BIM新技术应用.ppt

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1、BIM新技术应用,1,of,109,BIM,美国、新加坡、日本、韩国等多个国家已在建筑行业提出了BIM应用要求，并建立了相关的BIM企业级和行业级应用标准。我国建筑、水电等行业BIM应用相对成熟，已在全力推广BIM技术的应用。2013年5月24日，铁路总公司卢春房副总经理召集各大铁路设计单位召开了“铁路勘察设计BIM应用技术研讨会”，专题讨论了如何应用BIM技术促进铁路建设信息化，进一步明确了加强BIM技术在未来铁路工程建设项目中的应用目标和工作部署。,一.背景,2,of,109,BIM,一.背景,住建部2011-2015年信息化发展纲要中明确了“十二五”期间信息化发展的总体目标：基本实现建筑

2、企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。,3,of,109,BIM,一.背景,中国中铁股份有限公司召开的2013年度总工程师会议暨BIM技术推广应用会议及中铁二局股份公司2013年9月29日在成都召开的信息化建设工作会议，明确指出：大力推进BIM新技术在工程设计、施工、管理等领域的应用，提升公司核心业务管控水平及效益。,4,of,109,BIM,一.背景,基于以上背景，中铁二局股份有限公司决定在股份公司内大力推广BIM新技术，在二公司、五公

3、司及房地产公司三个较有特点的子公司先行试点，进而在全局全面推广应用。五公司试点项目依托于林织铁路纳界河大桥。,5,of,109,BIM,二.BIM,BIM（Building Information Modeling，即:建筑信息模型），是利用数字模型对项目进行设计、施工、运营的过程。包含了项目所有的几何、物理、功能和性能信息，项目不同的参与方在项目的各个阶段可以基于同一模型，利用和维护这些信息进行协同工作，对项目进行各种类型和专业的计算、分析和模拟，以实现“做功能好的项目，做没有错的项目，做没有意外的工作，做精细化的预算，做性能好的项目”。,6,of,109,BIM,二.BIM,BIM这一方法

4、和理念由欧特克公司在2002年率先提出。BIM是指基于最先进的三维数字设计解决方案所构建的“可视化”的数字建筑模型，为设计师、建筑师、工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台，帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理。对于设计师和工程师而言，应用 BIM不仅要求将设计工具实现从二维到三维的转变，更需要在设计阶段贯彻协同设计、绿色设计和可持续设计理念。其最终目的是使得整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段都能够有效的实现节省能源、节约成本、降低污染和提高效率。,7,of,109,BIM,二.BIM,BIM的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库

5、，不仅包含了设计师的设计信息，而且可以容纳从设计到建成使用，甚至是使用周期终结的全过程信息，并且各种信息始终是建立在一个三维模型数据库中。BIM可以持续即时地提供项目设计范围、进度以及成本信息，这些信息完整可靠并且完全协调。建筑信息模型（BIM）能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问，使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目。这些信息在建筑设计、施工和管理的过程中能促使加快决策进度、提高决策质量，从而使项目质量提高，收益增加。,8,of,109,BIM,二.BIM,9,of,109,BIM,二.BIM,3D=三维模型,10,of,109,BIM,二.BIM,BIM5D

6、概念 在建筑工程施工建造过程中，以建筑3D信息模型为基础，把造价信息纳入到模型中，形成建筑成本（造价）信息模型CBIM。基于CBIM，可以任意看到进度、资源、资金、成本的情况，通过 技术、方案等调整推演项目执行过程，达到动态调整管理项目！同时，应用建筑成本信息模型解决当前招投标阶段、施工过程、审核结算等的进度和资源的管理控制、工程量计量、预算编制等 需求，为从业人员或项目管理产品提供核心基础数据服务。,11,of,109,BIM,二.BIM,BIM生命全周期应用,12,of,109,BIM,二.BIM,BIM全周期应用：按流水段划分BIM模型，配合工程进度、结合成本和资源信息，实现基于BIM5

