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我國BIM運用的現狀問題

  BIM技能自從2003年引進我國之后，經過前期幾年的襯托，從2009年之后才遍及被職業(yè)認可，現在已開展成為修建工程職業(yè)最搶手的信息化技能。但是，在前期的爆炸式開展之后，近年來的BIM運用水平似有墮入中止之感，至今還有許多問題沒有處理。而最初職業(yè)立異者對BIM的暢想，到現在也還遠遠沒有完結。其間既有軟件技能方面的原因，也有職業(yè)本身的原因。

  以目前國內BIM運用的水平現狀而言，最顯著的幾個特點是：

  1) 運用BIM的項目中，絕大部分都是CAD/BIM并行形式(一般稱為“后BIM” )，而非“BIM正向規(guī)劃”。

  這是一個很值得考慮的現象，由于在制作業(yè)(它們對3D技能的運用比修建業(yè)早將近20年)并未呈現這一狀況。制作業(yè)產品規(guī)劃的進程中，要么用2D，要么用3D，為什么修建業(yè)要用2D規(guī)劃完了之后再翻成3D呢?究其根本原因，無非以下幾點：

  3D建模的功率不如2D：一些在2D繪圖中可以很快畫出來的內容，精確的3D建模需求更長時刻。

  3D模型不適合出圖：修建業(yè)的現狀依然要求2D圖紙交給，這也是實踐狀況。

  因而，在修建規(guī)劃階段出圖時刻十分嚴重的狀況下，許多項目其實仍是用傳統(tǒng)辦法規(guī)劃，只是包了一個BIM的皮罷了，也就可以理解了。只是，在這樣的流程中，BIM除了3D可視化和磕碰檢查，基本上也就沒什么實踐含義了。更重要的是，這種“后BIM”形式還導致企業(yè)要投入額定的資源創(chuàng)立模型，而且使得模型與圖紙可能呈現不一致的狀況，反而增添了更多問題。

  2) 規(guī)劃與施工脫節(jié)的狀況沒有改觀。

  從BIM理念剛誕生之時開端，“聯接規(guī)劃與施工之間的信息斷裂”就是作為BIM的重要價值之一而提出。但是，現在的BIM東西真的做到這一點了嗎?在規(guī)劃師創(chuàng)立BIM的絕大部分項目里，施工方并沒有參加模型的創(chuàng)立進程，因而常常聽到施工方反應規(guī)劃方給出的BIM模型并沒有多大用處，有許多施工需求的信息在模型中并沒有得到表現。而在實踐作業(yè)中，規(guī)劃方給出的圖紙(即便是用了BIM之后)在許多狀況下也不能實在抵達“按圖施工”的水準，施工方和預制方仍是需求依據規(guī)劃圖紙進行許多的深化規(guī)劃，而且研討用什么樣的工藝才干實在締造出來。

  因而，可以說修建職業(yè)原有的“信息孤島”現象并未跟著BIM的運用而消失，只是從2D的孤島變成了BIM的孤島，或許最多是在孤島之間建起幾座橋梁，但遠遠沒有抵達把孤島銜接成整片陸地的程度。

  3) 缺乏項目全流程的協(xié)同辦理。

  當我們討論項目全流程的時分，我們重視的不只僅規(guī)劃階段不同專業(yè)之間的協(xié)同，一起也重視規(guī)劃與預制加工、現場裝置、業(yè)主辦理之間的協(xié)同。作為業(yè)主，怎樣了解項目的實在進展并操控危險?怎樣確保規(guī)劃師幻想的效果可以用其時的工藝工法完美完結?一個不起眼的規(guī)劃改動會對施工本錢構成多大的影響?如果運用BIM的規(guī)劃人員只關懷怎樣快點出圖，那么這些問題就永遠找不到答案。

  圖1. 不同職業(yè)之間的3D技能運用距離

原因和革新方向

  之所以構成這樣的局勢，一方面是修建職業(yè)本身的機制落后，另一方面也有軟件東西方面的原因。但是可喜的是，跟著裝置式技能在修建職業(yè)被推廣遍及，我們看到兩方面的狀況都在發(fā)生變化。

