BIM应用

        美国buildingSMART联盟主席Dana K. Smitn先生在其去年出版的BIM专著“Building Information Modeling - A Strategic Implementation Guide for Architects, Engineers, Constructors and Real Estate Asset Managers”中下了这样一个论断：“依靠一个软件解决所有问题的时代已经一去不复返了”。

谈BIM、用BIM都离不开BIM软件，本文试图通过对目前在全球具有一定市场影响或占有率，并且在国内市场具有一定认识和应用的BIM软件（包括能发挥BIM价值的软件）进行梳理和分类，希望能够给想对BIM软件有个总体了解的同行提供一个参考。

一、BIM核心建模软件

这类软件英文通常叫“BIM Authoring Software”，是BIM之所以成为BIM的基础，换句话说，正是因为有了这些软件才有了BIM，也是从事BIM的同行第一类要碰到的BIM软件。因此我们称它们为“BIM核心建模软件”，简称“BIM建模软件”。常用的BIM建模软件如下图所示：

1）Autodesk公司的Revit建筑、结构和机电系列，在民用建筑市场借助AutoCAD的天然优势，有相当不错的市场表现 

2）Bentley建筑、结构和设备系列，Bentley产品在工厂设计（石油、化工、电力、医药等）和基础设施（道路、桥梁、市政、水利等）领域有无可争辩的优势；

3）2007年Nemetschek收购Graphisoft以后，ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三个产品就被归到同一个门派里面了，其中国内同行最熟悉的是ArchiCAD，属于一个面向全球市场的产品，应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件，但是在中国由于其专业配套的功能（仅限于建筑专业）与多专业一体的设计院体制不匹配，很难实现业务突破。Nemetschek的另外两个产品，AllPLAN主要市场在德语区，VectorWorks则是其在美国市场使用的产品名称。 

4）Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件，在航空、航天、汽车等领域具有接近垄断的市场地位，应用到工程建设行业无论是对复杂形体还是超大规模建筑其建模能力、表现能力和信息管理能力都比传统的建筑类软件有明显优势，而与工程建设行业的项目特点和人员特点的对接问题则是其不足之处。Digital Project是Gery Technology公司在CATIA基础上开发的一个面向工程建设行业的应用软件（二次开发软件），其本质还是CATIA，就跟天正的本质是AutoCAD一样。

因此，对于一个项目或企业BIM核心建模软件技术路线的确定，可以考虑如下基本原则： 

a）民用建筑用Autodesk Revit

b）工厂设计和基础设施用Bentley

c）单专业建筑事务所选择ArchiCAD、Revit、Bentley都有可能成功

d）项目完全异形、预算比较充裕的可以选择Digital Project或CATIA 

当然，除了上面介绍的情况以外，业主和其他项目成员的要求也是在确定BIM技术路线时需要考虑的重要因素。

 

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二、BIM方案设计软件 

BIM方案设计软件用在设计初期，其主要功能是把业主设计任务书里面基于数字的项目要求转化成基于几何形体的建筑方案，此方案用于业主和设计师之间的沟通和方案研究论证。BIM方案设计软件可以帮助设计师验证设计方案和业主设计任务书中的项目要求相匹配。BIM方案设计软件的成果可以转换到BIM核心建模软件里面进行设计深化，并继续验证满足业主要求的情况。

目前主要的BIM方案软件有Onuma Planning System和Affinity等，其与BIM核心建模软件的关系如下图：

图中的箭头方向表示信息的传递方向。 

三、和BIM接口的几何造型软件

设计初期阶段的形体、体量研究或者遇到复杂建筑造型的情况，使用几何造型软件会比直接使用BIM核心建模软件更方便、效率更高，甚至可以实现BIM核心建模软件无法实现的功能。几何造型软件的成果可以作为BIM核心建模软件的输入。

目前常用几何造型软件有Sketchup、Rhino和FormZ等，其与BIM核心建模软件的关系如下图所示：

 

四、BIM可持续（绿色）分析软件 

可持续或者绿色分析软件可以使用BIM模型的信息对项目进行日照、风环境、热工、景观可视度、噪音等方面的分析，主要软件有国外的Echotect、IES、Green Building Studio以及国内的PKPM等。

五、BIM机电分析软件

水暖电等设备和电气分析软件国内产品有鸿业、博超等，国外产品有Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace等。

 

六、BIM结构分析软件

结构分析软件是目前和BIM核心建模软件集成度比较高的产品，基本上两者之间可以实现双向信息交换，即结构分析软件可以使用BIM核心建模软件的信息进行结构分析，分析结果对结构的调整又可以反馈回到BIM核心建模软件中去，自动更新BIM模型。 

ETABS、STAAD、Robot等国外软件以及PKPM等国内软件都可以跟BIM核心建模软件配合使用。

 

七、BIM可视化软件 

有了BIM模型以后，对可视化软件的使用至少有如下好处： 

1）可视化建模的工作量减少了

2）模型的精度和与设计（实物）的吻合度提高了

3）可以在项目的不同阶段以及各种变化情况下快速产生可视化效果

 

