何關培

（廣州優(yōu)比建筑咨詢有限公司，廣州 510640）

BIM 和BIM相關軟件

何關培

（廣州優(yōu)比建筑咨詢有限公司，廣州 510640）

與目前普及應用的CAD技術比較，BIM的其中一個非常突出的特點就是：BIM不是一個軟件能完成的工作。本文介紹了常用的十幾類BIM軟件以及它們和BIM核心建模軟件之間的信息傳遞關系。

BIM；建筑信息模型；軟件；信息；信息交換

美國buildingSMART聯(lián)盟主席Dana K.Smitn先生在其去年出版的BIM專著“Building Information Modeling－A Strategic Implementation Guide for Architects，Engineers，Constructors and Real Estate Asset Managers”中下了這樣一個論斷：“依靠一個軟件解決所有問題的時代已經(jīng)一去不復返了”。

作者在《為什么BIM應用不容易成功？》這篇文章里面，提到了BIM的其中一個特點——BIM不是一個軟件的事，其實BIM不止不是一個軟件的事，準確一點應該說BIM不是一類軟件的事，而且每一類軟件的選擇也不止是一個產(chǎn)品，這樣一來要充分發(fā)揮BIM價值為項目創(chuàng)造效益涉及到常用的BIM軟件數(shù)量就有十幾個到幾十個之多了。

談BIM、用BIM都離不開BIM軟件，本文試圖通過對目前在全球具有一定市場影響或占有率，并且在國內(nèi)市場具有一定認識和應用的BIM軟件（包括能發(fā)揮BIM價值的軟件）進行梳理和分類，希望能夠給想對BIM軟件有個總體了解的同行提供一個參考。

需要特別說明的是，這樣的分類并不是一個科學的、系統(tǒng)的、嚴謹?shù)?、完整的分類方法（目前也沒看到這樣的分類方法），只是作者對BIM軟件認識和理解的一點心得，歡迎各位BIM專家批評指正。

先對BIM軟件的各個類型做一個羅列如圖1所示。

圖1 BIM軟件類型匯總

接下來我們分別對屬于這些類型軟件的主要產(chǎn)品情況做一個簡單介紹。

1 BIM核心建模軟件

這類軟件英文通常叫“BIM Authoring Software”，是BIM之所以成為BIM的基礎。換句話說，正是因為有了這些軟件才有了BIM，也是從事BIM的同行第一類要碰到的BIM軟件。因此我們稱它們?yōu)椤癇IM核心建模軟件”，簡稱“BIM建模軟件”。常用的BIM建模軟件如圖2所示。

圖2 BIM核心建模軟件

從圖中可以了解到，BIM核心建模軟件主要有以下四個門派：

（1）Autodesk公司的Revit建筑、結構和機電系列，在民用建筑市場借助AutoCAD的天然優(yōu)勢，有相當不錯的市場表現(xiàn)。

（2）Bentley建筑、結構和設備系列，Bentley產(chǎn)品在工廠設計（石油、化工、電力、醫(yī)藥等）和基礎設施（道路、橋梁、市政、水利等）領域有無可爭辯的優(yōu)勢。

（3）2007年Nemetschek收購Graphisoft以后，ArchiCAD／AllPLAN／VectorWorks三個產(chǎn)品就被歸到同一個門派里面了，其中國內(nèi)同行最熟悉的是ArchiCAD，屬于一個面向全球市場的產(chǎn)品，應該可以說是最早的一個具有市場影響力的BIM核心建模軟件，但是在中國由于其專業(yè)配套的功能（僅限于建筑專業(yè)）與多專業(yè)一體的設計院體制不匹配，很難實現(xiàn)業(yè)務突破。Nemetschek的另外兩個產(chǎn)品，AllPLAN主要市場在德語區(qū)，VectorWorks則是其在美國市場使用的產(chǎn)品名稱。

