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1、山东大学继续教育学院毕业论文(设计) 题 目 BIM在国内外的应用现状对比研究 姓 名 罗伟捷 学 号 16208410129017 年 级 2016秋 专 业 工程管理 学习中心 山东大学深圳研究院 指导教师 刘梅 填表日期 2019年2月20日 山东大学继续教育学院 继续教育学院毕业论文(设计)目录摘要1一、绪论21.BIM概述22. BIM 的特点2二、BIM应用现状41. 国内应用现状42. 国外应用现状5三、BIM技术应用分析及发展方向71.BIM技术应用分析72. BIM 技术发展方向8小结10参考文献11谢 辞12摘要BIM(建筑信息模型)是当今建筑和结构行业广泛关注的新概念,B
2、IM技术的发展与应用已成为当代社会势不可挡的潮流。本文通过查阅国内外工程实际情况,对国内外的BIM技术研究与应用现状进行了总结,对现阶段国际、国内BIM技术在设计、施工、运维等不同阶段的应用情况、国内外BIM标准的进化等内容进行归纳整理。通过分析国内外发展差异分析我国BIM技术应用过程中的问题并给出建议。通过对BIM使用大环境的分析,对今后对进行BIM技术研究的方向做出了归纳 。关键词:BIM(建筑信息模型);BIM技术;应用现状;发展差异分析1一、绪论1.BIM概述美国的ChuckEastman教授在1975年提出了建筑物计算机模拟系统(Building Description System
3、,BDS)这一概念,随着建筑物计算机模拟系统这一概念的提出,建筑信息模型既BIM技术得到了迅速的发展。建筑信息模型(BIM)的技术最早起源于美国,随后在世界其他国家得到了推广和应用。 1。世界各国对BIM技术的定义略有差异,就美国国家BIM标准(NBIMS)对BIM的定义而言,BIM技术大致具有以下三点特征:(1)BIM是将一个建设项目的相关特征采用计算机软件以数学模型的方式表达出来;(2)BIM是一个数字化的建设项目知识资源库,为项目建设的全生命周期提供可靠的信息支持,为项目决策提供可靠的依据;(3)在项目的不同阶段,通过BIM技术方便不同部门之间协同作业。可以通过该技术在线协调相关信息。2
4、. BIM 的特点(1)可视化BIM提供了一种全新的可视化化思路,通过三维方式将原本二维图形以三维立体的形式展示在用户面前;在建筑业中传统效果图制作通常采用线条的方式式来表达信息,然而在BIM建筑信息模型中,建设项目的整个过程都是可视化的,所以可视化的管理方式贯穿整个项目建设过程当中。(2)协调性在传统建筑设计过程中,由于各专业设计师分开作业会在设计过程中出现沟通不到位的状况,从而导致施工中常遇到的碰撞问题,严重影响施工进度。BIM技术的应用完全可以解决建设项目的协调性问题,通过生成协调数据建筑设计阶段顺利解决各专业之间的碰撞问题。(3)模拟性建筑信息模型不仅可以模拟建筑物设计模型,还可以模拟
5、无法在真实世界中操作的事物。在设计阶段,BIM可以对现实中的一些场景进行模拟试验,从而在施工之前检验设计的合理性;在招投标和施工阶段,可以通过对不同施工方案的模拟来确定合理的方案来指导施工,从而实现最优的成本控制;后期运营阶段可以用来作为日常突发紧急状况的模拟和安全教育等。(4)优化性建设项目的实施过程就是一个不断优化的过程,BIM技术可以有效的提高项目优化的效率,为项目的优化提供可靠的途径。项目优化通常受到:信息、复杂程度和时间三个因素的制约。信息的准确性决定这优化方案的合理性,BIM存储的建筑物信息完美的解决了这一问题。现代建筑物的复杂程度往往达到人们所能承受的信息的极限,只有通过科学的手
6、段才能解放人力劳动,对复杂程度高的项目进行充分的优化,达到最优的管理效果。BIM在项目优化过程中可以做到以下两点:1)项目方案优化:通过将项目设计和投资回报结合起来分析,可以使得业主在设计阶段就可以得知那种设计方案更有利于自身需求。从而使得设计方案的选择不再停留在建筑外观上,从而真正落实到投资回报上,这样就使得项目投资变得更加可靠。2)特殊项目的设计优化:对建筑设计过程中的异型结构,如裙楼、屋顶等,这些结构虽然看起来在建设施工中不是很重要,但是实际上却是施工难度最大最影响施工质量的结构,只有通过对这些结构的施工方案进行充分的优化,才能显著的对工期和造价进行优化。(5)可出图性所谓的BIM出图并