常用的可视化软件包括3DS Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。

八、BIM模型检查软件

BIM模型检查软件既可以用来检查模型本身的质量和完整性，例如空间之间有没有重叠？空间有没有被适当的构件围闭？构件之间有没有冲突等；也可以用来检查设计是不是符合业主的要求，是否符合规范的要求等。

 

目前具有市场影响的BIM模型检查软件是Solibri Model Checker，下面是该软件的基本资料：

 

九、BIM深化设计软件 

Xsteel是目前最有影响的基于BIM技术的钢结构深化设计软件，该软件可以使用BIM核心建模软件的数据，对钢结构进行面向加工、安装的详细设计，生成钢结构施工图（加工图、深化图、详图）、材料表、数控机床加工代码等。下图是Xsteel设计的一个例子（由宝钢钢构提供）：

 

十、BIM模型综合碰撞检查软件

 有两个根本原因直接导致了模型综合碰撞检查软件的出现：

 1）不同专业人员使用各自的BIM核心建模软件建立自己专业相关的BIM模型，这些模型需要在一个环境里面集成起来才能完成整个项目的设计、分析、模拟，而这些不同的BIM核心建模软件无法实现这一点；

 2）对于大型项目来说，硬件条件的限制使得BIM核心建模软件无法在一个文件里面操作整个项目模型，但是又必须把这些分开创建的局部模型整合在一起研究整个项目的设计、施工及其运营状态。

 模型综合碰撞检查软件的基本功能包括集成各种三维软件（包括BIM软件、三维工厂设计软件、三维机械设计软件等）创建的模型，进行3D协调、4D计划、可视化、动态模拟等，属于项目评估、审核软件的一种。常见的模型综合碰撞检查软件有Autodesk Navisworks、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等，如图所示：

十一、BIM造价管理软件

     造价管理软件利用BIM模型提供的信息进行工程量统计和造价分析，由于BIM模型结构化数据的支持，基于BIM技术的造价管理软件可以根据工程施工计划动态提供造价管理需要的数据，这就是所谓BIM技术的5D应用。

    国外的BIM造价管理有Innovaya和Solibri，鲁班是国内BIM造价管理软件的代表。

鲁班对以项目或业主为中心的基于BIM的造价管理解决方案应用给出了如下整体框架，无疑会对BIM信息在造价管理上的应用水平提升起到积极作用，同时也是全面实现和提升BIM对工程建设行业整体价值的有效实践，因为我们知道，能够使用BIM模型信息的参与方和工作类型越多，BIM对项目能够发挥的价值就越大。

 

 

十二、BIM运营管理软件

    我们把BIM形象地比喻为建设项目的DNA，根据美国国家BIM标准委员会的资料，一个建筑物生命周期75%的成本发生在运营阶段（使用阶段），而建设阶段（设计、施工）的成本只占项目生命周期成本的25%。

    BIM模型为建筑物的运营管理阶段服务是BIM应用重要的推动力和工作目标，在这方面美国运营管理软件ArchiBUS是最有市场影响的软件之一。

    FacilityONE提供的下列基于BIM的运营管理整体框架对同行认识和了解BIM技术的运营管理应用应该有帮助，在这里分享给大家：

 

十三：二维绘图软件

    从BIM技术的发展目标来看，二维施工图应该是BIM模型的其中一个表现形式和一个输出功能而已，不再需要有专门的二维绘图软件与之配合，但是目前情况下，施工图仍然是工程建设行业设计、施工、运营所依据的法律文件，BIM软件的直接输出还不能满足市场对施工图的要求，因此二维绘图软件仍然是不可或缺的施工图生产工具。

    最有影响的二维绘图软件大家都很熟悉，就是Autodesk的AutoCAD和Bentley的Microstation，如下图：

十四：BIM发布审核软件

    最常用的BIM成果发布审核软件包括Autodesk Design Review、Adobe PDF和Adobe 3D PDF，正如这类软件本身的名称所描述的那样，发布审核软件把BIM的成果发布成静态的、轻型的、包含大部分智能信息的、不能编辑修改但可以标注审核意见的、更多人可以访问的格式如DWF/PDF/3D PDF等，供项目其他参与方进行审核或者利用，如下图所示:

 

十五、小结

    到此为止我们介绍了目前工程建设行业正在应用的14种BIM和BIM相关软件，除了上述介绍的软件以外，相信一定还会有其他软件，或者由于作者水平所限没有了解到，也可能随着BIM应用的普及和深入会有新的软件种类产生或加入，寄希望于同行不断补充完善。

    值得一提的是，制造业已经普遍应用的PDM（Product Data Management - 产品数据管理）软件或者类似功能的其他软件，作为BIM深入普及应用所必须的BIM数据管理解决方案，其地位和作用将被逐渐认识和实现。

    我们用不同类型软件和BIM核心建模软件之间的信息流动关系对目前常用的BIM以及BIM相关软件进行了介绍，如果把这种类型划分方法进行简化，我们发现这些软件基本上可以划分为两个大类：

    第一大类：创建BIM模型的软件，包括BIM核心建模软件、BIM方案设计软件以及和BIM接口的几何造型软件；

    第二大类：利用BIM模型的软件，除第一大类以外的其他软件。