22BIM簡史18課件講解

李志鳶二〇二一年一月十一日2.2BIM簡史CONTENTS目錄2.2.2BIM概念提出2.2.3BIM的發(fā)展歷程2.2.1BIM產(chǎn)生的背景PART01BIM產(chǎn)生的背景1

BIM產(chǎn)生的背景

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2.2.1BIM產(chǎn)生的背景目前全球正逐漸步入全面信息化的時代，信息已成為主導(dǎo)全球經(jīng)濟的基礎(chǔ)。在制造業(yè)、金融業(yè)、電子行業(yè)，信息技術(shù)早已成為提高生產(chǎn)率和競爭力的核心手段。而建筑業(yè)正逐漸暴露岀其相對于以上行業(yè)低效率的弊端。美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)會的研究數(shù)據(jù)表明，2004年建筑業(yè)每年約有158億美元的損失；2008年，418萬億美元的總投資中約有30%的資金被浪費。2010年，我國向建筑項目投入逾1萬億美元，首次超越美國，成為全球第一建筑大國。預(yù)計到2020年，我國建筑業(yè)將占到全球建筑業(yè)的1/5。但目前我國單位面積能耗卻是發(fā)達國家的2?3倍，由此引發(fā)的能源枯竭、環(huán)境破壞等問題日益嚴(yán)重。針對以上建筑業(yè)的低效率和浪費現(xiàn)象，發(fā)達國家從建筑業(yè)信息化方面進行了深入的研究和工程實踐，并且已經(jīng)認識到：要提高建筑業(yè)的生產(chǎn)效率、節(jié)約能源，必須提高建設(shè)項目管理的水平。而在信息高度發(fā)達的今天，對于建設(shè)項目的管理已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷ㄔO(shè)項目信息的管理。因此，必須及時采取先進的信息管理技術(shù)和方法，提升整個建筑業(yè)的管理水平,促進建筑業(yè)的發(fā)展。在建設(shè)項目整個生命周期中，參與方眾多，產(chǎn)生的信息類型復(fù)雜、形式多樣、數(shù)量龐大。因此，在管理的過程中，信息溝通不暢或不及時和普遍存在的“信息孤島”現(xiàn)象，導(dǎo)致建設(shè)項目在整個生命周期中信息流失現(xiàn)象嚴(yán)重，這在很大程度上制約了建設(shè)項目管理水平和效率的提高。目前，建設(shè)項目生命周期各階段信息化程度已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段發(fā)展的需要。例如，計算機輔助建筑設(shè)計領(lǐng)域2DCAD繪圖工具也已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段建筑工程復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需求。工程建設(shè)的成功實施在很大程度上取決于各參與方之間信息交流的效率和有效性。建設(shè)項目管理過程中的許多問題，如成本增加、工程變更、工期延誤等都與各參與方之間信息交流問題有關(guān)。為此，建設(shè)項目生命周期信息管理的重點就是建設(shè)項目全生命周期內(nèi)信息創(chuàng)建、管理和共享的過程。而BIM在建設(shè)項目信息管理中的優(yōu)勢十分明顯。傳統(tǒng)建筑業(yè)的繪圖工作以2D計算機輔助繪圖來傳達設(shè)計者的構(gòu)想，雖然提高了繪圖效率，但因圖紙說明過于簡化，從而導(dǎo)致信息傳達錯誤或是因猜測而產(chǎn)生錯誤的判斷。另外,若不是該專業(yè)領(lǐng)域的人員，較難理解2D平面視圖真實的內(nèi)容與意義，因此，需花費許多時間讓各工程單位的相關(guān)人員完全了解大量圖紙的內(nèi)容，并且不同的團隊對于圖紙說明因個人背景與環(huán)境差異通常有不同的解讀。建筑、結(jié)構(gòu)、機電這三項主要的建筑系統(tǒng)皆為獨立設(shè)計，當(dāng)大量建筑信息傳遞給項目其他階段參與人員時，將造成參與人員對信息重新解讀的問題。在解讀過程中，信息容易產(chǎn)生遺漏或沖突，形成信息傳遞的逆流情形。BIM將建筑物從規(guī)劃設(shè)計開始至運營維護階段全生命周期的建筑物信息整合于單一模型中,以數(shù)據(jù)庫形式及參數(shù)式組件的概念區(qū)別于傳統(tǒng)2D平面繪圖的概念及工作流程。BIM改變了現(xiàn)今建筑產(chǎn)業(yè)的普遍做法，增進了團隊之間的協(xié)同作業(yè)，將納入不同領(lǐng)域的信息進行整合。其改變還包含了在設(shè)計過程中不再以線條的組成和空間代表建筑項目的空間關(guān)系或以平面圖所表示的符號代表建筑組件，取而代之的是以建筑組件為單位，如墻組件、樓板組件、天花板組件、柱組件等。繪制墻面時則選擇墻組件直接繪制其所在位置，每個組件的內(nèi)涵參數(shù)也可供用戶調(diào)整。同時，大型工程的復(fù)雜程度更高，設(shè)計施工等各環(huán)節(jié)上的協(xié)調(diào)需要更加高效和準(zhǔn)確的技術(shù)?；谌S復(fù)雜模型的平臺和軟件對服務(wù)器和計算機軟、硬件要求都很高，而IT產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展則有效地支撐了BIM技術(shù)的發(fā)展。PART02BIM概念提出2

