美国国家BIM标准的技术细节

NationalInstituteofBuildingSciencesInternationalAllianceforInteroperability将BIM互操作性变成现实:国家BIM标准的技术细节DekeSmith,AIAForDr.FrancoisGrobler2007年11月12日美国，华盛顿特区ThispresentationisacollaborativeproductincludingtheNIBSNBIMSProjectCommitteeandothers.CopyrightF.Grobler话题概述•IAI是什么？•IFC是什么?(工业基础类)•BIM是什么?(建筑信息模型)•为什么要用BIM?•NBIMS是什么？概述--续•“buildingSMART”是什么?•Omniclass适合什么?根本问题：•如果我们有了IFC来应对互操作性问题，为什么还需要NBIMS?•NBIMS是如何帮助实现BIM互操作性的?影响vs成本曲线努力典型的“价值”工程策略设计施工运维25%75%生命周期成本虚拟建筑设计建议的切入点早期的规划业主需要真正地作出决策buildingSMART开放的、生命周期内互操作的标准•IFC•IFC-BIM•NBIMS•Omniclass®•buildingSMART®它们如何适用?它们预定的范围是什么？•专有的标准OmniclassNBIMS专有标准IFCBIMIAI/buildingSMART是什么?全球范围(13个IAI分会)比荷卢最近接纳的分会意大利中国印度，巴西推荐的分会EmergingOrganization–北美地区BoardofDirectorsPresidentbuildingSMARTStaffBoardofDirectionNationalBIMStandardAlanEdgarFacilityInformationCouncilDavidJordaniTechnicalCommittee(IAI–NorthAmerica)Coordinator–DekeSmithIFC–KimonOnumaIDM–DianneDavisMVD–RichardSeeIFD–RogerGrantNationalCADStandardMarkButlerBusinessPracticeIntegrationVisualization,Simulation&AnalysisRealPropertyCommunityQualityofLifeEconomy&SustainabilityEducationEnergyAndEnvironmentUserGroupsAlliancesAndStandardsResearchAndDevelopmentProjectlistingandcoordinationStart-upProjecteffortsActivebuildingSMART®EffortsIAI-InternationalPankowProjectsPrecastStructuralExecutionPlanningProductDevelopmentTeamBjørnKStangelandLarsC.ChristensenIFC是什么?工业基础类背景•面向对象的技术–对象封装了特性、行为和数据–允许从父类的继承–类定义了一个对象族–实例(Instance)定义了一个具体的个体–Instances能够拥有属性(来存储实例的数据)–IFC是面向对象的，但是不包含更多的行为；软件提供行为。10BIM应用软件之间的互操作性A通过通讯媒介的信息交换要沟通的概念形成信息编码语义句法内容含义-数据模型(IFC)格式–STEP物理文件实例数据互操作性需求对数据的“理解”如：Express,第21部分工业基础类(IFC)“虚拟建筑片断”局部信息参数化3D信息参数化正视图信息生产规格,装饰,价格对比例敏感的设计符号还是不明确的信息IFC’是如何应用的？•软件使用者是永远看不到IFC的。用户必须知道如何利用IFC-BIM来工作，如，知道如何装配项目数据。这种技术诀窍是这种项目的最重要的产出之一。•IT行业和软件开发人员利用IFC数据模型来实施和开发与IFC相容的软件、工具和系统。•支持IFC模型的应用软件能够与其他同样支持IFC模型的应用交换、共享数据。•数据交换的范围由“模型视图”来确定，这是IFC模型的一个子集，是与数据交换相关联的。例如，一个结构建模软件与一个结构分析程序交换数据不必“知道如何”交换关于能量仿真的数据。面向对象的建模建筑部件门2窗子_框架4窗6玻璃7框架玻璃S[1:?]房间8房价_连接点9窗子S[0:?]门关联关联上的房间_标识3标识成本视图排程3-DCAD国际开放标准=IFC模型从模型中产生信息视图建筑_构件门2窗子6房间8房间_连接点9door关联中关联上成本视图排程3-DCAD2-DCAD声称视图国家CAD标准当前仅仅对2-D视图定义外观内容和组织BIM是什么?--BIM定义•建筑信息模型(BIM)是一种对物业设施的物理和功能特性的数字化描述。就其本身而论，它扮演了关于一个物业设施信息的共享的知识源，构成从初始点开始的生命周期范围内可靠的决策基础。•BIM的一个基本前提是物业设施生命周期内不同阶段的利益相关者之间通过协同合作来插入、抽取、更新或修改BIM过程信息以支持和反映不同利益相关者的角色。它是一个建立在开放标准上的强调互操作性的共享的数字化描述。