智能终端设备获取现场设施设备对应的电子标签并与BIM模型数据进行数据交换,在可视化环境下显示对应的BIM模型,还可查询相应设备的属性、状态及运维信息,进而更加有效地制定维护计划,避免过度维修或维修不足,降低维修成本,提高维修质量。维护阶段设备扫描查看的应用界面见图3图2施工阶段的现场视频监控应用界面图3维护阶段设备扫描查看的应用界面应急管理与模拟培训三维可视化是BIM技术的一大优势,基于BIM的应急管理将减少盲区,提高突发事件的响应及救援能力,为应急处理提供更为明确、清晰的信息。在基于BIM模型与物联网技术建立的应急管理平台上,将省去大量重复的找图纸、对图纸工作,而是利用RFID标签或二维码进行快速定位查询。基于此平台,运维人员可快速查阅设备的详细状态,定位故障设备的前后关联信息,进而为应急指挥提供决策支持。在模拟培训方面(见图4),现场施工或运维人员可以通过设施设备的RFID标签及二维码入口,进入BIM模拟操作数据平台,不仅可提取设备的相关信息,还可以查阅包括操作规程、培训资料等的设备设施知识库,现场人员可根据需要在遇到难题时快速查找和学习。图4模拟培训的现场、模型、图纸快速定位应用/video/BV1Kb411779r/医院BIM运维管理平台四、BIM的软件和支持平台02010305040607Revit系列软件Bentley系列软件ArchiCAD系列软件Tekla系列软件CATIA系列软件MagiCAD系列软件Rhino系列软件65Revit软件大致包括以下几款软件：一、RevitArchitecture：Architecture为建筑设计专用，主要着重于建筑外观与内部的设计，如内部家具及设备的规划，可以将设计结果用彩现的方式呈现，提供设计者更为可视化的呈现。二、RevitStructure：Structure为建筑结构设计专用，可以使用配筋、钢骨、接头等偏向结构的组件，并且导出设计结果至结构分析软件进行结构分析。三、RevitMEP：MEP为建筑机电、空调设计专用，提供多种机电设备及管路等组件，其管路连接的功能，让机电设计人员能够进行更为细部的管路设计。66Bentley系列Bentley系列软件介绍1MXRoad软件BentleyMXRoad是Bentley公司出品的一款基于线性基础的高级建模工具，可用于快速、准确地进行所有道路类型的设计。2GEOPAK软件BentleyGEOPAK是一款集成的土木设计和工程软件，能为交通运输基础设施、水资源和土地开发项目的现场交付提供一个完备的解决方案。3Inroads软件Ineoads软件部分功能的实现是基于microsSationAutocad平台之上。其中文件管理包括数据和项目文件的输入输出；系统参数设置提供系统参数、窗口属性和设计结果的显示等的修改；设计成果管理部分则提供对设计成果的编辑、查询功能，并可按要求形成设计成果报告；应用模块部分是InRoads系统的主体，包含了从数字地面模型、道路几何设计、三维道路模型建立等一系列功能模块。123ArchiCAD软件ArchiCAD软件介绍发展至今Archicad同样宣传自己为BIM软件，而业界也认为Archicad是世界上最早BIM软件，Archicad软件其十项特点如下：1.可进行3D建模及快速设计且操作接口浅显易懂，初学者可于短时间上手。2.兼具2D制图与布图的功能及3D行走预览模式可仿真模型不同视角，相较其他BIM软件而言较占为优势。3.Archicad支持IFC标准和GDL技术，Archicad系列产品目前支持10余种语言，可于Windows与MAC上操作。4.模块中包含有Artlantis渲染插件，也可于渲染时模拟室外太阳光线照射角度、室内灯光照明亮度调整。5.平面图、立面图、剖面图与3D模型间皆具有直接连动性，打破传统2D制图作业模式常发生图面错误之差异。

6.可汇入Autocad设计图面开启参照模式，可于同一个档案参照多张图说。7.建模完成可利用图层管理模式进行PDF输出、Autocad图面输出，可于模型中自动连动的产出各向立面图、平面图、剖面图、室内立面图等。8.Archicad为包容度极高的软件，因应不同需求可自行设计插件，例如磁砖插件、车道插件、楼梯插件等提升模型精致度。9.依照各公司标准需求设置建模样板档，可于云端建立团队模式，以及各个档案热链结模块模式，同时多人于一个项目中或两个以上档案协同作业。10.运用组件量化特性可进行数量估算及后续营运管理作业。68Tekla系列软件作用Tekla系列软件