7、不是传统意义上的建筑设计院所出的一些建筑设计图纸,而是通过充分优化后所出的一些综合性的图纸,例如:综合管线图;综合结构留洞图;碰撞检查、侦错报告和建议改进方案等。二、BIM应用现状1. 国内应用现状在BIM进入中国的初期主要是一些建筑研究院、设计院、咨询单位等对其进行一些实验和探索,最近几年,社会各界对BIM技术的认知度在不断提高,BIM同时也成为研究新热点。2002年由欧特克公司将BIM技术首次引入中国2,3。目前在中国,BIM已经成为建筑行业研究热点内容,BIM的优势也被越来越多了从业者所认识。上至国家机构下至软件公司、设计单位、房地产开发商、施工单位、高校科研机构等都已经开始研究BIM技
8、术设立。在国内已经有不少,在项目建设过程中使用BIM技术的成果案例,其中上海中心大厦作为最典型的代表,从项目的设计、施工到后期的维护全生命周期均有BIM技术的应用。上海中心大厦作为一个超高层建筑,在BIM技术的应用下,整个项目实施过程全由业主主导。BIM在该项目中的全程应用在国内尚属首次,为以后BIM更广泛的应用奠定了基础,进一步推动了BIM在中国的发展势头。目前,中国大陆项目参建各方BIM使用情况如图2.1。图1 项目参与方使用BIM比例由图2.14可知,项目建设过程中,设计单位和施工单位对BIM的使用比例明显高于其余参建方,这就意味着,BIM在建设领域的应用局限性很大,我国目前未能很好地将
9、BIM贯穿于项目的全生命周期。2. 国外应用现状(1) 施工实施阶段 在施工过程中通过对BIM系统中各管理工具的使用,达到最完美的项目管理效果。通过BIM施工工具将施工步骤细化,完善施工制度和施工方案;通过进度管理工具可以将施工进度与模型阶段联系起来并以动画的效果呈现出来;通过成本工具更好的控制施工成本预算,在施工过程中实际发生陈本与之对比分析,以便更精细化检查和控制成本;在施工过程中,还将施工用水、电、机具、设备、临建等资源引入BIM中,以利于更加有效地组织调用资源,避免浪费。(2)移交阶段 通过将调试方案引入BIM,对调试进行模拟预演,修订完善调试方案,完工调试实体工作时,将调试参数引入B
10、IM进行对比,提高了调试的效率。通过资料工具,BIM模型更能方便生成工程所需的各种存档资料,将资料和BIM数字模型已记载了从方案设计到设计及施工的所有过程及数据信息,便于完整存档及以后的维护运营。(3)运营阶段 通过将运行维保的流程引入到BIM模型中,方便查询实体,各部位和设备信息与状态,更能保证制度更合理的维护方案,及科学使用方法,提高运营质量,节省营运成本。且更有于将奥运会相关的开幕式、比赛等活动与BIM模型关联,为奥运会提供信息支撑,增加了更有效的保障。通过将拆除方案引入BIM模型2,5,更快更好地进行拆除改造,降低改造成本。改造后的运营模型也与BIM原有模型关联,便于之后的运营和维护,
11、利于该项目可持续发展。在世界范围内美国是最早开展建筑业信息化研究的国家,经过这么多年的发展,BIM技术在美国建筑项目中大量应用。随着技术的不断发展催生出了大量BIM协会,同时也制定了各种BIM标准,从而使得美国在BIM技术的研究和应用上一直处于顶尖水平。图2美国工程建设行业采用BIM 的比例从2007年开始,在美国建设的所有建筑项目,美国国家总务署(GSA)要求都必须应用BIM技术,向管理单位提供BIM模型,方便政府监督管理。2011年7 月英国发布BIM 实施计划。2012年夏季,BIM 中的设计施工信息与运营阶段的资产管理信息实现结合;分阶段为政府所有项目推行BIM 计划;在多个部门确立试
12、点项目,运用 3D -BIM 技术来协同交付项目 。2016年,政府要求全面协同的3D- BIM ,并将全部的文件以信息化管理。从2009年开始大量的日本设计公司和施工企业,开始在建筑项目中应用BIM,日本国土交通部同时也开始了对BIM技术在设计可视化信息整合方面探索。在BIM软件设计国产化方面日本也一直走在亚洲国家前列。同时拥有多款国产软件,并得到很好的推广和应用。此外,日本建筑学会于2012年7 月发布了日本BIM指南,从 BIM 团队建设、BIM 数据处理、BIM 设计流程、应用BIM 进行预算模拟等方面为日本的设计院和施工企业应用BIM 提供了指导。三、BIM技术应用分析及发展方向1.