为什么要用BIM–信息共享点对点的方式不起作用暖通空调建筑师物业经理施工经理照明设计师结构工程师业主土木工程师能量、环境及可持续性试运转施工合同项目可行性及资金投入投资组合及资产管理总体规划项目计划设计及施工文件BuildingInformationModel(BIM)维修及翻新运行与维护物管及空间管理生命周期内的互操作性:建筑信息模型“官方的工程项目/物业设施数据”存在于网络上的一个虚拟空间内，覆盖整个生命周期BIM发展的螺旋上升结构BIM的运转设计及施工文件能量分析建筑机构设计建筑设计钢结构合同成本分析招标文件价值工程CIS/2钢结构能量+能量模型规格能量、环境及可持续性试运转施工合同项目可行性及资金投入投资组合及资产管理总体规划项目计划BuildingInformationModel(BIM)维修及翻新运行与维护物管及空间管理NBIMS是什么?•NBIMS是“一个利用标准化的机器可读的信息模型来改善每一个新/旧物业设施的规划、设计、施工、运行及维护的过程，它以物业生命周期内所有参与者都可使用的格式，包含所有与物业设施有关的不论创建的或收集来的合适的信息。”[1][1]CharterfortheNationalBuildingInformationModel(BIM)Standard,December15,2005,pg.1.See•的支持Figure5.1.-DevelopmentandUseDiagramFigure5.1.-DevelopmentandUseDiagram供应商交付产品国家BIM标准需求定义基于国际开放标准的技术Ifc,IDM,ERM,MDV,andIFDLibraryOGC测试平台NBIMS流程是什么?IDM+BIM指南+用户测试MVD+软件实施+测试/批准信息开发手册(IDM)+模型视图定义(MVD=IMV)CourtesyNBIMS/buildingSmartwithadaptationbyF.Grobler模型视图定义交换需求软件实施应用在建筑项目中100s10s10s每个项目中用得很少数量阶段协调对象现有工业标准现有数据标准现有技术标准组织及政府标准业务进程之间交换信息•一个信息交换需求表达了对于一套数据元素+约束的沟通理念；•然后信息就可以使业务流程的执行得以实现；•信息交换需求是从需要由待执行的业务进程来输入的观点进行准备的。业务进程A业务进程Z信息ExchangeRequirement业务进程B业务进程Z信息信息交换需求业务进程A业务进程C业务进程E业务进程Y信息业务进程业务进程D业务进程F观点CourtesyJeffWix参考进程P4.1P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5内部进程参与者#1P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5内部进程参与者#3P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5内部进程参与者#2•NBIMS定义了行业参考进程•信息交换需求(ER)适合具体的进程示例:结构工程进程PlannersStructuralEngineeringStructuralDesigner123StructuralContractorStructuralEngineeringStructuralEngineeringTopleveldiagramforthestructuralengineeringprocessauthor:version:status:AndrewCrowley3createdcreated:modified:20/12/200515:24:3515/05/200718:46:49bpmn_structural_engineering3.vsdBuildingInformationModelExternalBodieser_exchange_architectural_design(outline)er_exchange_structural_designResourceAvailabilityStatutoryRegulations,Codes,Standards,&TechnicalSpecificationsIndustryContractsEnvironmentalCharacteristicsApprovaltoContinuetoDesignStageYesTerminatedNoer_exchange_structural_specificationsApprovaltoContinuetoConstructionStageYesApprovaltocontinuereceivedNoOperate&MaintainBuildingStructureClientBriefer_exchange_project_planser_exchange_project_contractsApprovaltocontinueisnotgivencausingprojecttobeterminated.ProduceStructuralDesignPlan&ControlStructuralDesign&ConstructionConstruct,commission,&handoverbuildingstructureCourtesyEuropeanStructuralGroupandACrawley定义信息交换需求目标驱动的信息共享信息流=IFC信息交换需求用户观点BIM软件1软件3软件2信息交换需求取决于沟通过程的背景/目的。软件的视角ERM进程ZERM进程AER和MVDP2.2P2.3P2.4内部进程参与者#2信息从P1向上游传递P2需要的信息P1-P2之间的信息交换需求(ER)BIM兼容的软件1234NBIMS检查如下内容:•软件1能正确地发送ER•软件2能正确地接收ERER和MVD--续软件1软件22号用户1号用户信息交换需求信息交换需求MVD#1MVD#1IFC、ifcXML、agcXML格式的交换文件(SPFor第21部分)NBIMS–定义用户(进程)信息交换需求(ER)MVD=模型视图定义软件供应商和IAI定义MVDNBIMS确保信息交换具有正确的信息出租区域楼层号房间类