建筑施工IFC数据描述标准的研究

TsinghuaUniversity建筑施工IFC数据描述标准的研究汇报人：王勇指导教师：张建平清华大学土木系2011.11.24建筑设计与施工一体化信息共享技术研究研究成果国家“十一五”科技支撑项目课题“现代建筑设计与施工一体化关键技术研究”汇报提纲课题的研究背景IFC标准的研究本标准的主要内容研究成果及应用其它需说明的问题2•研究背景–本标准是国家“十一五”科技支撑计划项目“现代建筑设计与施工关键技术研究”之课题“现代建筑设计与施工一体化关键技术研究”，第三子课题“建筑设计与施工一体化信息共享技术研究”的研究成果。•研究内容–进一步研究建筑业国际标准IFC的应用模式及策略、数据描述规范及解析技术、数据访问及数据转换技术、信息建模技术，研究建筑设计与施工数据交换标准体系。面向施工阶段扩展IFC标准，编制我国建筑施工IFC数据描述标准。3课题的研究背景IFC标准的相关研究•IFC标准提出–IFC标准是由国际协同工作联盟IAI（InternationalAllianceforInteroperability）为建筑行业发布的建筑产品数据表达标准。•IFC标准发展–自1997年1月IAI发布IFC1.0以来，IFC经历了6个版本的更替。目前官方最新版本是2006年发布的IFC2x3。因此，本数据描述标准采用IFC2x3为平台蓝本，并在此基础上对其在施工管理领域进行扩展。41997199819992000200320062011IFC1.0IFC1.5IFC2.0IFC2xIFC2x2IFC2x3IFC2x4（数据来源：IAI网站）2010IFC2x4RCIFC标准的体系结构•IFC模型的结构IFC模型可以划分为四个功能层次：即资源层、核心层、交互层和领域层。每个层次都包含一些信息描述模块，并且模块间遵守“重力原则”：每个层次只能引用同层次和下层的信息资源，而不能引用上层资源。这样上层资源变动时，下层资源不受影响，保证信息描述的稳定。5扩展IFC标准的扩展机制•IFC模型的扩展IFC模型提供的实体类型有限，当这些实体类型无法满足信息交换需求的时候，需要对实体描述进行扩展。IFC标准作为开放的标准体系，对模型的扩展提供以下三种扩展机制:基于IfcProxy实体的扩展通过增加实体定义的扩展基于属性集的扩展6IFC标准的扩展机制•基于IfcProxy实体的扩展基于IfcProxy实体的扩展方式是利用IfcProxy实体对实体描述进行扩展。IfcProxy实体处于IFC模型的核心层，是一个可实例化的实体类型。通过实例化该实体，并结合属性集和可选的几何信息描述实现自定义类型的信息交换。7GlobalId(ABS)IfcRoot(ABS)IfcObjectDefinition(ABS)IfcObject(ABS)IfcProduct(ABS)IfcProxyIfcLabelIfcLabel(ABS)IfcObjectPlacementIfcProductRepresentationIfcObjectTypeEnumOwnerHistoryNameDescriptionObjectTypeObjectPlacementRepresentationProxyTypeTag1111IFC标准的扩展机制•通过增加实体定义的扩展通过增加实体定义的扩展方式与基于IfcProxy实体的扩展机制不同，该机制的实现超出了原有IFC模型框架，是对IFC模型本身定义的更新，一般IFC标准的每一次版本升级便采用该方式。本课题中主要采用这种方式对IFC模型进行扩展，共新增实体91个。下图是新增实体：流水施工进度计划的IFC描述。8EXPRESS语言定义EXPRESS-G图描述IFC标准的扩展机制•基于属性集的扩展属性集，顾名思义是属性的集合，对事物及概念的描述可以通过一条条属性存放于属性集中。属性集提供了一种扩展信息描述的灵活方式。本课题中按照建筑施工领域数据描述的需要，扩展IFC属性集126个。9静态属性集预定义属性集自定义属性集属性集静态属性集动态属性集预定义属性集自定义属性集属性1属性2属性3属性1属性2属性3......模型扩展的范围—为满足我国建筑施工领域利用IFC标准进行信息模型描述的需要，我们首先参照相关规范、规程对建筑施工领域的各个子领域进行相关概念、术语的梳理，按照重要性与可描述性双重标准的考核，最终选定成本管理、进度管理、质量管理、施工安全、绿色施工5个子领域进行IFC模型的扩展。模型扩展的流程调查研究•文献调研•社会问卷•专家访谈理论与技术研究•IFC模型体系•IFC扩展机制•IFC描述方式建立扩展模型•IFC实体扩展模型•IFC属性集扩展模型应用验证•BIMMS•BIMDIP•4DBIM-GCPSU•BIMCCE修改完善•扩充实体的定义•扩充应用领域建筑施工IFC扩展模型10扩展模型的结构新扩展模型信息统计建筑施工IFC扩展模型115791IFC实体的扩展情况成本管理相关实体的扩展结构层次模块名称成本管理领域新增实体类型及枚举类型领域层施工管理领域实体类型目标成本计划实体（_IfcTargetCostPlan）工程进度成本计划实体（_IfcProjectScheduleCostPlan）劳务用工成本计划实体（_IfcLaborCostPlan）物资使用成本计划实体（_IfcMaterialCostPlan）周转材料使用成本计划实体（_IfcTemporaryMaterialCostPlan）机械设备使用成本计划实体（_IfcEquipmentCostPlan）现场临建设施配置成本计划实体（_IfcTemporaryfacilitiesCostPlan）固定资产办公设备配置成本计划实体（_IfcFixedAssetsCostPlan）低值易耗品配置成本计划实体（_IfcLowValueGoodsCostPlan）目标成本分解实体（_IfcTargetCostBreak）目标成本控制措施实体（_IfcTargetCostControlMeasure）枚举类型分包方式类型枚举（_IfcSubContractStyleTypeEnum）目标成本分解类型枚举（_IfcTargetCostBreakTypeEnum）核心层核心实体类型信息记录实（_IfcDataRecord）材料消耗记录实体（_IfcMaterialConsumptionRecord）人工工日记录实体（_IfcLaborWorkRecord）设备台班记录实体（__IfcEquipmentUtilizationRecord）设备购买租赁记录实体（_IfcEquipmentProcurementRecord）材料购买记录实体（_IfcMaterialPurchaseRecord）周转材料配置记录实体（_IfcTemporaryMaterialRecord）现场临建配置记录实体（_IfcTemporaryfacilitiesRecord）固定资产办公设备配置记录实体（_IfcFixedAssetsRecord）低值易耗品配置记录实体（_IfcLowValueGoodsRecord）扩展施工成本管理相关IFC实体21个，枚举类型数据2个。其中，领域层扩展实体11个，枚举类型数据2个；核心层扩展实体10个。IfcRelScheduleCostItemIfcCostItemIfcElementIfcCostScheduleIfcRelAssignsToControlIfcRelDefinesByPropertiesIfcElementQuantityIfcRelAssinsToProductIfcConstructionResourceIfcRelAssociatesAppliedValueIfcAppliedValueIfcCostValueIfcRelAssignsTasksIfcScheduleTimeControlIfcElementQuantityIfcRelDefinesByPropertiesIfcRelAssinsToProcessIfcConstructionResourceIfcRelAssignsToProcessIfcTaskTimeForTask(INV)ScheduleTimeControlAssignedRelatingAppliedValueRelatedObjectsS[1:?]RelatedObjectsS[1:?]RelatedObjectsS[1:?]RelatingControlRelatingProcessRelatedObjectsS[1:?]RelatingProcessRelatedObjectsS[1:?]1RelatingProductRelatedObjectsS[1:?]RelatingPropertyDefinitionRelatedObjectsS[1:?]RelatingPropertyDefinitionIfcWorkControlRelatingControlRelatedObjectsS[1:?]_IfcTargetCostBreak_IfcTargetCostControlMeasure_IfcTargetCostPlan1_IfcMaterialCostPlan_IfcLaborCostPlan_IfcEquipmentCostPlan1IfcRelAssignsToControl_IfcDataRecord_IfcMaterialConsumptionRecord_IfcLaborWorkRecord1_IfcEquipmentUtilizationRecord_IfcTemporaryMaterialCostPlan进度管理相关实体的扩展扩展施工进度管理相关IFC实体16个，枚举类型数据5个。其中，领域层扩展实体3个，枚举类型数据2个；交互层扩展实体3个，枚举类型数据1个；核心层扩展实体10个，枚举类型数据2个。结构层次模块名称进度管理领域新增实体类型及枚举类型领域层施工管理领域实体类型施工进度记录实体（_IfcConstructionScheduleRecord）施工进度报告实体（_IfcConstructionProcessReport）进度调整措施实体（_IfcScheduleAdjustmentMeasure）枚举类型进度报告等级类型枚举（_IfcProcessReportLeverTypeEnum）进度调整措施类型枚举（_IfcScheduleAdjustmentMeasureTypeEnum）交互层共享管理元素实体类型流水施工进度计划实体（_IfcFlowConstructionSchedule）施工任务书实体（_IfcConstructionMissionStatement）定额计划项实体（_IfcNormScheduleItem）枚举类型流水施工进度计划类型枚举（_IfcFlowConstructionTypeEnum）核心层核心实体类型施工队关联程序实体（_IfcRelConstructionTeamToProcess）施工队组实体（_IfcConstructionTeam）分配到工程关系实体（_IfcRelAssignsToProject）产品信息扩展实体类型施工段实体（_IfcConstructionSection）过程信息扩展实体类型流水施工施工过程实体（_IfcFlowConstructionProcess）流水施工实体（_IfcFlowProcess）施工进度计划实体（_IfcConstructionSchedule）施工总进度计划实体（_IfcGeneralConstructionSchedule）子工程进度计划项实体（_IfcSubProjectScheduleItem）单位工程施工进度计划实体（_IfcUnitProjectConstructionSchedule）枚举类型进度状态枚举（_IfcScheduleStatusEnum）进度计划类型枚