中国BIM发展到了哪一步?分析BIM发展的三个阶段

作者:益韧培训      发布日期:2020-04-21 09:53:47

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)。

BIM发展三阶段

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。

An Outline of the Building Description System.Institute of Physical Planning

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

Modelling multiple views on buildings. Automation inConstruction

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。

IFC进程

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。

BIM白皮书

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

NBIMS第一版第一部分

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):

各国不同年份BIM论文数量图

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)

国外政府推广BIM计划

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):

美国NBIMS面临的挑战

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):

中国政府主管部门BIM发展目标

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?

三维模型驱动BIM

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)

BIM三维模型与BIM数学模型

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:

中国BIM发展三阶段

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。


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