  從職業(yè)層面來說，與制作業(yè)的高度機械化、主動化不同，傳統(tǒng)的修建業(yè)出產流程中許多工序是由工人在修建現場手藝完結的(例如綁鋼筋、支模板)，因而便于攜帶、檢查的圖紙就顯得必不可少。但跟著裝置式技能的運用，實踐上對圖紙的需求是與曾經不同的。關于裝置式修建(包括現在的幕墻、鋼結構項目)而言，我們可以把用于預制出產的加工圖(英文稱為shop drawing)和用于現場拼裝的裝置圖區(qū)別開來。前者的用處是精確描繪構件細節(jié)以便于制作產品，只需滿意出產要求，跟著數控技能的前進，完全可以像先進制作業(yè)一樣完結不必圖紙的全3D數控出產。后者依然是供給給工地現場的，但應著重于描繪結點銜接辦法、裝置辦法等信息，而無需過多描繪構件本身的細節(jié)(由于構件現已作為什物供給給工地了)。因而，前者可以逐漸被3D技能所取代，而后者盡管不會消亡，但其重視的信息和表達形式應當與傳統(tǒng)的施工圖有所不同。

從軟件東西層面來說，傳統(tǒng)的BIM軟件基本上都是由修建師開發(fā)的，盡管滿意修建師習氣的流程和做法，但面對修建職業(yè)的流程革新時就顯得無能為力。許多傳統(tǒng)的BIM軟件都不具有一些用于裝置式修建的重要功用：

  (1)以制作級其他高度精確和可靠性來描繪構件的幾許形體和空間方位。尤其是當涉及到雜亂的空間曲面之時，加工數據的精確性就顯得格外重要。并不是一切BIM軟件都具有這樣精確的圖形引擎，有些軟件會運用折線或許網格面來模仿接連的空間曲面，這就會在細節(jié)處發(fā)生差錯。

  (2)以不同的顆粒度來描繪構件的組成結構和裝置聯系。例如修建師眼里可以把一層樓板看作一個全體，但關于預制、施工方來說，還要把它拆分紅多個預制板單元，進而盯梢計算每個板單元的資料用量、方位和裝置順序，而且研討單元之間的銜接辦法。相似的，一個幕墻面板單元可以拆分紅幾十個不同的零件，每個零件都要別離制作、編碼，最終精確裝置起來。這樣的層級分化結構在許多傳統(tǒng)BIM軟件里邊是不存在的。

  (3)經過模型來記載施工工藝和操作辦法。短少這樣的信息，無論是關于預制廠仍是工地現場，操作工人都只能看到“是什么”，而不能看到“怎樣做”，因而依然可能在出產裝置的操作進程中呈現問題。

  (4)銜接上下流、不同企業(yè)的網絡協(xié)作渠道。不只需支撐規(guī)劃企業(yè)內部不同專業(yè)的協(xié)作，還需求經過網絡渠道在規(guī)劃階段就能銜接業(yè)主、預制廠和施工方等各方，經過3D模型進行可視化交流，獲取各方的專業(yè)主張，而且同享物料清單等要害信息。

  因而，要經過BIM來促進裝置式修建的遍及運用，完結修建工程職業(yè)的全面轉型，一方面需求職業(yè)有識之士推進職業(yè)的流程和規(guī)范改動，另一方面也要研討從制作職業(yè)發(fā)生的全生命期軟件體系，而不是墨守成規(guī)地沿襲現有軟件。

達索體系的思路

  作為制作業(yè)最高端的產品全生命期辦理(PLM)處理計劃供貨商，達索體系在進入修建工程職業(yè)時挑選了一條和傳統(tǒng)BIM軟件廠商不同的路途：把裝置式修建作為我們的開展要點。達索體系不是著眼于今日市面上常見的普通修建，而是面向未來，考慮二十年后的修建職業(yè)與今日將會怎樣不同，我們的3D體會處理計劃怎樣處理未來客戶即將面對的問題。達索體系的修建工程職業(yè)處理計劃具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