BIM概念提出BIM技術(shù)在智慧建造中的意義

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.2BIM概念提出BIM系統(tǒng)的概念基礎(chǔ)可以追溯到1962年。DouglasC.Englebart在其論文《擴張人類智慧》中將未來建筑師描述得不可思議：“建筑師接下來將開始輸入一系列規(guī)范和數(shù)據(jù)——6in（1in=2.54cm）的平板樓板、12in的混凝土墻等。當(dāng)他完成時，這些場景將出現(xiàn)在屏幕上，結(jié)構(gòu)已初具規(guī)模。他開始檢查、調(diào)整這些數(shù)據(jù)，幫助形成更具細節(jié)的、內(nèi)部相連的結(jié)構(gòu)，代表了實際設(shè)計背后的成熟思考?！盓nglebart提岀了基于對象的設(shè)計、參數(shù)化操作和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，這個夢想在幾年后成為現(xiàn)實。許多設(shè)計研究者對此有著極大的影響力，包括HerbertSimonNicholasNegroponte和開發(fā)GIS并進行跟蹤的LanMcHargoChristopherAlexander的工作促成了基于對象編程的計算機科學(xué)家學(xué)派的形成，影響巨大。這些系統(tǒng)周到且完善，要是沒有能與建筑模型交互的圖形界面，這樣的概念框架不會被人們意識到。20世紀(jì)70年代的美國，BIM定義由美國喬治亞理工大學(xué)建筑與計算機學(xué)院(GeorgiaTechCollegeofArchitectureandComputing)的査克,伊士曼博士(ChuckEastman,Ph.D.)提出。其被定義為：“建筑信息建模是將一個建筑項目在整個生命周期內(nèi)的所有幾何特性、功能要求與構(gòu)件性能信息綜合到一個單一的模型中。同時，這個單一模型的信息中還包括了施工進度、建造過程的控制信息?！苯ㄖ畔⒛Ｐ途C合了所有的幾何模型信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個建筑項目整個生命周期內(nèi)的所有信息整合到一個單獨的建筑模型中，而且還包括施工進度、建造過程、維護管理等的過程信息。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.2BIM概念提出美國M.A.MortensonCompany公司定義BIM為“建筑的智能模擬”，且此模擬必須具備以下6個特點。(1)數(shù)字化(Digital)。(2)空間化(Spatial/3D)。(3)定量化：可計量化、坐標(biāo)化、可查詢化(Measurable：quantifiable,dimension-ableandquery-able)o(4)全面化：整合及溝通設(shè)計意圖、整體建筑性能、可施工性，且包括施工方式方法的順序性及經(jīng)濟性(Comprehensive：encapsulatingandcommunicatingdesignintent,buildingperformance,constructability,andincludingsequentialandfinancialaspectsofmeansandmethods)o(5)可操作化：對于整個美國工程委員會及業(yè)主都可以通過具有互用性和直觀性的平臺進行操作(Accessible：totheentireAEClownerteamthroughaninteroperableandintuitiveinterface)o(6)持久化：在項目生命周期的所有階段都具有可用性(Durable：usablethroughallphasesofafacilityslife)o美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)對BIM的定義如下：“BIM是建設(shè)項目兼具物理特性與功能特性的數(shù)字化模型，且是從建設(shè)項目的最初概念設(shè)計開始的整個生命周期里作岀任何決策的可靠共享信息資源。實現(xiàn)BIM的前提是：在建設(shè)項目生命周期的各個階段，不同的項目參與方通過在BIM建模過程中插入、提取、更新及修改信息來支持和反映出各參與方的職責(zé)。BIM是基于公共標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型?！盤ART03BIM的發(fā)展歷程3