13、BIM技术应用分析(1)国内BIM技术发展问题分析1)建筑业企业信息化组织体系很不完善。在国内BIM主要应用于某个专项,在集成化与协同化应用方面较少。2)信息孤岛和信息断层依然存在。由于目前国内各参建单位出于自身利益的考虑不远提供BIM模型用于不同部门之间的协同。从而导致不同参建单位之间信息不透明。不能完成项目建设全周期内信息的集成管理。这就为BIM的应用和推广制造了巨大的障碍3,6。3)信息化人才严重缺乏。国内BIM技术的探索起步较晚,导导致BIM技术相关人才的缺口较大。BIM 从业人员不仅需要扎实的专业基础,还需要有丰富的实践经验。但这种复合型 BIM 人才却是我国目前最缺乏的。4)信息化
14、规范、标准缺乏。随着国内对BIM技术的不断应用,每个单位都有自己的数据标准,导致数据共享和交换困难。虽然有IFC作为国际标准,但是国内对该标准的应用和推广不理想,与我国实际建筑工程相结合的探索比较匮乏。从而严重制约了BIM技术的推广和应用。因此只有在实际应用过程中不断统一技术标准,才能更好的推进BIM技术的应用。5)应用软件不健全和高端应用软件仍依赖国外。目前,市场上的BIM软件很多,但大多用于设计和招投标阶段,施工阶段的应用软件相对匮乏。大多数BIM软件以满足单项应用为主,集成性高的BIM应用系统较少,与项目管理系统的集成应用更是匮乏。此外,软件商之间存在的市场竞争和技术壁垒,使得软件之间的
15、数据集成和数据交互困难,制约了BIM的应用与发展7,8。此外,目前应用于大中型项目的软件所有权大多属于国外企业,严重缺乏符合工程建设需求的本土化BIM应用软件。(2)国内BIM技术发展建议根据建筑业信息化在我国推广过程中存在的问题,结合我国建筑行业的实际情况,在国家层面上应制定促进行业信息化发展的扶持政策、加强相关技术人才的引进和培养,在建筑行业内部应建立行业信息化评估和认证体系、建立和发挥行业协会作用促进交流与共享、强化信息化标准建设等。1)加强信息系统基础设施和信息系统安全体系的建设。单一BIM模型包含建筑、结构、机电等所有信息,可分开或协作建模。这种建模方式的优点是档案管理以及模型修改比
16、较容易、设计变更反应快、无格式兼容性问题。重点强化数据中心和服务体系的建设,打造安全可靠、资源共享的信息基础设施,支撑信息系统的高效高质量运行。2)建立和完善信息标准体系。重点建设信息系统标准化体系,从而支撑信息共享和更高级的应用。3)确定信息化建设的人才机制及投资力度。就目前我国的情况而言主要问题是BIM基础理论研究投入少,各大高校和科研机构主要研究美欧BIM基础理论的移植和转化上。研究成果大多停留在论文上,在研究成果的转化上严重匮乏,并且其研究成果也无法完成行业共享。另一方面,由于国内的现状导致,国内大型商业软件公司只从事专用软件开发,基础理论研究投入较少。而小型商业公司只能根据客户需求定
17、制相应的产品。要改变这一困境,只有实现各研究机构和高校在基础理论研究成果,在各大型商业公司的资金投入下充分转化为通用软件产品,以此类推,从而形成良性互动和发展。2. BIM 技术发展方向BIM 未来的目标非常清晰:在三维环境下完成各系统之间的整合,从而将信息资源信息与空间模型完全结合,构建一个完整的建筑信息模型。一个完整的建筑信息模型,不仅可以提高虚拟现实技术水平; 还可以提高施工和物业管理水平, 以统一的模型贯穿于建筑使用全生命周期管理。 随着完整的建筑信息模型建立,BIM 技术的应用途径和方式也将发生变化,具体有以下几方面:(1)以移动技术来获取数据随着移动互联网技术的发展,信息的获取可以