（4）Dassault公司的CATIA是全球最高端的機械設計制造軟件，在航空、航天、汽車等領域具有接近壟斷的市場地位，應用到工程建設行業(yè)無論是對復雜形體還是超大規(guī)模建筑其建模能力、表現(xiàn)能力和信息管理能力都比傳統(tǒng)的建筑類軟件有明顯優(yōu)勢，而與工程建設行業(yè)的項目特點和人員特點的對接問題則是其不足之處。Digital Project是Gery Technology公司在CATIA基礎上開發(fā)的一個面向工程建設行業(yè)的應用軟件（二次開發(fā)軟件），其本質(zhì)還是CATIA，就跟天正的本質(zhì)是AutoCAD一樣。

因此，對于一個項目或企業(yè)BIM核心建模軟件技術路線的確定，可以考慮如下基本原則：

①民用建筑用Autodesk Revit

②工廠設計和基礎設施用Bentley

③單專業(yè)建筑事務所選擇ArchiCAD、Revit、Bentley都有可能成功

④項目完全異形、預算比較充裕的可以選擇Digital Project或CATIA

當然，除了上面介紹的情況以外，業(yè)主和其他項目成員的要求也是在確定BIM技術路線時需要考慮的重要因素。

2 BIM方案設計軟件

BIM方案設計軟件用在設計初期，其主要功能是把業(yè)主設計任務書里面基于數(shù)字的項目要求轉化成基于幾何形體的建筑方案，此方案用于業(yè)主和設計師之間的溝通和方案研究論證。BIM方案設計軟件可以幫助設計師驗證設計方案和業(yè)主設計任務書中的項目要求相匹配。BIM方案設計軟件的成果可以轉換到BIM核心建模軟件里面進行設計深化，并繼續(xù)驗證滿足業(yè)主要求的情況。

目前主要的BIM方案軟件有Onuma Planning System和Affinity等，其與BIM核心建模軟件的關系如圖3。

圖3 BIM方案設計軟件

圖中的箭頭方向表示信息的傳遞方向。

3 和BIM接口的幾何造型軟件

設計初期階段的形體、體量研究或者遇到復雜建筑造型的情況，使用幾何造型軟件會比直接使用BIM核心建模軟件更方便、效率更高，甚至可以實現(xiàn)BIM核心建模軟件無法實現(xiàn)的功能。幾何造型軟件的成果可以作為BIM核心建模軟件的輸入。

圖4 和BIM接口的幾何造型軟件

目前常用幾何造型軟件有Sketchup、Rhino和FormZ等，其與BIM核心建模軟件的關系如圖4所示。

4 BIM可持續(xù)（綠色）分析軟件

可持續(xù)或者綠色分析軟件可以使用BIM模型的信息對項目進行日照、風環(huán)境、熱工、景觀可視度、噪音等方面的分析，主要軟件有國外的Echotect、IES、Green Building Studio以及國內(nèi)的PKPM等，如圖5。

圖5 BIM可持續(xù)分析軟件

5 BIM機電分析軟件

水暖電等設備和電氣分析軟件國內(nèi)產(chǎn)品有鴻業(yè)、博超等，國外產(chǎn)品有Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace等，如圖6。

圖6 BIM機電分析軟件

6 BIM結構分析軟件

結構分析軟件是目前和BIM核心建模軟件集成度比較高的產(chǎn)品，基本上兩者之間可以實現(xiàn)雙向信息交換，即結構分析軟件可以使用BIM核心建模軟件的信息進行結構分析，分析結果對結構的調(diào)整又可以反饋回到BIM核心建模軟件中去，自動更新BIM模型。

ETABS、STAAD、Robot等國外軟件以及PKPM等國內(nèi)軟件都可以跟BIM核心建模軟件配合使用，如圖7。

圖7 BIM結構分析軟件

7 BIM可視化軟件

有了BIM模型以后，對可視化軟件的使用至少有如下好處：

圖8 BIM可視化軟件

（1）可視化建模的工作量減少了

（2）模型的精度和與設計（實物）的吻合度提高了

（3）可以在項目的不同階段以及各種變化情況下快速產(chǎn)生可視化效果

常用的可視化軟件包括3DSMax、Artlantis、AccuRender和Lightscape等，如圖8。

8 BIM模型檢查軟件

BIM模型檢查軟件既可以用來檢查模型本身的質(zhì)量和完整性，例如空間之間有沒有重疊？空間有沒有被適當?shù)臉嫾]？構件之間有沒有沖突等；也可以用來檢查設計是不是符合業(yè)主的要求，是否符合規(guī)范的要求等。