BIM的發(fā)展歷程IM技術(shù)在智慧建造中的意義

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.3.1BIM在英國的發(fā)展2010年，英國組織了全國性的BIM調(diào)研，有43%的人從未聽說過BIM,而使用BIM的人僅有13%,有78%的人同意BIM是未來趨勢，同時，有94%的受訪人表示會在5年之內(nèi)應(yīng)用BIM。2011年5月，英國內(nèi)閣辦公室發(fā)布了政府建設(shè)戰(zhàn)略(GovernmentConstructionStrate-gy)文件，其中有整個章節(jié)是關(guān)于建筑信息模型(BIM)的。該章節(jié)明確要求，到2016年,政府要求全面協(xié)同3DBIM,并將全部的文件釆用信息化管理。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，文件制定了明確的階段性目標(biāo)。例如，2011年7月，發(fā)布BIM實施計劃；2012年4月，為政府項目設(shè)計一套強制性的BIM標(biāo)準(zhǔn)；2012年夏季，BIM中的設(shè)計、施工信息與運營階段的資產(chǎn)管理信息實現(xiàn)結(jié)合；2012年夏天起，分階段為政府所有項目推行BIM計劃；至2012年7月，在多個部門確立試點項目，運用3DBIM技術(shù)來協(xié)同交付項目。文件也承認由于缺少兼容性的系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以及客戶和主導(dǎo)設(shè)計師的要求存在區(qū)別，大大限制了BIM的應(yīng)用，因此，政府將重點放在制定標(biāo)準(zhǔn)上，確保BIM鏈上的所有成員能夠通過BIM實現(xiàn)協(xié)同工作。政府要求強制使用BIM的文件得到了英國建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)委員會［AEC(UK)BIMStandardCommittee］的支持。迄今為止，英國建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)委員會已于2009年11月發(fā)布了英國建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)［AEC(UK)BIMStandard］,于2011年6月發(fā)布了適用于Revit的英國建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)］AEC(UK)BIMStandardforRevit］,于2011年9月發(fā)布了適用于Bentley的英國建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)［AEC(UK)BIMStandardforBentleyProduct］。目前，標(biāo)準(zhǔn)委員會還在制定適用于ArchiACD、Vecttorworks的類似BIM標(biāo)準(zhǔn)以及已有的更新版本。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.3.2BIM在美國的發(fā)展美國是最早提出BIM技術(shù)概念的國家，同時，也是將BIM技術(shù)應(yīng)用得最為成功的國家。雖然，亞洲的一些發(fā)達國家和地區(qū)，如新加坡、日本和中國香港等，在BIM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面也比較成功，但相比于美國而言，還有很大的差距。因此，進行BIM技術(shù)在美國應(yīng)用現(xiàn)狀的研究，能比較全面地了解美國BIM技術(shù)發(fā)展的情況，及時發(fā)現(xiàn)我國在BIM技術(shù)應(yīng)用方面和先進國家間的差距，借鑒其成功經(jīng)驗，同時，吸取美國在BIM技術(shù)應(yīng)用中的教訓(xùn)，并為我國BIM技術(shù)的發(fā)展樹立目標(biāo)。在20世紀(jì)70年代美國就開始進行BIM技術(shù)的研究，最早提出的名稱是建筑描述系統(tǒng)，即BIM技術(shù)的雛形。在2002年，BIM這一名詞才真正出現(xiàn)，由美國的Autodesk公司提出。從20世紀(jì)70年代至今已經(jīng)發(fā)展了40多年，BIM技術(shù)在美國獲得了大眾的認可。很多建筑企業(yè)都使用BIM技術(shù)，同時，美國政府也對此大力支持。不僅頒布了一系列的BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、指南、手冊，還引導(dǎo)建筑企業(yè)建立BIM協(xié)會。