7、D的进度管理、合同管理以及施工模拟。,13,of,109,BIM,BIM是从美国的建筑业发展起来，逐渐扩展到欧洲、日韩等发达国家。从应用领域上看，国外已经将BIM技术应用在建筑工程的设计、施工以及建成后的维护和管理阶段，相应的应用软件已经日趋成熟，其应用价值和应用潜力都得到了验证。其中，又以美国的应用最为广泛和深入。,三.国内外现状,1.国外现状,14,of,109,BIM,三.国内外现状,1.国外现状,15,of,109,BIM,三.国内外现状,1.国外现状,Lott+Barber Architects公司BIM应用前后对比,16,of,109,BIM,三.国内外现状,巴西土木公司在大型政府

8、项目中应用BIM：使用BIM工具开发了数套可持续设计备选方案，包括水道引流、排水系统和交通流量方案。设计团队将现有地理信息系统(GIS)和勘测数据集成到BIM模型中，高效地创建、可视化和评估各种设计方案。BIM设计流程让设计团队更迅速地针对设计决策和变化做出响应，确保了施工进度，避免了工程因受到亚马逊河季节性洪水的限制而导致停工。,1.国外现状,17,of,109,BIM,哈雷戴维森摩托博物馆：利用BIM相关技术来协助完成合并和隐藏内部构件，最大程度减少复杂的机械、电气和管道设备系统造成的视觉干扰等问题，有效平衡了外观设计方案。,1.国外现状,三.国内外现状,18,of,109,BIM,澳大利

9、亚Tulalip度假酒店：在项目过程中采用BIM技术，从而加强了业主、建筑设计师、分包商乃至现场技术人员之间的合作，使项目信息请求减少了30%，剪力墙制作效率提高了26%。同时，项目小组基于BIM技术推行“边设计、边施工”的快速通道方法，在设计文件完成60%时即开始施工，短短22个月内即实现项目交付，进度超前3个月。,1.国外现状,三.国内外现状,19,of,109,BIM,伦敦奥运主体育场项目：该项目是2012年奥运会主体育场，功能众多，结构复杂，采用BIM技术，将整个项目全过程中的各项数字信息与三维电子信息相关联，形成了整个数字信息库，并随着项目过程的延续而延续，为项目的各项活动提供了可靠

10、的互相关联记录，通过BIM工具高效的利用这些记录，达到了提高质量、提高效率、降低成本的效果。,1.国外现状,三.国内外现状,20,of,109,BIM,2.国内现状,在中国大陆，BIM应用还处于初级阶段。2011年相关调研机构对建筑行业的BIM应用状况调研结果为：(l)大部分业内同行听到过BIM。(2)有相当大比例的同行认为BIM就是一种软件。(3)有一定数量的项目和同行在不同项目阶段和不同程度上使用了BIM。其中最值得关注的是，作为中国在建的第一高楼，上海中心项目对项目从设计、施工和运营的全过程BIM应用进行了全面规划，成为第一个由业主主导，在项目全生命周期中应用BIM的标杆。,三.国内外现

11、状,21,of,109,BIM,2.国内现状,(4)建筑业企业（业主、地产商、设计、施工等）和BIM咨询顾问不同形式的合作是BIM项目实施的主要方式。(5)BIM已经渗透到软件公司、BIM咨询顾问、科研院校、设计院、施工企业、地产商等建设行业相关机构。(6)行业协会方面，中国房地产业协会商业地产专业委员会率先在2010年组织研究并发布了中国商业地产BIM应用研究报告，用于指导和跟踪商业地产领域BIM技术的应用和发展。,三.国内外现状,22,of,109,BIM,2.国内现状,(7)建筑业企业开始有对BIM人才的需求，BIM人才的商业培训和学校教育已经逐步开始启动。(8)BIM在“十一五”已进入