Tekla是芬兰Tekla公司开发的钢结构详图设计软件，它是通过先创建三维模型以后自动生成钢结构详图和各种报表来达到方便视图的功能。由于图纸与报表均以模型为准，而在三维模型中操纵者很容易发现构件之间连接有无错误，所以它保证了钢结构详图深化设计中构件之间的正确性。同时Xsteel自动生成的各种报表和接口文件(数控切割文件)，可以服务(或在设备直接使用)于整个工程。它创建了新方式的信息管理和实时协作。Tekla公司在提供革新性和创造性的软件解决方案处于世界领先的地位。69CATIA系列软件

CATIA系列软件CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以通过建模帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程，模块化的CATIA系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要，包括风格和外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。CATIA产品基于开放式可扩展的V5架构。通过使企业能够重用产品设计知识，缩短开发周期，CATIA解决方案加快企业对市场的需求的反应。自1999年以来，市场上广泛采用它的数字样机流程，从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。CATIA系列产品已经在七大领域里成为首要的3D设计和模拟解决方案：汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。CATIA先进的混合建模技术：设计对象的混合建模：在CATIA的设计环境中，无论是实体还是曲面，做到了真正的互操作；变量和参数化混合建模：在设计时，设计者不必考虑如何参数化设计目标，CATIA提供了变量驱动及后参数化能力。70MagiCAD主要作用1.集中化、开放化的项目管理体系2.庞大的、完善的产品族库3.专业化的管道水力计算4.高效实用的编辑工具5.最大限度地辅助Revit平台，实现二维出图6.便捷的预留孔洞功能7.包含专业信息的IFC输出功能使用MagiCAD可以在不用付出额外工作的条件下，自动地将常规的二维平面图生成三维图模型。通过简单的操作就可以实现在二维和三维甚至单线图之间的任意切换。目前广联达已经收购M。71Rhino系列软件

Rhino3DNURBS(Non-UniformRationalB-Spline)非均匀有理B样条曲线。是一个功能强大的高级建模软件；也是三维专家们所说的——犀牛软件。Rhino是由美国RobertMcNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS为主三维建模软件．

Rhino是以集百家之长为一体的发展理念，它拥有NURBS的优秀建模方式，也有网格建模插件T-Spline，使建模方式有了更多的选择，从而能创建出更逼真、生动的造型。2．Rhino配备有多种行业的专业插件，只要熟练地掌握好Rhino常用工具的操作方法、技巧和理论后，再学习这些插件就相对容易上手。然后根据自己从事的设计行业把其相应配备的专业插件加载至Rhino中，即可变成一个非常专业的软件，这就是Rhino能立足于多种行业的主要因素，非常适合从事多行业设计和有意转行的设计人士使用。3．Rhino配备有多种渲染插件，弥补了自身在演染方面的缺陷，从而制作出逼真的效果图。4．Rhino配备有动画插件，能轻松地为模形设置动作，从而通过动态完美地展示自己的作品。5．Rhino配备有模型参数及限制修改插件，为模形的后期修改带来巨大的便利。6．Rhino能输入和输出几十种不同格式的文件，其中包括有二维、三维软件的文件格式，还包括有成形加工和图像类文件格式。7．Rhino对建模数据的控制精度非常高，因此能通过各种数控成型机器加工或直接制造出来。72BIM核心建模软件一Autodesk公司的Revit建筑、结构、机电系列。三Nemetschek/Graphisoft公司的ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks产品。Bentley建筑、结构和设备系列。二Dassault公司的CATIA，及GeryTechnology公司在CATIA基础上开发的DigitalProject。

