BIM技术 | 协同设计要如何实现？CAD与BIM协同设计研究

BIM技术 | 协同设计要如何实现？CAD与BIM协同设计研究

建筑信息模型（BIM）技术在建筑行业的应用日益广泛，其核心在于实现建筑全生命周期的信息共享与转换。本文将探讨IFC标准的发展历程及其在CAD与BIM协同设计中的应用，并通过上海交通大学的研究案例，展示IFC标准在实际项目中的应用情况。

从国际众多与BIM技术相关的学术会议与期刊论文中可以得出结论，为了实现整个建筑行业协同这个日标，BIM技术的核心问题就是建筑全生命周期过程中的信息共享与转换。从上世纪60年代商用CAD工作站的出现到今天各种专业软件的普及已有近50年时间，为何在建筑行业这个核心问题仍然没有得到解决？究其原因是因为建筑行业信息共享与转换的基础问题—数据标准没有解决。

正是深刻认识到了这个基础问题的重要性，1994年来自世界各地超过600家公司和机构的建筑行业的从业者，软件厂商和研究人员共同组成了国际协作联盟（Intermational Alliance of Interopera-bility），并开始研究开发建筑行业的数据标准IFC（Industry Foundation Classes）。从1997年的IFC1.0到2013年的IFC4，IFC标准不断完养并被采纳为国际标准（ISO16739）。IFC标准是描述建筑行业模型表达的最重要的数据存储标准，另外同时研究的还有描述建筑行业流程的数据交换标准IDM（Information Delivery Manual）和描述建筑行业链接已有数据库的数据词典标准IFD（Intermational Framework of Dictionaries）。

国内外自2000年以来开展了越来越多关于CAD、BIM与协同方面的研究工作。国内具有代表性的研究机构是清华大学和上海交通大学。清华大学张建平开展了基于IFC标准的三维几何建模@和基于IFC标准的建筑工程4D施工管理系统的研究；清华大学马智亮进行了分布式工程项目图档协同10明与基于IFC标准的建筑工程成本预算研究1；上海交通大学的邓雪原进行了大型建筑设计企业的二维CAD协同设计平台与CAD标准研充，基于IFC标准的建筑结构模型转换，以及基于IFC标准的BIM数据存储]、基于IDM标准的BIM数据交换研究等。

下面以笔者所在的上海交大为例，介绍其在CAD、BIM与协同方面的研究思路与成果。上海交大的研究以建筑行业的协同为主线，从二维协同设计到三维协同设计，从基于IFC标准的BIM数据共享与转换到基于BIM技术的建筑工程协同平台与标准的研究，主要做了三件事情：

（1）建筑设计企业的协同设计平台研究，2007-2009年与上海现代建筑设计集团（简称上海现代集团）合作定制了基于ACA（AutoCADArchitecture）的二维协同设计平台，并进行了大量的协同设计培训，实现了大型建筑设计企业局域网内的多工程项目多专业多设计人员参与的二维协同设计。该平台简单实用，成为现代集团的核心业务平台。上海交大与上海现代集团合作的“建筑协同设计关键技术研究与应用”项目2011年获上海市科学技术三等奖。2010-2013年上海交大继续研究开发了基于AutoCAD的天磁协同设计平台，先后在上海核工程院、华东城建等设计企业应用。现在正在研究开发广域网下的建筑CAD协同设计平台。

（2）基于BIM技术的数据标准、数据共享与转换研究，这部分工作源于2005-2006年与上海现代集团合作研究的基于IFC标准的建筑结构模型转换系统，也就是采用BIM技术的数据存储标准IFC将建镇三维CAD糖型自动转换为结构分析模型（句括ETABS、SAP、SATWE等），然后再将更新后的结构分析模型通过IFC标准返回建筑模型中，虽然很好地完成了研究任务，但是由于研究课题超前而没有
实际应用（2006年很少有三维建筑CAD模型的应用）。在此基础上从2009年开始成立了上海交大BIM研究团队，重点研究BIM技术的数据标准IFC、IDM、MVD等，参与编制了国家标准《工业基础类平台规范》GB/T25507-2010/ISO/PAS16739：2005，承担了国家BIM标准研究课题“勘察与设计阶段P-BIM应用技术研究（2012-2013），开发了天磁BIM协同设计管理软件，实现了多项目多专业多人多版本的基于IFC标准的建筑设计协同。上海核工程院与上海隧道院都是该研究的示范单位，这方面更多的研究与应用还有待进一步完善和发展。

（3）多种BIM软件在建筑全生命周期，也就是规划、设计、施工、运营维护管理中的应用研究。通过业主提供的实际工程项目分别在规划、设计、施工、运营维护管理阶段采用ArchiCAD、Revit、Magi-
CAD、Satwe、Etabs、SAP、StaadPro、EcoDesign、Navis-works、鲁班、广联达、ArchiBus等软件全面地进行建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业的三维建模、各种专业分析、碰撞检查、管线综合、实景漫游、工程量统计、施工进度计划模拟与优化、运营维护模型数据的存储与管理等多种应用研究。其中还包含搭建适用于广域网的建筑工程项目协同管理平台，对各种软件进行IFC数据的导出导入测试与比较研究。通过以上研究与测试，发现当前BIM应用中存在的各种问题，并对这些问题进行分类整理。根据问题的普遍性、重要性进行排序，然后投入力量进行针对性的研究，以期提出对应的解决方案。目前正在和上海申通地铁集团、国家电网上海电力公司（2013-2015）等开展基于BIM技术的应用研究。