12、国家科技支撑计划重点项目，“十二五”投入力度更大。(9)建设行业现行法律、法规、标准、规范对BIM的支持和适应只有一小部分刚刚被提到议事日程，大部分还处于静默状态。,三.国内外现状,23,of,109,BIM,2.国内现状,三.国内外现状,24,of,109,BIM,2.国内现状,三.国内外现状,25,of,109,BIM,2.国内现状,三.国内外现状,26,of,109,BIM,2.国内现状,三.国内外现状,27,of,109,BIM,3.轨道交通行业现状,相对于建筑、水电等行业，中国轨道交通行业的BIM应用还处于起步阶段，各铁路设计院、施工单位已逐步开展了部分BIM技术应用研究和试点工作。

13、,三.国内外现状,28,of,109,BIM,4.发展趋势,三.国内外现状,29,of,109,BIM,1.三维建模,四.BIM应用价值,30,of,109,BIM,2.建筑性能分析,四.BIM应用价值,31,of,109,BIM,3.碰撞检查,四.BIM应用价值,32,of,109,BIM,3.碰撞检查,四.BIM应用价值,33,of,109,BIM,4.虚拟漫游 可以模拟人的动作，以第一视角的进行工程浏览，包括结构细节部分。,四.BIM应用价值,34,of,109,BIM,5.工程量计算,四.BIM应用价值,35,of,109,BIM,5.工程量计算,四.BIM应用价值,36,of,109

14、,BIM,6.现场协调管理,四.BIM应用价值,37,of,109,BIM,7.构件预制加工,四.BIM应用价值,38,of,109,BIM,8.BIM5D应用,四.BIM应用价值,39,of,109,BIM,9.现场管理 通过BIM模型随时随地在Ipad或WEB端把控施工。,四.BIM应用价值,40,of,109,BIM,10.设备管理,三.BIM应用价值,41,fo,109,BIM,通过协同平台全面管理项目各个生产环节，达到全面把控。,四.BIM应用价值,BIM协同工作平台,42,of,109,BIM,四.BIM应用价值,斯坦福大学调研表明，BIM可以减少设计变更40%，提高施工现场劳动率

15、20%30%。,调查统计,43,of,109,BIM,四.BIM应用价值,BIM评价体系,44,of,109,BIM,四.BIM应用价值,斯坦福大学BIM评分表,45,of,109,BIM,五.关键技术,IFC/IDM/IFD数据交换标准：要实现BIM的价值，就必须要做到不同项目成员之间、不同软件产品之间的信息交换，目前基于对象的公开信息交换标准格式包括IFC、IDM和IFD。,46,of,109,BIM,1.三维协同设计技术：,三维协同设计是以三维数字技术为基础，以三维CAD设计软件为载体，不同专业人员组成的设计团队，为了实现或完成一个共同的设计目标或项目在一起开展工作，是一个知识共享和集成

16、的过程，共同设计某一目标的专业人员能够共享数据、信息和知识。,五.关键技术,47,of,109,BIM,可视化技术能够把科学数据，包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在设计者面前，使他们能够观察、模拟和计算。该技术是BIM能够实现三维展现的前提。,2.可视化设计技术：,五.关键技术,48,of,地址：中国成都通锦路三号邮编：610031,109,BIM,3.3S技术,3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)

17、和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术,是BIM成果的集中展示平台。,五.关键技术,49,of,109,BIM,4.虚拟现实技术,虚拟现实(Virtual Reality，VR)是利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。它能够让应用BIM的设计师以身临其境的感觉，能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作，而体验比现实世界

18、更加丰富的感受。,五.关键技术,50,of,109,BIM,5.数字化施工系统,数字化施工系统是指依托建立数字化地位基础平台、地理信息系统、遥感技术、工地现场数据采集系统、工地现场机械引导与控制系统、全球定位系统等基础平台，整合工地信息资源，突破时间、空间的局限，而建立一个开放的信息环境，以使工程建设项目的各参与方如业主单位、设计企业、施工企业、监理单位之间以前所未有的效率进行实时信息交流。,五.关键技术,51,of,109,BIM,6.铁路物联网技术,铁路物联网（The Internet of things）是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约

