益韧BIM培训小编将BIM发展历程分为以下三阶段(图1),即1974年到2002年的第一阶段(BIM理念创新阶段),2002年至2020年的第二阶段(三维BIM模型实践阶段),从2020年开始的第三阶段(BIM三维模型和BIM属性模型并行实践阶段)。
图1 中国BIM发展三阶段
第一阶段 BIM理念创新阶段
BIM的概念最早诞生于 Charles Eastman 在 1974年 发表的一篇论文(图2),也就是 An Outline of the BuildingDescription System. Institute of Physical Planning. Carnegie-Mellon University,September 1974。
图2 An Outline of the Building Description System.Institute of Physical Planning
18年后也就是1992年,才第一次出现了与“BIM”一词有关的building informationmodel一词:“building information model”一词最早出现在 G.A. van Nederveen 和 F.P. Tolman 在 1992年 发表的论文中(图3),也就是 Modellingmultiple views on buildings. Automation in Construction, 1992, 1(3): 215–24. doi:10.1016/0926-5805(92)90014-B
图3 Modelling multiple views on buildings. Automation inConstruction
这篇文章的摘要开头为“The building practice is characterized byits loose organization of the different participants, that each perform aspecific role in a building project and have a specific view on the buildingproject data. When modelling building information, it is useful to base thestructure of a building model on these views.”简而言之,建筑工程中的参与方对建筑数据各有所需,建筑信息建模有助于形成满足这些需求的建筑模型结构。
现在看来,文章提出的BIM概念就是数据共享性和协同性。
随后,1994年开始,多家软件商共同商讨一种数据共享方法,认为可以制定一种不依赖于任何具体系统的中间实践标准,即后来的IFC标准(图4),并在1997年公布了IFC1.0版本。
图4 IFC 进程
我把1974年至2002年定义为BIM发展的第一阶段的依据是,在这一阶段,主要是学者的BIM理念创新和IFC标准研究工作,由学者主导BIM,没有任何的商业行为。
第二阶段 三维BIM模型实践阶段
到2002年,CAD行业龙头公司Autodesk收购了创立于1996年的Revit,发布了BIM白皮书(图5)将BIM定义为:Building Information Modeling。
图5 BIM白皮书
白皮书直言了CAD系统植根于图形,难以充分创建和管理建筑信息的问题。如这份白皮书开篇说道:建筑信息建模是Autodesk将信息技术应用于建筑行业的策略。由此可见,Modeling这个词原来只是Autodesk公司针对建筑产业信息技术应用的战略用词,但不知后面怎么演变成了BIM的代名词了。
从图4可见,2006年IFC发布了IFC2×3,尽管IFC标准近年来有较大发展,但目前为止绝大部分BIM软件还是IFC2×3版本。软件商为配合IFC标准做了很大努力。
再过了5年,到2007年,美国发布了NBIMS(V1),图6,明确BIM是首字缩略词:
Building Information Model
Building Information Modeling
Building Information Management
图6 NBIMS第一版第一部分
这时BIM才开始风靡全球。
BIM论文也快速增长(图7):
图7 各国不同年份BIM论文数量图
各国在国家层面也制定了BIM发展目标(图8)
图8 国外政府推广BIM计划
又过了近10年,到2016年,美国BIM标准委员会承认NBIMS发展前景黯淡,美国NBIMS标准委员会在2016年1月创新会议中指出(图9):
图9 美国NBIMS面临的挑战
而我国,正是在美国NBIMS委员会认识到BIM标准难以落地的时间点(2016年1月)开始大面积推广BIM,我国中央到地方政府主管部门,从2014年相继确定了2020BIM发展目标(图10):
图10 中国政府主管部门BIM发展目标
2020年就在眼前,回头认真看看国内外制定文件的具体BIM目标,我们该如何评价目标是否实现?
这些年,我们紧跟国外BIM,用的都是国外软件,尤其是美国公司软件,我们在给他们无偿补“族”,但始终解决不了中国的建筑业信息化问题。这种与3DCAD为核心(图11)驱动BIM实施方式是否就是BIM的惟一方式?
图11 三维模型驱动BIM
我把2002年至2020年定义为BIM发展的第二阶段的依据是,在这一阶段,主要是国内外软件商对BIM的落地制造工具,同时,各国政府强力推广,在这一阶段,既有政府支持,又有软件商的商业行为,这是任何一项新技术推广所没有的环境。尽管如此,对于广大工程技术和管理人员而言,目前BIM还处于叫好不叫座的尴尬局面。
第三阶段 BIM三维模型和BIM数学模型并行实践阶段
显然,我们需要探讨实现BIM的新路径。
习近平2018年5月28日在中国科学院第十九次院士大会,中国工程院第十四次院士大会开幕会上的讲话中指出:要矢志不移自主创新,坚定创新信心,着力增强自主创新能力。只有自信的国家和民族,才能在通往未来的道路上行稳致远。树高叶茂,系于根深。自力更生是中华民族自立于世界民族之林的奋斗基点,自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。我国广大科技工作者要有强烈的创新信心和决心,既不妄自菲薄,也不妄自尊大,勇于攻坚克难,追求卓越,赢得胜利,积极抢占科技竞争和未来发展制高点。要以关键共性技术,前沿引领技术,现代工程技术,颠覆性技术创新为突破口,敢于走前人没走过的路,努力实现关键核心技术自主可控,把创新主动权,发展主动权牢牢掌握在自己手中。
我们需要明确BIM的“关键共性技术”是什么?“颠覆性技术创新”从何下手。BIM的关键共性技术是BIM标准而不是三维图形引擎,只有从根本上转变NBIMS的编制方式,从为建筑业现有技术和管理服务方面着力,颠覆以三维模型为BIM之本,使广大工程和管理人员能够参与BIM全过程,才有中国BIM领跑世界的可能。
因此,我们要从“三维模型驱动BIM”转入“数据驱动BIM”,利用BIM数学模型探索实现BIM的另一路径(图12)
图12 BIM三维模型与BIM数学模型
CDM路线是从工程应用层创新工程数据库;三维图形软件路线是从图形包、图形包关联算法创建模型,生成模型数据库,工程数据含在模型库中。我们只有按工程应用要求将数学模型与三维模型各司其职,完全分离,BIM才容易被工程使用,这也解决了IT与工程的一道屏障。
CDM是建筑工程全息共享数据库。
我们通过对装配式构件和现浇混凝土结构IFC与CDM标准、BIM建模软件与CDM建模软件、BIM算量与CDM算量对比分析结果表明,工程和管理人员会很容易理解和掌握CDM技术,从而成为今后我国BIM发展的主导力量,引领中国BIM发展。
将2020年起定义为BIM发展的第三阶段的依据是,CDM在理论上已经成熟、技术路径可行且可实现全生命期数据共享。因此,在这一阶段,除了继续实践BIM三维模型外,我们将创新BIM数学模型并实践。
综上所述,中国BIM发展三阶段主导者、特征如图13所示:
图13 中国BIM发展三阶段
我国是个建设大国,在工程建设技术方面已经取得了万众瞩目的成就,然而,建筑业信息技术却顾影惭形。因此,益韧bim培训小编认为无论是CDM还是别的,自主创新已经刻不容缓,这也是定义中国BIM发展三阶段的目的。