18、发生在任何时间和地点。在建筑领域,同样会出现大量信息通过移动设备之间进行采集和传输。会有更多的工作可以通过移动设备来完成。(2)数据的暴露数据获取的手段和途径越来越多样化,监控设备和各种传感器采集的建筑物数据信息,通过汇总之后,均可以通过互联网技术传输给设计师,这样就可以使得设计师对建筑的现状有一个全面充分的了解。(3)云端技术:无限计算随着建筑结构的越来越复杂,海量信息的汇集,为计算机处理能力提出了更高级的要求。然而云计算技术的强大计算能力可以有效解决这一难题。从而可以帮助设计师在复杂的设计中找到最优的设计和解决方案。(4)数字化现实捕捉三维激光扫描仪在建筑领域的应用,可以通过获取的大量的点
19、云数据建立建筑物三维立体模型。这样就可以建立一种三维可视化的建筑效果。方便不同技术部门之间的交流。设计师也可以在真三维环境下工作,更好的展示设计效果 9。(5)协作式项目交付BIM是一个工作流程,是一种设计师、承包商和业主之间合作的过程,是每个人自己的观点和想法通过BIM分享让这些人都参与到项目的全生命周中,那么,这样BIM将能够实现它最大的价值。BIM系统的大规模使用必定会产生大量可供深加工和再利用的数据信息,而这些信息的有效管理和利用,就需要强大的数据管理系统作为支撑。然而随着移动互联网和云计算技术的发展,BIM技术最终会进入移动应用时代。小结BIM在建筑行业的应用,是对传统建设项目工程信
20、息一种数字化表达,它是未来建筑行业信息化发展的新方向。BIM可以贯穿整个建筑工程的全寿命周期中,它的价值不仅体现在整个项目实践过程,更体现在各环节所产生的阶段性价值中。基于此,我国建筑工程行业应充分认识BIM技术的优势,应努力健全BIM技术的应用环境,提升技术水平,克服BIM技术在国内技术转化过程中的水土不服和诸多应用障碍,随着我国建筑行业的不断规范化、对BIM的需求也日益提高,BIM必将在中国建筑领域得到更好的应用。9参考文献1何关培BIM 总论M北京: 中 国建筑工业出版社,2 0 1 1:1 81 92何清华,钱丽丽,段运峰,等. BIM在国内外应用的现状及障碍研究J. 工程管理学报.
21、2012(01): 12-16.3施沈杰,闫宇翔. BIM 技术在建设项目中的应用及存在问题分析J河南建材,2017(03):09-104刘润红,曾媛,申贵珍等BIM 在国内的研究现状及应用阻J建筑工程技术与设计,2015(10):1847-18485李菲秘,田浩.BIM带来的建筑产业革命Z,20136杜泓翰,杨光,计增龙. 探究BIM在建筑施工中的应用A,中国建筑一局(团)有限公司东北区域公司7刘泽群,刘铭劼. 建筑工程技术与设计J,工业建筑,20158朱佳佳.BIM技术在国内的应用现状探究J.科技论坛,2013:979 张江波.BIM的应用现状与发展趋势J.创新科技,2016(01)11谢 辞本文是在导师悉心指导下完成的,在选题、研究方法以及论文撰写方面,导师给予了我极大的指导和帮助。在学习过程中,导师严谨的治学态度、宽厚待人的胸襟、渊博的知识和勇于创新的精神让作者获益匪浅、终生难忘,谨在此向导师表示最诚挚的感谢!感谢所有教育过我的老师!你们所教授的专业知识是我不断成长的基石,是完成本论文的基础。同时还要感谢室友和认识的朋友,与你们的友谊是我人生中的财富,在此也衷心祝愿这个团结的团队明天更加辉煌!感谢一直支持和鼓励我的家人,在求学生涯中,家人的支持是促使我不断前进的动力!衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!
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