19、定的协议，把任何与工程建设相关的物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它在BIM应用中主要起到采集施工原始信息，更新BIM模型的目的。,五.关键技术,52,of,109,BIM,7.云计算技术,云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化和负载均衡等计算机技术与网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体，整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并把这些强大的计算能力分布到终端用户手中。是解决BIM大数据传输及处理的最佳技术手段。,五.关键技术,53,of,109,BIM,8.信息管理平台技术,信

20、息管理平台技术的主要目的是利用BIM模型中的数据来进行管理交互，以便让所有人都可以在一个统一的平台上完成各自需要的相关工作。信息管理平台技术需要通过定义和规范各种接口，并整合各种现有的信息化技术与系统。,五.关键技术,54,of,109,BIM,9.数据库技术,BIM技术的应用，将依托能支撑大数据处理的数据库技术为载体，包括对大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网、和可扩展的存储系统等的综合应用。,五.关键技术,55,of,109,BIM,10.网络通讯技术,网络通讯技术是BIM技术应用的沟通桥梁，是BIM数据流通的通道，构成了整个BIM

21、应用系统的基础网络。由于我国幅员辽阔、地质条件复杂的地理特点，可根据实际情况，利用手机网络、无线WAPI网络、无线电通讯等方案，实现工程建设的通讯需要。,五.关键技术,56,of,109,BIM,1.业务范围,中国中铁业务覆盖勘察设计、施工安装、工业制造、房地产开发、资源矿产、金融投资等多个领域，现有项目包括铁路、公路、市政工程及其他、海外工程、勘察设计咨询、钢结构、道岔、轨行机械、工程机械、房地产开发等。,六.可行性分析,57,of,109,BIM,2.BIM应用现状,六.可行性分析,58,of,109,BIM,3.SWOT分析,六.可行性分析,59,of,109,BIM,4.分析结论,六.

22、可行性分析,中国中铁所从事的业务范围适宜应用BIM技术，具有内部优势和外部机会。同时，BIM技术发展迅速，欧特克、达索、奔特力等厂商的BIM产品已在建筑、水电等行业内得以成功应用，其技术条件和软件平台成熟，且整体环境向好，正是中国中铁开展BIM技术应用的最佳时机。因此，中国中铁应对BIM技术进行总体规划，科学推进BIM技术应用实践，逐步建立企业BIM技术应用相关标准以及与之配套的实施指南与规范，抓紧时机抢占新技术应用制高点，构建企业长期持续发展的驱动力。,60,of,109,BIM,五.BIM技术应用推进原则,统筹规划，分步实施,由点到面，稳步推进,兼收并蓄，集成创新,资源整合，知识共享,1,

23、2,3,4,61,of,109,BIM,六.应用目标,对建设项目从规划、勘察、设计到施工的全生命周期进行BIM技术应用，促进企业资源整合、知识共享、流程再造、经营模式创新、价值链重组，为实现中国中铁“全国最大建筑工程承包商、力争世界建筑企业第一、进入并稳居世界企业百强企业级”战略目标提供保障。,62,of,109,BIM,六.应用目标,BIM技术应用阶段目标如下：（1）2013年-2015年底，实现各业务领域试点工程BIM技术应用，达到工点BIM应用能力成熟度5级。（2）2016年-2018年底，实现中国中铁下属各企业BIM技术的全面应用，达到子公司级BIM应用能力成熟度6级。（3）2019年

24、-2020年底，在中国中铁范围内完成BIM技术的整合应用，达到整体BIM应用能力成熟度7级。（4）2021年起，每5年为一个周期持续优化改进，最终整体BIM应用能力成熟度达到10级。,63,of,109,BIM,七.技术解决方案,总体技术架构基本技术路线和设计思想,该技术架构以云计算技术为基本技术路线，以在云平台进行BIM综合应用为基本思想。根据业务内容和服务对象的不同，在云平台上建立中国中铁内、外部的应用服务。层共分为软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）、基础设施即服务（IaaS）三个层。,64,of,109,BIM,七.技术解决方案,总体技术架构,软件即服务层的建立，可为建设项目