目前具有市場影響的BIM模型檢查軟件是Solibri Model Checker，圖9是該軟件的基本資料。

9 BIM深化設計軟件

Tekla Structure（Xsteel）是目前最有影響的基于BIM技術的鋼結構深化設計軟件，該軟件可以使用BIM核心建模軟件的數(shù)據(jù)，對鋼結構進行面向加工、安裝的詳細設計，生成鋼結構施工圖（加工圖、深化圖、詳圖）、材料表、數(shù)控機床加工代碼等。圖10是Xsteel設計的一個例子（由寶鋼鋼構提供）。

10 BIM模型綜合碰撞檢查軟件

有兩個根本原因直接導致了模型綜合碰撞檢查軟件的出現(xiàn)：

（1）不同專業(yè)人員使用各自的BIM核心建模軟件建立自己專業(yè)相關的BIM模型，這些模型需要在一個環(huán)境里面集成起來才能完成整個項目的設計、分析、模擬，而這些不同的BIM核心建模軟件無法實現(xiàn)這一點。

圖9 BIM模型檢查軟件

圖10 BIM鋼結構深化設計軟件的成果案例

（2）對于大型項目來說，硬件條件的限制使得BIM核心建模軟件無法在一個文件里面操作整個項目模型，但是又必須把這些分開創(chuàng)建的局部模型整合在一起研究整個項目的設計、施工及其運營狀態(tài)。

模型綜合碰撞檢查軟件的基本功能包括集成各種三維軟件（包括BIM軟件、三維工廠設計軟件、三維機械設計軟件等）創(chuàng)建的模型，進行3D協(xié)調(diào)、4D計劃、可視化、動態(tài)模擬等，屬于項目評估、審核軟件的一種。常見的模型綜合碰撞檢查軟件有Autodesk Navisworks、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等，如圖11所示。

11 BIM造價管理軟件

造價管理軟件利用BIM模型提供的信息進行工程量統(tǒng)計和造價分析，由于BIM模型結構化數(shù)據(jù)的支持，基于BIM技術的造價管理軟件可以根據(jù)工程施工計劃動態(tài)提供造價管理需要的數(shù)據(jù)，這就是所謂BIM技術的5D應用。

國外的BIM造價管理有Innovaya和Solibri，魯班是國內(nèi)BIM造價管理軟件的代表之一，如圖12。

魯班對以項目或業(yè)主為中心的基于BIM的造價管理解決方案應用給出了如圖13所示的整體框架，無疑會對BIM信息在造價管理上的應用水平提升起到積極作用，同時也是全面實現(xiàn)和提升BIM對工程建設行業(yè)整體價值的有效實踐，因為我們知道，能夠使用BIM模型信息的參與方和工作類型越多，BIM對項目能夠發(fā)揮的價值就越大。

12 BIM運營管理軟件

我們把BIM形象地比喻為建設項目的DNA，根據(jù)美國國家BIM標準委員會的資料，一個建筑物生命周期75%的成本發(fā)生在運營階段（使用階段），而建設階段（設計、施工）的成本只占項目生命周期成本的25%。

BIM模型為建筑物的運營管理階段服務是BIM應用重要的推動力和工作目標，在這方面美國運營管理軟件ArchiBUS是最有市場影響的軟件之一。

圖11 BIM模型綜合碰撞檢查軟件

圖12 BIM造價管理軟件

圖13 魯班軟件BIM造價管理解決方案框架

圖14 FacilityOne BIM運營管理解決方案總體框架

FacilityONE提供的下列基于BIM的運營管理整體框架對同行認識和了解BIM技術的運營管理應用應該有幫助，在這里分享給大家，如圖14所示。

13 二維繪圖軟件

從BIM技術的發(fā)展目標來看，二維施工圖應該是BIM模型的其中一個表現(xiàn)形式和一個輸出功能而已，不再需要有專門的二維繪圖軟件與之配合，但是目前情況下，施工圖仍然是工程建設行業(yè)設計、施工、運營所依據(jù)的法律文件，BIM軟件的直接輸出還不能滿足市場對施工圖的要求，因此二維繪圖軟件仍然是不可或缺的施工圖生產(chǎn)工具。