四07bimsoftwareplatfromBIM软件平台071）Autodesk公司的Revit建筑、结构和机电系列。它在国内民用建筑市场上携此前AutoCAD广布之天然优势，已再次占用很大市场份额。2）Bentley公司的建筑、结构和设备系列。Bentley系列产品在工业设计（石油、化工、电力、医药等）和市政基础设施（道路、桥梁、水利等）领域，具有无可争辩的优势。3）Nemetschek/Graphisoft公司的ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks产品。其中，ArchiCAD作为一款最早的、具有一定市场影响力的BIM核心建模软件，最为国内同行熟悉。但其定位过于单一（仅限于建筑学专业），与国内“多专业一体化”的设计院体制严重不匹配，故很难实现市场占有率大突破。AllPLAN主要市场在德语区，VectorWorks则多见于欧美等工业发达国家市场。4）Dassault公司的CATIA产品以及GeryTechnology公司的DigitalProject产品。其中CATIA是全球最高端的机械设计制造软件，在航空、航天、汽车等领域占据垄断地位，且其建模能力、表现能力和信息管理能力，均比传统建筑类软件更具明显优势，但其与工程建设行业尚未能顺畅对接，属其不足之处。DigitalProject则是在CATIA基础上开发的一个专门面向工程建设行业的应用软件（即二次开发软件）。这两款产品属于曲高和寡。四种BIM核心建模软件：071）单纯民用建筑（多专业）设计，可用AutodeskRevit；2）工业或市政基础设施设计，可用Bentley；3）建筑师事务所，可选择ArchiCAD、Revit或Bentley；4）所设计项目严重异形、购置预算又比较充裕的，可选用DigitalProject或CATIA；5）充分顾及项目业主和项目组关联成员的相关要求。这也是在确定BIM技术路线时需要考虑的要素。因此在软件选用上建议如下：07BIM结构分析软件一ETABS软件三Robot软件STAAD软件二PKPM软件四07BIM模型综合碰撞检查软件一广联达BIM审核软件三AutodeskNavisworks软件SolibriModelChecker软件二BentleyProjectwiseNavigator软件四07（1）不同专业人员使用各自建模软件，来建立与自己专业相关的BIM模型，而这些模型需在同一个环境里面集成起来，才能完成整个项目的设计、分析及模拟，但这些不同专业建模软件，本身无法实现这一点；（2）对于大型项目而言，因硬件限制而使BIM核心建模软件往往无法在一个文件里操作整个项目模型，但是又必须把这些分开创建的局部模型整合在一起，进而才能研究整个项目的设计、施工及其运营状态。导致模型综合碰撞检查软件必然出现的根本原因:BIM发布审核软件一AutodeskDesignReview软件三Adobe3DPDF软件AdobePDF软件二正如这类软件本身名称所描述的那样，发布审核软件把BIM成果发布成静态的、轻型的、包含大部分智能信息的、不能编辑修改但可标注审核意见的、更多人可访问的格式（如DWF/PDF/3DPDF等），供项目其他参与方进行审核或使用。常用BIM成果发布审核软件包括AutodeskDesignReview、AdobePDF和Adobe3DPDF。BIM发布审核软件:如图实线表示信息直接传递，虚线代表信息间接传递，箭头表示信息传递方向。由图可再将不同类型BIM软件，根据专业和实施阶段作如下区分：（1）建筑：BIM建筑模型创建、几何造型、可视化、方案设计等；（2）结构：BIM结构建模、结构分析、深化设计等；（3）机电：BIM机电建模、机电分析等；（4）施工：碰撞检查、4D模拟、施工进度和质量控制等；（5）其他：绿色设计、模型检查、造价管理等；（6）运营管理FM（FacilityManagement）；（7）数据管理PDM。BIM造价管理软件一Innovaya软件三广联达软件Solibri软件二鲁班软件四造价管理软件利用BIM模型提供的信息进行工程量统计和造价分析。它可根据工程施工计划动态提供造价管理需要的数据，亦即所谓BIM技术的5D应用。国外BIM造价管理有Innovaya和Solibri，鲁班则是国内BIM造价管理软件的代表。BIM造价管理软件:BIM运营管理软件一美国运营管理软件ArchiBUSFacilityONE软件二美国国家BIM标准委员会认为，一个建筑物完整生命周期中的75%成本发生在运营阶段（使用阶段），而建设阶段（设计及施工）的成本只占25%。因此可断言，BIM模型为建筑物运营管理阶段提供服务，将是BIM应用的重要推动力和主要工作目标。BIM运营管理软件中，ArchiBUS是最有市场影响的软件之一，而FacilityONE也将提供有关帮助。ArchiBUS在中国主要应用于运营管理部分，可以和RevitBIM模型做数据交互，系统针对企业内设施全生命周期管理，其中的空间管理为最大亮点，可在图形界面上管理企业空间，降低空间使用成本。BIM运营管理软件:BIM可持续（绿色）分析软件一Echotect软件三IES软件GreenBuildingStudio软件二PKPM软件四可持续（或绿色）分析软件可使用BIM模型信息，对项目进行日照、风环境、热工、景观可视度、噪音等方面的分析和模拟。主要软件有国外的Echotect、IES、GreenBuildingStudio以及国内的PKPM等。BIM可持续（绿色）分析软件:何氏分类法，由国内知名BIM应用专家何关培先生，在其2010年9月新浪博客上创建。其博文基于对在全球具有一定市场占有率、且在国内市场具有一定影响力和知名度的BIM软件（包括能发挥BIM价值的软件），进行梳理和归纳，提出各类型BIM软件总体相互关系图。07TheHesClassificationMethod何氏分类法五、BIM的应用案例-基于BIM的正向设计陕西商洛万达广场是中建上海院第一个BIM正向设计的设计总包项目，也是国内首例多维BIM正向设计的商业项目。91项目名称：商洛万达广场设计单位：中国建筑上海设计研究院有限公司基本信息：大型多层综合性商业楼，地下1层，地上4层BIM设计专业：建筑、结构、给排水、暖通、强弱电、景观、幕墙、内装、小市政项目占地面积：51549.7㎡总建筑面积：116900㎡建筑高度：23.95米设计周期：2个月构件数量：938654个92工程模式：全部由专业设计师组成的BIM设计团队将传统的设计管理流程与模型生产管理流程，合并为以模型为设计核心的“一模多图”正向设计流程，并达到设计完成既有模型并包含相关信息数据，从生产方式上解决“图模不一致”，跨越了设计质量瓶颈、开创了设计革命。93第一阶段标准定制、系统研发工作流程研发万达BIM构件库，万达BIM模型，以及万达BIM模型标准定制BIM模型手册。基于之前的项目经验积累制定了以BIM为平台的各专业协同设计工作模式和管控要点，确立了图纸与各专业模型成果对照关系的模型手册和模型地图。94第二阶段多维挂接