25、各应用系统的建立提供基于BIM的应用服务，最终以应用系统的形式实现项目从规划、设计、施工全生命周期的管理。根据应用范围的不同，分为内部应用服务和外部应用服务两类。,软件即服务层,65,of,109,BIM,七.技术解决方案,总体技术架构,软件即服务层,66,of,109,BIM,七.技术解决方案,总体技术架构,平台即服务层是可定制化研发的中间件平台，将软件研发的平台作为一种服务提供给软件即服务层，并由软件即服务层最终以应用系统的形式提交给用户。平台即服务分为两类服务，一是公用平台服务，二是BIM平台服务。公用平台服务和BIM平台服务共同服务于整个基于BIM的技术架构，为实现软件即服务层提供平台

26、支撑，缺一不可。,软件即服务层,67,of,109,BIM,七.技术解决方案,总体技术架构,软件即服务层,68,of,109,BIM,七.技术解决方案,总体技术架构,基础设施即服务通过网络向用户提供计算机（物理机和虚拟机）、存储空间、网络连接、负载管理和防火墙等基础资源。该层分为基础服务、基础架构两个子层。,软件即服务层,69,of,109,BIM,七.技术解决方案,应用系统整体结构,应用系统整体结构内的系统分为基于BIM的内部系统和基于BIM的外部系统两大类。基于BIM的内部系统根据应用单位分工和工程阶段的不同分为三类：勘察设计类系统、施工管理类系统、整体集成类系统，为中国中铁内部企业所使用

27、。,70,of,109,BIM,七.技术解决方案,应用系统整体结构,应用系统整体结构内的系统分为基于BIM的内部系统和基于BIM的外部系统两大类。基于BIM的内部系统根据应用单位分工和工程阶段的不同分为三类：勘察设计类系统、施工管理类系统、整体集成类系统，为中国中铁内部企业所使用。,71,of,109,BIM,七.技术解决方案,平台及基础设施架构硬件整体架构,采用云计算的方式统一架构各种层次的服务，在中国中铁范围内构建BIM数据中心，采用VPN虚拟专用网等技术实现数据的安全传输。,72,of,109,BIM,七.技术解决方案,73,of,109,BIM,七.技术解决方案,平台及基础设施架构应用

28、接入架构,云服务平台由分布在全国各地的服务器主机虚拟化为若干云主机组成。可采用公有云和私有云两种架构方案。采用公有云架构方案，通过向云服务提供商租用云主机来实现。采用私有云方案，由中国中铁自建一套云平台，建议在东北、西北、西南、华南、华中、华东和华北7个区域内各选择一个中心城市作为应用接入中心。,74,of,109,BIM,七.技术解决方案,75,of,109,BIM,七.技术解决方案,平台及基础设施架构数据中心架构,应用系统的正式数据全部集中存储于中国中铁的数据中心内，数据中心主要包括数据库系统和存储备份系统。为了保证系统数据的安全可靠性，建议再建立一个数据异地容灾中心。,76,of,109

29、,BIM,七.技术解决方案,77,of,109,BIM,七.技术解决方案,平台及基础设施架构网络安全架构,由于云端应用服务器和大部分用户地理位置分散，且依赖于网络进行通信，安全风险大，故应注意入侵检测和防护，做好通信安全、平台安全、应用系统安全、数据安全等工作。,78,of,109,BIM,七.技术解决方案,79,of,109,BIM,七.技术解决方案,主流BIM技术解决方案分析,现状：国内BIM软件市场主要有欧特克、Bentley、达索系统等主流厂商都基本具备实施BIM解决方案的能力主流厂商其产品和服务上或多或少都存在一些缺陷，需在实际应用时处理不同厂商数据兼容性的问题，大力加强其本地化、信