  (1)依據物料清單(BOM，Bill of Materials)的數據辦理;

  (2)制作級精度的3D正向規(guī)劃;

  (3)規(guī)劃與施工的集成仿真;

  (4)流程與數據結合的協(xié)作渠道。

  為了完結不同的事務流程，達索體系在3D體會渠道上集成整合了不同的軟件品牌，包括用于3D建模規(guī)劃的CATIA品牌、用于施工仿真的DELMIA品牌、用于協(xié)作辦理的ENOVIA品牌，而且依據修建工程職業(yè)的共同之處進行了專門增強，構成了“規(guī)劃制作一體化”、“優(yōu)化施工”等職業(yè)處理計劃。下面我們別離針對不同的方面進行介紹。

  (1) 依據物料清單(BOM)的數據辦理

  傳統(tǒng)的修建職業(yè)習氣于“依據圖紙”的作業(yè)形式，當需求信息時，依據圖紙目錄(或編碼)找到相應的圖紙，再經過讀圖來了解信息。但是，方針之間的層級結構、邏輯聯系等信息是很難在圖紙上表達出來的。在制作業(yè)，運用的是“依據BOM”的作業(yè)形式。關于一個大型產品，首要用邏輯結構樹將其分化為子部件，每一個子部件還可以繼續(xù)分化，如此一級一級展開，直到最基本的零件停止。當需求部件信息時，就在結構樹上找到相應的方針結點，從其間可以獲取部件的3D模型、規(guī)劃參數、采購信息等一切數據。而部件之間的層級結構、邏輯聯系等信息則經過結構樹的安排表現出來?！藿ㄎ锵嗤梢圆杉{相似的辦法，例如將一棟大廈分化成主樓、裙房和地下，每個部分進一步按樓層分化，每個樓層中再包括梁柱門窗等構件。針對每一個構件方針，我們都可以把它作為一個實體來獨自辦理它的規(guī)劃參數、拜訪權限、前史版別等一切數據。一起，規(guī)劃師還可以依據工藝需求決議每個部件是否需求進一步拆分、怎樣拆分(例如一個門可以拆分紅門框、門扇和合頁)，并生成構件清單、加工圖、資料計算表等。

  關于大型協(xié)作性項目，方針結構樹的另一個重要用處是專業(yè)之間的參數同享。每個專業(yè)都可以把需求對外同享的規(guī)劃參數發(fā)布在結構樹上，當下流專業(yè)需求引證上游專業(yè)的方針或許參數的時分，就可以直接從結構樹上實時引證。一旦上游專業(yè)的信息發(fā)生了改動，體系就會主動告訴下流專業(yè)而且主動更新，然后確保規(guī)劃信息的一致性。而傳統(tǒng)的依據“外部參照”形式的規(guī)劃協(xié)同是無法完結這一點的。

  正是由于CATIA模型中包括一切的精確信息和邏輯聯系，使得規(guī)劃師可以洞悉大局，對一切信息都一目了然。正因如此，在飛機、船舶等大型制作業(yè)都運用CATIA作為通用的3D制作建模渠道。

  圖2. 依據BOM的數據辦理

  (2) 制作級精度的3D正向規(guī)劃

  與傳統(tǒng)的BIM軟件比較，強壯的3D參數化圖形引擎也是CATIA的重要優(yōu)勢。無論是雜亂的裝置結構，仍是接連、精確的空間曲面，在CATIA里邊處理起來都相當輕松。此外，依托強壯的參數化技能，CATIA還可以經過編程創(chuàng)立“計算出的修建”，然后完結用人工辦法很難完結的使命。