平台测试工作流程通过BIM总发包管理平台，模拟挂接测试检验系统是否符合标准。经过多次实践，实现业主方、设计总包、施工总包及监理单位均可在BIM信息化集成平台上对模型进行多方应用。模型成本属性可成功挂接平台应用，成本算量误差在千分之五以内。95第三阶段项目试点实践升级工作流程BIM设计与二维设计同步进行，历经几何设计及调整、管综设计阶段、信息录入三个阶段，实现从BIM扩初模型到施工图模型，再到满足6D信息接口模型成果的演变。通过项目试点，BIM设计优势跃然纸上。96第四阶段正向驱动多维一体工作流程基于前三个阶段的实践积累，彻底摒弃BIM翻模方式，全面升级为正向设计，将BIMer转变为BIM正向设计师。97如何确保大型商业项目的全专业模型转二维出图成果在各阶段满足甲方报批报建需要，目前在业内尚无先例。本案例自主研发制定系统全面的BIM出图技术标准，尤其解决了机电专业设备实体模型转二维符号输出的技术难题。商洛万达项目全专业模型二维输出成果已通过当地强审，符合国家制图标准。技术创新点：解决模型出图技术路径98多维正向设计模式的核心是“多维”和“正向”。“正向”引发的不仅是设计生产工具的改变，它还彻底颠覆了设计师的设计思维、重新定义了设计标准；“多维”全面提升了设计维度，无限扩展了设计信息；“多维”与“正向”共同作用打破了原有的设计流程与生产关系，重塑了设计协同方式，造就了更加适合智能应用的设计生产平台。99一、设计思维革命两个影响：设计师转型为建造师设计单位转型为全过程工程咨询100二、设计标准革命目前国家出台了哪些基于BIM设计标准？101三、设计维度革命——无限输出两个影响：设计师转型为建造师设计单位转型为全过程工程咨询102三、设计信息革命——多维数据化多维是在3维建筑信息模型基础上，以3维模型+1维包含声、光、气、水、热在内的建筑性能模拟分析+1维成本造价+1维进度与施工模拟+……组成的多维数据化信息革命。103四、协同方式革命——一体化设计设计协同为一处修改，处处更新，所有数据源头唯一。让设计师最头疼的设计修改变得简单，大量减少了专业内及专业间对图的时间，也尽量避免了因专业间不一致而造成的变更。做到了“设计一体化”。设计协同——专业内部104设计协同——专业之间105设计协同——资料传递106设计协同——设计成果107管理协同108五、设计智能革命传统二维设计中的图纸错漏碰缺问题，需依靠人工对照数量繁多的专业间交圈要点进行逐项审核。BIM正向设计充分运用多维模型自身优势及外挂插件，可实现“关联设计”、“主动检查”、“预置设计”、“主动统计”、“批量标注”可360度无死角，100%无疏漏的消除本专业内或专业间错漏空缺造成的设计错误。109110基于BIM的多维正向设计对于工程管理相关产业有哪些影响？111影响一：算量模式革命——设计成本一体化传统算量方式基于CAD设计图+算量模型（BIM翻模）。案例设计院与斯维尔公司达成战略合作，在商洛万达项目中深入开展设计成本一体化合作，现已实现通过全专业BIM正向设计模型直接出量的颠覆性算量方式。112影响二：施工配合革命——前置管综，施工落地项目设计团队与施工方中建八局完成设计模型的管综落地对接，商洛万达施工方已接收设计模型，直接以设计模型为基础进行施工深化。模型施工对接配合流程图113114115从传统AutoCad设计院进化到bim设计院还要多久？3年？5年？10年？116六、施工企业BIM技术管理体系构建①大众化应用BIM组织结构是职能型塔式结构，企业纵向设立BIM管理机构（或工作站），工程项目部设立BIM应用小组（或工作室）。工程项目部负责完成BIM建立、维护、常规应用的等工作，企业BIM管理机构负责复杂应用、支撑服务、日常管理等工作，其重点是使工程管理品质提升。