最有影響的二維繪圖軟件大家都很熟悉，就是Autodesk的AutoCAD和Bentley的Microstation，如圖15。

14 BIM發(fā)布審核軟件

最常用的BIM成果發(fā)布審核軟件包括Autodesk Design Review、Adobe PDF和Adobe 3D PDF，正如這類軟件本身的名稱所描述的那樣，發(fā)布審核軟件把BIM的成果發(fā)布成靜態(tài)的、輕型的、包含大部分智能信息的、不能編輯修改但可以標注審核意見的、更多人可以訪問的格式如DWF／PDF／3D PDF等，供項目其他參與方進行審核或者利用，如圖16所示。

圖15 二維繪圖軟件

圖16 BIM發(fā)布審核軟件

15 小結

到此為止我們介紹了目前工程建設行業(yè)正在應用的14種BIM和BIM相關軟件，除了上述介紹的軟件以外，相信一定還會有其他軟件，或者由于作者水平所限沒有了解到，也可能隨著BIM應用的普及和深入會有新的軟件種類產(chǎn)生或加入，寄希望于同行不斷補充完善。

值得一提的是，制造業(yè)已經(jīng)普遍應用的PDM（Product Data Management－產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）軟件或者類似功能的其他軟件，作為BIM深入普及應用所必須的BIM數(shù)據(jù)管理解決方案，其地位和作用將被逐漸認識和實現(xiàn)。

我們用不同類型軟件和BIM核心建模軟件之間的信息流動關系對目前常用的BIM以及BIM相關軟件進行了介紹，如果把這種類型劃分方法進行簡化，我們發(fā)現(xiàn)這些軟件基本上可以劃分為兩個大類：

● 第一大類：創(chuàng)建BIM模型的軟件，包括BIM核心建模軟件、BIM方案設計軟件以及和BIM接口的幾何造型軟件；

● 第二大類：利用BIM模型的軟件，除第一大類

以外的其他軟件。

這么多不同類型的軟件是如何有機地結合在一起為項目建設運營服務的呢？我們來看看圖17。

圖17實線表示信息直接互用，虛線代表信息間接互用，箭頭表示信息互用的方向。從圖中我們看到不同類型的BIM軟件可以根據(jù)專業(yè)和項目階段作如下區(qū)分：

（1）建筑：包括BIM建筑模型創(chuàng)建、幾何造型、可視化、BIM方案設計等

（2）結構：包括BIM結構建模、結構分析、深化設計等

（3）機電：包括BIM機電建模、機電分析等

（4）施工：包括碰撞檢查、4D模擬、施工進度和質(zhì)量控制等

圖17 項目運營服務中的軟件與信息互用

（5）其他：包括綠色設計、模型檢查、造價管理等（6）運營管理FM（Facility Management）

（7）數(shù)據(jù)管理PDM

［1］www.ChinaBIM.com

［2］www.autodesk.com

［3］www.bentley.com

［4］www.onuma.com

［5］www.tekla.com

［6］www.adobe.com

［7］www.archibus.com

［8］www.solibri.com

BIM and BIM Software

He Guanpei
（Ubiquitous Technology Limited，Guangzhou 510640，China）

Comparing with current popular CAD technology，one of the most differences is that BIM is not a ONE software issue.Dozen of BIM software and their information exchange relationship with BIM core authoring software are briefed in this paper.

BIM；Software；Information；Information Exchange

TU17；TP39

E

1674－7461（2010）04－0110－08

何關培（1963－），男，高工，優(yōu)比咨詢CEO。長期從事工程設計、計算機應用研究，目前致力于BIM技術等行業(yè)計算機應用前沿領域的戰(zhàn)略發(fā)展研究。E-mail：heguanpei＠hotmail.com