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2016年1月起,交通运输部陆续发布一系列政策和指导意见,要求把BIM技术作为行业技术进步和转型发展的一个重要抓手和支撑手段然而从BIM发展情况来看,至今仍然存在落地应用难、执行过程受阻、效益不显著等问题对于BIM技术而言,Gartner新兴技术成熟度曲线显示,BIM从诞生到走向成熟,需要经历5个时期,现在的BIM正在进入一个泡沫的低谷期,人们对于BIM的态度逐渐冷淡下来,开始深入地分析BIM技术在应用推广中遇到的所有问题BIM的本质是工程数字化Autodesk在2002白皮书中提出了Building Information Modeling,也就是现在所说的BIM,在白皮书中赋予了BIM“协同设计”与“构件驱动CAD(object-oriented CAD)”的特征Autodesk最初给BIM的定义,“精确”对应了刚刚收购的Revit与Buzzsaw两款软件的功能因此,初期“BIM”这个名词的创造是人为的,很大程度是为了软件商的市场营销2007年,美国第一版NBIMS对BIM做出了定义:BIM是一个设施物理和功能特性的数字化表达,BIM是一个设施有关信息的共享知识资源,从而为其全生命期的各种决策构成了一个可靠的基础,这个全生命期是指从早期概念⼀直到后期拆除BIM的一个基本前提是项目全生命期内不同阶段不同利益相关方的协同,包括在BIM中插入、获取、更新和修改信息,以支持和反映该利益相关⽅的职责BIM是基于协同性能公开标准的共享数字表达广义BIM定义是基于协同公开标准的全寿命周期共享数字化表达此后,各种BIM理论开始迅速完善,在软件商、行业组织、政府、学术界不断神话BIM解决建筑业信息化社会价值的同时,软件商却一直致力于BIM的三维技术经济价值,而导致政府及行业组织所期盼的BIM另一重要功能——建筑业信息化,难以落地十多年来,美国对于BIM标准的定义至今进展甚微BIM的本质是工程数字化,而BIM的雏形起源于两个问题:一是为了解决二维的局限而衍生出来的三维技术;另一个是为了解决信息化而提出的建筑信息体系实现BIM,首要解决的是工程领域应用软件(二维或三维软件)不足的问题;其次是所有工程应用软件和信息化系统的数据协同共享工作问题Gartner曲线公路工程数字化的现状目前,公路工程中常用的设计类软件分为工程勘察软件(Geomap、Mapgis)、道路设计软件(card/1、纬地、海地)、桥梁设计软件(桥梁大师、桥梁通、方案设计师)、桥梁分析软件(MIDAS、TDV、桥博)但这些软件都是非数字化的,只是用来交付最终图纸成果的生产工具而已而常用的工程建设管理类软件,例如工程造价软件:同望、纵横;工程项目管理:HCS、海德;质量监督管理:微柏;工程文控管理:华闽通达在这些软件当中,有各种各样的数字化管理系统,但多数成为数据孤岛,数据库无法打通,更不用说用于工程的全生命周期关于工程交付方式,遵循设计方向施工方交付,施工方向运维方交付的流程但是从目前来看,作为设计方,根据公路工程基本建设项目设计文件编制办法,每个阶段交付的内容、深度、形式等都有严格的要求,交付BIM模型并不属于其中之一而施工方向运维方交付的内容,则是工程纸质档案、文件材料,并不是信息化系统工程数字化发展的健康方式当前的BIM热潮,其实源于国家对整个供给侧结构性改革,要求产业转型发展,由以前的工程建造模式,向工程制造模式转变,将最简单的劳动密集型的人工作业,通过数字化和信息化手段,逐步向自动化、智能化转变其目的是以两化融合为手段,推进工程建设行业转型发展,实现最终的提质、增效、降本、溯源这不仅仅是在工程行业,在任何一个行业都要推行这种模式以造船业为例,在上个世纪80年代就开始利用计算机辅助设计,例如CAD、CAM、CAE等进行造船到了上个世纪90年代,以日本的三菱重工、川崎造船,韩国的大宇重工、现代重工、三星重工等为代表的企业,开始研究计算机集成信息管理系