②小众化应用BIM组织是企业机关设立事业部性质的部门。即负责完成BIM建立、维护、应用、组织、管理等工作，其重点是满足发包方BIM要求。BIM体系建设内容BIM体系内容主要包括：组织结构、规章制度、运行管理等部分。首先，根据BIM目的和企业层级结构，明确BIM组织结构形式。BIM体系建设内容BIM体系内容118其次，建立规章制度，界定BIM的工作范围、岗位职责、管理权限。①制定BIM发展规划。为BIM发展各个阶段的工作开展提供指导思想、规划目标、工作重点、实施策略等内容。

②编制管理制度、规定、实施细则。管理制度是明确企业BIM系统的框架性文件，主要是BIM组织的责、权、利的划分，确认和其他相关业务协同工作机制；管理规定是对BIM系统内组织职能、工作内容、评价标准所做出的要求；实施细则是细化BIM管理制度，对具体实施步骤所做出的具体规定。BIM体系建设内容BIM体系内容119④明确BIM标准。企业BIM标准是在企业范围内需要协调、统一的BIM应用要求、技术要求、管理要求所制定的标准。③编制BIM应用业务指导手册，保证BIM应用标准化水平。先统一工作核心流程：围绕BIM应用的目标，制定的各岗位应完成任务，确定任务顺序、任务内容、工作方式、责任人等；再规范操作规程：为保证BIM建立、维护、应用、移交，制定相关岗位在BIM建立和业务应用时应遵循的程序。BIM体系建设内容BIM体系内容120121由于施工企业需要按照发包方要求的BIM标准来提供相应的成果，所以企业BIM标准更侧重于内对应用。再者，加强BIM能力建设，保障体系平稳运行。①夯实BIM基础能力。主要包括：搭建BIM模型及信息、校核模型与信息、专项深化设计、漫游、出图、工程量提取等能力。

②加强BIM与BIM+应用能力。主要包括：静态模拟、动态模拟、渲染、逆向建模、数据转换和施工业务能力。

③培育BIM实施能力。主要包括：BIM需求分析能力、BIM组织能力、现场解决问题能力。

④提升BIM支撑能力。主要包括：初级培训、高级培训、工具开发、资源（构件）库建设、管理平台建设、技术服务、现场支持等能力。BIM体系建设内容BIM体系内容最后，BIM人才梯队建设，保障BIM发展可持续BIM人才一般分为4层级：①BIM应用人员：主要使用BIM及衍生工具，解决施工作业、管理中存在问题，提高本职工作质量或管理水平②BIM工程师：主要是负责BIM建立、维护和BIM应用环境的搭建，具备施工和BIM知识并能有机的结合，根据施工重难点，利用BIM提出解决方案；③BIM拓展工程师：主要是负责BIM应用的保障与支撑工作，BIM与BIM+的新技术研究、新工具的开发、复杂问题处理、高级BIM应用培训等工作；④BIM专家：主要是负责解决BIM的发展出现的宏观问题，例如BIM发展、规划、方案等制定。大众化应用模式中BIM拓展工程师、BIM专家在企业BIM部门，BIM应用人员、BIM工程师在工程项目BIM小组。小众化应用模式中所有人员都集中在BIM工作站（中心）里。BIM体系建设内容BIM体系内容122BIM体系建设策略与过程自2008年前后BIM引入，BIM在施工阶段的应用，以BIM应用领域为轴线，大致分4个阶段：引入阶段、模型应用、业务引导、融入管理等阶段。