30、息交互标准化、适应行业特性化等方面的完善和改进。,80,of,109,BIM,七.技术解决方案,主流BIM技术解决方案分析,建议：采用达索公司的技术解决方案作为站前专业BIM应用基础平台，采用欧特克公司的技术解决方案作为站后专业BIM应用基础平台，并在此基础上根据应用需求进行二次开发，最终集成整合到整个中国中铁BIM技术应用解决方案中。,81,of,109,BIM,八.推进方案,实施路线,82,of,109,BIM,八.推进方案,团队建设,中国中铁BIM技术应用组织结构图,83,of,109,BIM,八.推进方案,团队建设,下属企业BIM技术推广团队组织结构图,84,of,109,BIM,八.

31、推进方案,团队工作模式,85,of,109,BIM,八.推进方案,团队成员要求技能要求,精通各类BIM软件,具备专业背景,很强的学习能力,开拓思维能力,1,2,3,4,86,of,109,BIM,八.推进方案,人员培训,普及型、基础性培训,业务拓展型培训,1,2,87,of,109,BIM,八.推进方案,内容及分工,中国中铁BIM技术应用是全公司自上而下的、贯穿铁路建设各个阶段的、多专业、分层次的新技术应用部署。其应用周期长、技术难度大，股份公司、下属企业和选定的合作伙伴需要分工明确，各自完成好自己的工作内容，也需要通力合作，方能达成目标。,88,of,109,BIM,八.推进方案,起步阶段,

32、89,of,109,BIM,八.推进方案,起步阶段,90,of,109,BIM,八.推进方案,起步阶段,91,of,109,BIM,八.推进方案,深入阶段,92,of,109,BIM,八.推进方案,深入阶段,93,of,109,BIM,八.推进方案,深入阶段,94,of,109,BIM,八.推进方案,整合阶段,95,of,109,BIM,八.推进方案,整合阶段,96,of,109,BIM,八.推进方案,整合阶段,97,of,109,BIM,八.推进方案,巩固阶段,98,of,109,BIM,八.推进方案,巩固阶段,99,of,109,BIM,八.推进方案,巩固阶段,100,of,109,BIM

33、,八.推进方案,经费预算股份公司,101,of,109,BIM,八.推进方案,经费预算勘察设计企业,102,of,109,BIM,八.推进方案,经费预算施工企业,103,of,109,BIM,九.风险分析,政策风险,BIM技术推广应用符合国民经济和社会发展政策的要求；BIM技术推广应用符合国家和行业“十二五”科技发展规划的要求；BIM技术推广应用符合国家和行业“十二五”信息化发展的要求。,104,of,109,BIM,九.风险分析,经济风险,根据欧美发达国家的研究显示，BIM技术所带来的经济效益是明显的，但在引进BIM的初期，因设计费用的增加、硬（软）件的购买以及员工培训、投资回报周期较长等因

34、素，BIM技术所带来的经济效益并不明显。基于庞大的国内外工程建设市场需求，当项目参与方熟悉BIM应用模式后，BIM技术所带来的效益将凸显出来。,105,of,109,BIM,九.风险分析,技术风险,BIM技术适应性差，缺乏统一的专业间数据交互标准支持；BIM技术更新快，二次开发必须具备持续性；BIM技术难度高，与传统方法基本操作及理念均相差甚远；BIM技术还属于通用基础平台，其专业性不够，并未针对所有行业进行针对性设计；BIM技术选择存在误区，需结合专业特点进行比选。,106,of,109,BIM,九.风险分析,人力资源风险,现有技术人员回避新技术；现有人员能力结构不足；BIM人才缺乏及流失；现有业务繁忙培训难等。,107,of,109,BIM,九.风险分析,管理风险,管理方式转变困难。业务流程转变困难。管理层接受度不高。,108,of,109,BIM,九.风险分析,其它风险,缺乏BIM行业标准；法律责任界限不明；知识产权归属不明。,THANK YOU,