王伽琪，赫靚 ，梁彤月

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院，遼寧 沈陽(yáng) 110034；2.遼寧省建設(shè)事業(yè)指導(dǎo)服務(wù)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

BIM（building information modeling建筑信息模型）技術(shù)于2002年美國(guó)歐特克公司首次提出，作為建筑行業(yè)的二次革命，通過(guò)實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期的信息整合，以高效率、低成本的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，得到全球政府及業(yè)界工作者的廣泛認(rèn)可。我國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展時(shí)間短，但在國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃和行業(yè)努力下，總體呈現(xiàn)不斷加速的歷程，尤其是近十年來(lái)，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)從BIM技術(shù)“實(shí)驗(yàn)應(yīng)用”階段向“應(yīng)用深化”階段的跨越式發(fā)展。2020年，《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，BIM技術(shù)的核心價(jià)值正在重新定義，即實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)全過(guò)程的精確建造和全過(guò)程的流程優(yōu)化[1]。

隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，BIM與其他信息技術(shù)融合程度也不斷加深（如圖1所示）。BIM Revit作為一款開源軟件，具備為各類軟件提供的功能性接口，為軟件功能性開發(fā)提供了充分的空間。目前，我國(guó)BIM技術(shù)已在建筑全生命周期積累了大量政策標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用基礎(chǔ)，針對(duì)具體應(yīng)用的自主研發(fā)也取得一定的階段性發(fā)展。

圖1 BIM軟件和信息互用關(guān)系

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域BIM技術(shù)自主研發(fā)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段作為建筑全周期的基準(zhǔn)，在滿足建筑模型的傳統(tǒng)構(gòu)建要求上，還應(yīng)呈現(xiàn)多元化的協(xié)同與轉(zhuǎn)化，結(jié)合多種結(jié)構(gòu)計(jì)算及分析的有限元軟件，深化BIM應(yīng)用的適用范圍。

董驍?shù)萚2]基于BIM二次開發(fā)，將BIM信息模型轉(zhuǎn)換為ANSYS命令流文件，在有限元軟件中進(jìn)行工程施工中危險(xiǎn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)分析，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與有限元軟件的連接。方海龍等[3]、陳述等[4]、黃贏海[5]借助BIM技術(shù)中的API插件，將提取的BIM模型信息導(dǎo)入ANSYS中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形的輔助計(jì)算分析。朱峰林[6]、姚翔川等[7]基于BIM技術(shù)在Visual中進(jìn)行二次開發(fā)，可在ANSYS軟件中直接生成自帶材料屬性的三維模型并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。袁維華等[8]通過(guò)C#語(yǔ)言編寫二次開發(fā)程序，結(jié)合BIM技術(shù)可視化與ANSYS軟件結(jié)構(gòu)分析功能，實(shí)現(xiàn)建筑模型的平臺(tái)化，具有廣闊的推廣前景。

目前除ANSYS軟件外，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)計(jì)算及分析的有限元軟件還包括ABAQUS、false ETABS、false MIDAS、false SAP 2000、false ADINA、false DIANA false等，劉 照 球等[9]通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)BIM模型的設(shè)計(jì)特征進(jìn)行分析，對(duì)IFC( industry foundation classes 工業(yè)基礎(chǔ)分類)所定義的結(jié)構(gòu)分析模型中的資料進(jìn)行剖析，提出一種可實(shí)現(xiàn)BIM和各類結(jié)構(gòu)分析軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)集成與共享的接口。王玄玄等[10]針對(duì)ABAQUS較難處理復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)的弊端，基于Revit的API開發(fā)了Revit-ABAQUS模型轉(zhuǎn)換接口，將模型必須數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ABAQUS可識(shí)別的INP文件，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型的精準(zhǔn)建模。

桑沖[11]、陳軼倫[12]指出BIM設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中軟件本土化程度不足，在一定程度上限制了BIM的推廣應(yīng)用。我國(guó)建筑行業(yè)主流結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件包含PKPM與YJK等，本土軟件與BIM技術(shù)的貼合也是各學(xué)者不斷研究的方向。喬保娟[13]在Revit平臺(tái)調(diào)用API調(diào)取模型數(shù)據(jù)，開發(fā)了PKPM與Revit雙向接口軟件，實(shí)現(xiàn)后續(xù)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。

林友強(qiáng)等[14]為了探索BIM技術(shù)在橋梁建設(shè)中的深化應(yīng)用，開發(fā)了TJADBrIM false橋梁信息模型系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)快速建模、結(jié)構(gòu)分析和自動(dòng)出圖等功能，在橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

2 施工領(lǐng)域進(jìn)展BIM技術(shù)自主研發(fā)

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑工程完整施工控制，并精確至特定施工段或施工節(jié)點(diǎn)。但是隨著施工場(chǎng)景與特征的逐漸復(fù)雜化，傳統(tǒng)的BIM技術(shù)在施工領(lǐng)域的局限性日益暴露出來(lái)，為實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與建筑施工領(lǐng)域的良好契合，眾多二次開發(fā)程序被行業(yè)工作者所研發(fā)，進(jìn)一步加深了BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。