统CIMS、全生命周期支持系统CALS而我国从90年代中期开始,引进日本和韩国造船领域的全套设计、管理体系直到现在,虽然我国的造船业产能第一、水平第一,但整个设计和管理体系仍然是完全照搬国外的技术尽管如此,造船业也需要从数字化造船走向智能化造船目前数字化造船包括5个方面:船舶设计数字化、船舶建造数字化、管理控制数字化、经营决策数字化、船舶维护数字化;以及四大平台:设计平台、生产平台、管理平台、数据交付平台其实,造船业与公路工程行业非常类似,其设计模式也是从概念设计、基本设计、技术设计,到详细设计、生产设计,但造船业很早就可以实现三维数字化建模,百分之百的装配化定义,是因为船体是曲面结构,二维建模无法表现其内部的隔舱、管线、设备等零部件,所以船舶设计研究院必须进行数字化设计设计完成后,大量的细部生产设计则完全交由船厂完成,每个船厂也都配备一个设计部门,100-200人的团队而公路工程行业的施工单位中,则没有对应的设计部门,无法完成后续的生产设计除此之外,造船业还有一套非常完善的全生命周期信息化管理系统做支撑生产制造部门通过WOP计划制定、派发及反馈,形成以任务包为基础的作业日程计划、派发和反馈体系,收集工时和进度,掌握工程健康状态,并建立以中间产品为导向的生产作业管理体系,大幅提高“中间产品”成品化、集成化生产程度因此,参照制造业的标准,实现数字化生产,需要有智能化的设备、数字化的运营平台,包括设计、管理、制造,以及互联互通的网络、安全保障体系等数字化造船案例融合在软件系统中的标准目前,国际上的BIM标准框架体系,以美国2007年第一版NBIMS中提到的,以IFC、IFD、IDM实现BIM三大技术支撑IFC(Industry Foundation Classes)工业基础分类通俗的说,是一个公开的、基于对象的信息交换标准格式IFC数据模型是一个不受某一个或某一组供应商控制的中性和公开标准,是一个由buildingSMART开发用来帮助工程建设行业数据互用的,基于数据模型面向对象的文件格式,是一个BIM普遍使用的格式IDM(Information Delivery Manual)信息交付手册对于BIM来说,IDM是定义要交换什么信息对于BIM软件商来说,需要用IDM来定义某一个具体软件能够支持和实现的IFC部分,称为IFC的一个视图IFD(International Framework for Dictionaries)国际字典框架通俗的说,IFD是确定交换的信息和需要的信息是同一个东西IFD采用了概念和描述分开的做法,引入GUID来给每一个概念定义一个全球唯一的标示码2010年,清华大学软件学院参考了NBIMS,并结合调研提出了中国建筑信息模型标准框架(Chinese Building Information Modeling Standard,简称CBIMS)针对于BIM标准,国标建筑BIM标准已有部分颁布,部分处于审批中该类标准涵盖基础和应用类标准,以面向建筑BIM模型的IFC和IFD为基础,参考价值一般;铁路行业出台了三本标准,但是标准更多的偏向于基础类标准,参考意义一般;公路领域BIM标准实操性不足,短期内不会发布基于此,进行BIM标准的研究,主要包含BIM建模及交付标准、BIM技术应用指南真正的数字化标准需要跟企业生产结合,是基于工程实践的公路工程数字化标准体系对于行业标准,需要建立公路工程数字化设计与交付标准、公路工程产品数据标准、公路工程分类与编码规则(覆盖全生命期)、公路工程数字化施工应用标准、公路工程数据统一接口标准、公路工程信息化管理应用标准、公路工程(交)竣工数字化交付标准、公路工程数字化养护应用标准等,细分各个专业、各个阶段,标准只有融合在软件系统里才有执行力本文刊载 /《桥梁 · BIM视界》杂志 2019年 第1期 总第8期作者 / 李法雄作者单位 / 交通运输部公路科学研究院
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