  今日的計劃規(guī)劃人員常常運用Rhino在前期進行造型規(guī)劃，并與一些烘托東西銜接生成艷麗的效果圖，但它只是樸實的造型東西，不包括任何BIM信息，也很難和出產制作體系銜接起來。而CATIA和Rhino相同支撐強壯的NURBS曲面，因而既可以用CATIA創(chuàng)立曲面，也可以把Rhino創(chuàng)立的曲面無縫導入到CATIA里邊。在計劃造型創(chuàng)立完結后，可以運用達索體系的CATIA修建計劃東西，快速從體量創(chuàng)立修建、結構專業(yè)的計劃模型。規(guī)劃師可以運用預界說的概念級深度(LOD 200)的構件模型(例如門窗、梁、柱等)快速創(chuàng)立計劃，比及計劃大致確定后，CATIA可以把LOD 200級其他構件模型替換成LOD 300~400級其他精細化模型。規(guī)劃師可以在此基礎進步行深化規(guī)劃，添加更多的細節(jié)，直到包括預制加工所需的一切信息。在這一進程中，CATIA特有的“常識工程”功用可以發(fā)揮重要的效果。許多繁瑣的細節(jié)建模，只需能總結出邏輯規(guī)矩，就可以經過空間骨架線快速定位，然后運用CATIA的腳本語言進行主動化建模作業(yè)，然后極大地進步功率，減輕人工負擔。

  CATIA還供給了豐厚的專業(yè)建模東西，例如鋼結構的節(jié)點詳細規(guī)劃、鋼混構件的3D鋼筋建模、金屬面板的鈑金規(guī)劃，都可以直接運用CATIA的現成東西來完結。而規(guī)劃完的3D數字模型，還可以和數控出產設備結合起來，以主動化的辦法制作什物，乃至無需傳統(tǒng)圖紙。(為了驅動數控設備，需求依據詳細的設備來規(guī)劃制作工藝，而且可能需求生成數控加工代碼。)

  關于現已運用傳統(tǒng)BIM軟件的項目來說，CATIA也可以經過IFC等格局導入傳統(tǒng)BIM軟件建立的模型，并在此基礎進步行深化規(guī)劃。但是需求留意的是，傳統(tǒng)BIM軟件的模型幾許精度往往較低，一起在導出IFC格局時常常呈現數據丟失，因而導入后需求仔細檢查。

  圖3. 制作級精度的3D規(guī)劃

  (3) 規(guī)劃與施工的集成仿真

  當有了包括精確信息的3D模型之后，下一步要做的就是依據模型研討施工辦法，編制施工安排計劃。傳統(tǒng)的施工計劃編制是一個“由上而下”、依據經歷的進程，由有經歷的施工司理來分化施工進程、安排每個進程的先后順序，而且分化每個工序所需的大致時刻(例如施工某層樓板需求多少天)。但是，關于雜亂的要點工序(例如一個大型鋼構件的吊裝進程)，即便是很有經歷的施工司理也很難把操作進程中可能呈現的各種狀況設想得八面玲瓏，更不必說精確規(guī)劃成百上千道工序的進展安排。因而，在達索體系的DELMIA中，一方面支撐“由上而下”的施工使命分化和進展規(guī)劃，另一方面還支撐關于要點工藝進行“由下而上”的虛擬仿真，嚴厲模仿要點工藝的施工進程，驗證其可行性，評價危險，而且探究更好的施工計劃。

要完結滿意工程實在性的施工仿真，一般要對BIM模型進行收拾和重構，將規(guī)劃BIM模型轉換成施工BIM模型。首要，規(guī)劃構件和施工構件可能是不一樣的，有時需求把構件進行拆分(例如規(guī)劃中的一片樓板在施工中要分段來做)，而有時又需求把構件進行兼并(例如墻連柱的施工)。其次，施工模型中往往需求添加輔助設備，例如腳手架、塔吊、以及各種施工設備。然后，需求把模型構件和使命進展、設備資源相關起來，從“靜態(tài)模型”變成“動態(tài)模型”。由于修建模型中的構件數量往往相當多，軟件應當可以依據用戶給定的邏輯規(guī)矩和構件的BIM信息主動生成這樣的相相聯系，而不是讓用戶進行繁瑣的手藝相關。一些常用的工藝流程還可以在體系中保存為工藝模板，在以后重復調用。