為研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的BIM軟件并推廣應(yīng)用，季俊等[15]借助ObjectARX技術(shù)在AutoCAD平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)高層鋼結(jié)構(gòu)施工各階段在BIM中的三維實(shí)體數(shù)字拼裝技術(shù)，提供數(shù)字模型與現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的相互傳輸。

秦山虎等[16]對(duì)BIM技術(shù)在精細(xì)化裝飾施工系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，借助Visual工具進(jìn)行二次開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)面材自動(dòng)化排布、編輯及“算量”功能。李書平等[17]、楊喆等[18]、石碩等[19]基于BIM與GIS融合，實(shí)現(xiàn)多元異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，把控不同尺度的工程管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工程的智能化建造。張建平等[20]依據(jù)我國(guó)的施工管理特征，通過(guò)把BIM技術(shù)與4D技術(shù)相互結(jié)合，開發(fā)了基于BIM的4D施工管理軟件，并通過(guò)在國(guó)家體育場(chǎng)等眾多大型項(xiàng)目中的應(yīng)用，驗(yàn)證了該軟件的可行性。

3 運(yùn)維領(lǐng)域進(jìn)展BIM技術(shù)自主研發(fā)

當(dāng)前，我國(guó)大量建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)的數(shù)據(jù)量日益龐大，其中大跨度橋梁面臨的運(yùn)維水平滯后問(wèn)題尤為嚴(yán)重。由于大跨度橋梁的規(guī)模龐大、受力復(fù)雜、養(yǎng)護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)龐雜，需在其運(yùn)維階段占用大量的精力，為解決運(yùn)營(yíng)期的龐大數(shù)據(jù)量積累，茅衛(wèi)生等[21]開發(fā)出記憶BIM的智能化運(yùn)維系統(tǒng)，以實(shí)際橋梁工程為例，提高了管理數(shù)字化水平，可實(shí)現(xiàn)與具體設(shè)備的精細(xì)化關(guān)聯(lián)。張貴忠等[22]基于BIM技術(shù)，研發(fā)了數(shù)字化大橋運(yùn)維平臺(tái)（如圖2所示），可獲取大橋結(jié)構(gòu)運(yùn)維管養(yǎng)信息并及時(shí)處理與反饋，還預(yù)留了多類型接口，保證各系統(tǒng)間的資源共享。

圖2 數(shù)字化大橋運(yùn)維平臺(tái)

對(duì)于大型公共建筑的運(yùn)維管理同樣具有一定技術(shù)難度，為此，王鵬等[23]基于SuperMap false軟件平臺(tái)與GIS數(shù)據(jù)建立可視化平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)公路系統(tǒng)的即時(shí)性與可視性，解決了傳統(tǒng)公路系統(tǒng)運(yùn)維信息管理的低效性。

4 管理領(lǐng)域進(jìn)展BIM技術(shù)自主研發(fā)

BIM技術(shù)可通過(guò)協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、可視性等便利，強(qiáng)化管理者對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)展反饋的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，提高項(xiàng)目的整體協(xié)同性。對(duì)于一些復(fù)雜工程，傳統(tǒng)BIM技術(shù)難以得到精細(xì)化的管理或者準(zhǔn)確對(duì)稱的信息。

為提高復(fù)雜橋梁的建造和管理水平，閆志剛[24]結(jié)合GIS研發(fā)了BIM管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合多維度項(xiàng)目管理系統(tǒng)，便于高效決策和精細(xì)管理，起到行業(yè)典范作用。王海東等[25]基于Bentley系列軟件，在BIM技術(shù)中添加施工管理平臺(tái)，在實(shí)際項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)管理、安全質(zhì)量管理、進(jìn)度管理等模塊解決了施工復(fù)雜、信息錯(cuò)雜等問(wèn)題，強(qiáng)化了項(xiàng)目管理的信息化水平。

史建中等[26]基于BIM的二次開發(fā)研究，建立了BIM建設(shè)管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)不同單位間的跨空間協(xié)商與聯(lián)合，解決了大體量施工模型的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。金鳳誠(chéng)[27]基于已有項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)，研發(fā)了基于BIM的物資管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了物資全過(guò)程的精細(xì)化管理，提高了企業(yè)管理效率。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)總結(jié)在建筑全生命周期中，我國(guó)BIM技術(shù)自主研發(fā)研究進(jìn)展，可得出如下結(jié)論。

（1）現(xiàn)階段，BIM技術(shù)應(yīng)用的深化，已從BIM單一技術(shù)路線走向全建筑相關(guān)技術(shù)的一體化，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)合理集成、精準(zhǔn)傳遞才能最大程度助力BIM技術(shù)的工程建筑行業(yè)的進(jìn)步。

（2） 現(xiàn)階段，我國(guó)BIM自主研發(fā)仍處于起步階段，大多數(shù)研究主要針對(duì)于為某單一項(xiàng)目服務(wù)，在提高工程效率的同時(shí)，缺少普適性，在深化BIM技術(shù)研發(fā)水平的同時(shí)，同時(shí)加強(qiáng)我國(guó)BIM自主研發(fā)進(jìn)程的水平化發(fā)展。