目前，美國大多建筑項目已開始應(yīng)用BIM。美國政府機構(gòu)推廣BIM技術(shù)的方法值得我國學(xué)習(xí)和借鑒。美國的計算機技術(shù)發(fā)展也比較早，同時也處于世界領(lǐng)先地位，計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得美國很多行業(yè)都獲得了飛速的發(fā)展，但建筑行業(yè)卻是例外。計算機技術(shù)的應(yīng)用并沒有使建筑工程規(guī)劃設(shè)計和施工技術(shù)出現(xiàn)太大的變化。但計算機技術(shù)的發(fā)展帶動了信息化的發(fā)展，美國建筑行業(yè)在信息化應(yīng)用方面已經(jīng)達到比較成熟的階段，能將很多的理論研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而使建筑行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)根本性的變化。美國總務(wù)管理局為了提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率，在全國建筑行業(yè)中大力推廣信息化手段，而BIM技術(shù)正是其中的代表。為使BIM技術(shù)能更加規(guī)范化地應(yīng)用于建筑行業(yè)中，美國總務(wù)管理局制定了一系列的計劃、標(biāo)準(zhǔn)。事實已經(jīng)證明了這一決策的正確性。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2.2.3.1BIM在中國的發(fā)展目前，國內(nèi)對BIM的研究和應(yīng)用尚處于起步階段，但是隨著建筑業(yè)對信息化要求的不斷提高，國家科研投入不斷增多，以及在國家大力推動下，相關(guān)的機構(gòu)和各個部門已經(jīng)開始著手研究和應(yīng)用BIM技術(shù)。2008年，成立了中國的BIM門戶網(wǎng)站(www.chinabim.com)o該網(wǎng)站以“推動發(fā)展以BIM為核心的中國土木建筑工程信息化事業(yè)”為宗旨，是一個為BIM(建筑信息模型)應(yīng)用者提供信息資訊、專業(yè)資料、技術(shù)軟件以及交流溝通的平臺。2009年4月15日,中國首屆“BIM建筑設(shè)計大賽”在北京舉行，這次設(shè)計大賽吸引了來自建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位、高等院校的大量科研、技術(shù)人員參與。2010年開始，中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會每年組織科研人員編制和發(fā)布《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM應(yīng)用研究報告》，以促進BIM在商業(yè)地產(chǎn)領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。2010年10月14日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《關(guān)于做好建筑業(yè)10項新技術(shù)(2010)推廣應(yīng)用》的通知中，提出要推廣使用BIM技術(shù)輔助施工管理。2011年，科技部將BIM建筑信息模型系統(tǒng)作為“十二五”重點研究項目“建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”的課題。2011年5月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確指出：在施工階段開展BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用，推進BIM技術(shù)從設(shè)計階段向施工階段的應(yīng)用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM技術(shù)的4D項目管理信息系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程中的應(yīng)用，實現(xiàn)對建筑工程有效的可視化管理等，從而拉開了BIM技術(shù)在中國應(yīng)用的序幕。隨后，關(guān)于BIM的相關(guān)政策進入了一個冷靜期，沒有BIM的專項政策出臺，但政府在其他文件中都會重點提出BIM的重要性與推廣應(yīng)用意向。例如，《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司2013年工作要點》中明確指出：“研究BIM技術(shù)在建設(shè)領(lǐng)域的作