  有了這樣的集成仿真之后，我們就可以在實踐締造之前，預先在3D軟件里以虛擬的辦法締造一次整個修建。在虛擬締造的進程中，可以剖析施工計劃是否合理?施工工藝是否可行?設備資源是否存在瓶頸或許冗余?經過這樣的作業(yè)，可以提早發(fā)現可能存在的問題，并使每一個施工人員都了解他們即將完結的使命，然后進步現場的操作功率，降低危險，而且節(jié)約本錢和工期。

  最終，施工仿真的輸出效果應該是精確可靠的施工安排計劃和工藝輔導，而4D動畫只是非有必要的伴出產品。我們追求的是工程的實在可靠性，而不是像慣例的動畫烘托軟件一樣以視覺艷麗為方針——沒有工程可靠性，動畫效果再好也沒有含義。

  圖4. 施工工藝級其他BIM仿真

  (4) 流程與數據結合的協(xié)作渠道

  達索體系的CATIA和DELMIA是強壯的BIM建模與仿真東西，但要實在把規(guī)劃、施工、業(yè)主等人員聯接起來，光有模型是不夠的，還需求一個跨過生命期上下流的協(xié)同渠道。就好像如果沒有路網，轎車再好也跑不起來;如果沒有協(xié)同渠道，BIM模型中的信息再多也無法運用。因而，我們經過3D體會渠道上的ENOVIA，確保各方都能隨時從單一數據源取得最新的精確信息并進行辦理。

  在項目辦理中有三個核心要素：質量、時刻、本錢。但是，在傳統(tǒng)的BIM數據辦理軟件(可以稱為PDM軟件)與傳統(tǒng)的項目辦理軟件之間存在著一條距離：傳統(tǒng)的PDM軟件往往只關懷模型的質量操控，包括版別辦理、拜訪權限、抵觸檢測等問題，而傳統(tǒng)的項目辦理軟件往往聚集于時刻和本錢，包括使命辦理、進展計劃、本錢盯梢、資源功率等問題。舉例而言，傳統(tǒng)的PDM軟件不會包括WBS分化、進展盯梢等辦理功用，而傳統(tǒng)項目辦理軟件也不能進行模型抵觸檢測。達索體系ENOVIA的共同之處在于，它把質量、時刻、本錢這三個要素有機的結合起來，對項目各要素進行全面的辦理。

  設想一個典型的修建綜合體項目，規(guī)劃負責人可以把它劃分紅塔樓、裙房、地下等幾個部分，每個部別離離指定修建、結構、設備等不同專業(yè)的負責人，分配作業(yè)使命并擬定進展計劃。每個專業(yè)的規(guī)劃人員都將接收到使命信息，還可以在自己的使命節(jié)點下進一步細分子使命，而且進行建模作業(yè)。項目司理只需經過使命鏈接就可以檢查到各個專業(yè)的模型效果。一起，由于一切模型都會集在同一個服務器數據庫中，只需有相應的權限，每個專業(yè)規(guī)劃人員都可以隨時取得其它專業(yè)的模型效果。一切人在一個集成模型上以實時協(xié)同的辦法開展作業(yè)，然后確保信息的精確一致性。經過拜訪權限和版別操控，規(guī)劃師也可以決議是否答應業(yè)主、施工方登錄到體系來檢查最新的模型效果。如果答應其它參建方進行在線評定，那么他們就可以在網絡渠道上標注發(fā)現的問題，而且提交給規(guī)劃師進行檢查。一旦提交反應意見，體系還可以主動告訴相關規(guī)劃師，并追尋反應……值得一提的是，達索渠道是依據構件數據庫而不是文件來辦理操作權限，因而可以針對每個構件去設置其拜訪權限、前史版別等信息，然后供給了極大的靈活性。

  圖5.在Web瀏覽器進步行在線BIM規(guī)劃校審

  更重要的是，運用依據構件數據庫的模型，可以便利的用于辦理構件出產、物流、裝置的全進程。這個進程中的信息是很難用圖紙進行辦理的，需求布置依據物料清單的制作履行體系(MES)和施工辦理體系，而這恰恰是來自制作業(yè)的達索體系拿手的當地。

  關于構件預制方，不只可以直接從達索渠道獲取精確詳盡的構件信息用于出產工藝，還可以運用構件清單用于出產辦理，例如編制出產進展計劃、實踐進展的盯梢比照、計算資源與資料用量、危險辦理等等。項目司理可以在體系中了解每一個構件的其時狀況：是正在出產，仍是現已在物流途中?是由哪臺設備出產的，質量檢驗文檔在哪里?工廠司理也可以了解：本月需求出產多少個構件，每種標準各有多少?為此需求預備多少原資料和設備資源?如果某個構件呈現質量問題，是否能追溯到其時的出產設備和責任人?在此進程中，我們還可以把ENOVIA與物聯網體系進行集成，以便實時盯梢每個構件的精確狀況。

  關于施工裝置現場，ENOVIA相同可以用于現場的施工計劃辦理、事務流程辦理和危險辦理。一起，它供給了豐厚的集成接口，可以與其它IT體系(例如ERP體系、物流體系、以及現有的項目辦理軟件)十分便利的進行集成。

  圖6. 與BIM結合的項目辦理與協(xié)同渠道

  正好像“淘寶”渠道可以支撐消費者和賣家在一個體系中完結信息對接、在線下單、物流盯梢、確認付款等購物全流程一樣，達索體系的“3D體會”渠道也可以支撐修建項目各方在線完結計劃交流、協(xié)同規(guī)劃、集成校審、進展盯梢、數據交給、出產辦理等全進程。因而，如果說“淘寶”供給的是電子商務的購物體會，達索體系供給的則是依據3D數據的修建全生命期事務體會。

  圖7. 裝置式修建的全生命期信息集成

總結

  修建職業(yè)的工業(yè)化轉型是全職業(yè)認可的一致，但要完結這樣一個巨大的改動，需求政府主導的各參加方共同努力。這樣的轉型，不能也不該該是由軟件企業(yè)進行主導。但是，挑選適宜的軟件渠道，確實可以加快這個轉型的進程。優(yōu)秀的BIM軟件不該該是一系列東西，而應該是一個渠道，它有必要是立足于企業(yè)戰(zhàn)略轉型的需求，與企業(yè)的事務流程緊密結合，切實可行地發(fā)明明晰的價值。在搭建BIM渠道之前，企業(yè)應該想一想：我們做這件工作是為了用在什么方面?處理什么問題?期望抵達什么方針?單純“為BIM而BIM”的行為是不該當被發(fā)起的，由于它導致了太多無含義的建模，而沒有給職業(yè)帶來顯著的優(yōu)點。

  站在達索體系的態(tài)度，我們期望把大型制作職業(yè)卓有成效的技能與辦理手段帶入到修建工程職業(yè)。如果我們能用制作業(yè)的辦法去締造一艘航空母艦，那么也應當可以用制作業(yè)的辦法來締造一棟修建物。在這個進程中，如果只是挑選一個新的軟件而不改動流程，或許改動流程而依然沿襲舊的軟件東西，都是很難取得成功的。全生命期的BIM軟件渠道是一個載體，它需求與企業(yè)的事務流程結合，把企業(yè)的常識、思維、行為固化下來，然后打造一個以3D數據為核心的、上下流協(xié)同集成的、企業(yè)級的事務辦理體系。

關于達索體系：

  達索體系成立于1981年，作為一家為全球客戶供給3DEXPERIENCE處理計劃的領導者，達索體系為企業(yè)和客戶供給虛擬空間以模仿可繼續(xù)立異。其全球領先的處理計劃改動了產品在規(guī)劃、出產和技能支撐上的辦法。達索體系的協(xié)作處理計劃更是推進了社會立異，擴展了經過虛擬國際來改進實在國際的可能性。達索體系為140多個國家超越22萬個不同職業(yè)、不同規(guī)劃的客戶帶來價值。