《建筑信息模型系统（BIM）的本土化策略研究》

吴吉明

摘 要

随着近年数字技术的发展，数字化信息集成下的建筑创作变得越来越为大 众所熟知，涌现出了大量优秀的作品。然而作为数字化设计的集合化应用——
建筑信息模型集成化管理系统 （BIM）在国内的规模化推进却依旧艰难，与国外 先进水平差距有进一步扩大的趋势。为了找出问题，解决目前这一现状，本文 从工程项目信息的集成化管理角度切入中国的建筑设计，从大量的具体的工程 实践入手，分析并阐述了目前我BIM 实践中所遇到的机遇和挑战。对目前国内 普遍应用以及主流的BIM 平台进行了总结，为BIM 在我国设计院的有效推进与 本土化实现提供良好的理论基础。文章总结出的具体可操作的实现方式，将有 效的促进我国尤其是设计院架构下的建筑产业的信息集成化建设发展。 本文的研究将原有大量分散的 BIM 策略进行了系统性的串联。对BIM 在中国的实践进行了一个完整的梳理。为未来的BIM 实践提供了一个系统性的理论构架和方向性的操作指南。在论文的展望与结论部分，作者对未来在建筑数字信息模型的基础上，数字地球以及定制化设计方式提出了自己开拓性的意见。为未来的进一步研究提供了一个全新的思路与方向。
关键词 :数字技术 信息化 BIM 系统论 协同设计 本土化 策略

目录

第１章绪论 设计的定制化时代 …………………………….1
1.1 BIM 的产生与设计的未来 ……………………………..1
1.1.1 全新的世界……………………………………..1
1.1.2 虚拟现实与新兴媒体………………………………1
1.1.3 信息时代的解决问题之道…………………………..1
1.1.4 设计模式的变革与BIM 的产生……………………….4
1.2 选题背景及应用现状………………………………….6
1.2.1 实践背景……………………………………….6
1.2.2 理论背景……………………………………….7
1.3 选题的意义…………………………………………8
1.4 选题的目的…………………………………………9
1.5 研究方法…………………………………………..9
1.5.1 理论归纳……………………………………….9
1.5.2 调研走访………………………………………10
1.5.3 技术分析………………………………………10
1.5.4 实践验证………………………………………10
1.6 论文的创新点与学术贡献……………………………..10
1.7 论文结构安排………………………………………11
1.8 尚待深化的部分…………………………………….13
1.9 小结……………………………………………..13

第2 章 当前中国BIM 面临的机遇与挑战 ………………………14
2.1 全球化与互联网的高速发展……………………………14
2.2 BIM 发展的真空期 …………………………………..14
2.3 中国特色的工程实践…………………………………15
2.4 中国的人才与人才培养模式……………………………15
2.5 来自知识产权的挑战…………………………………15
2.6 面临挑战的几种观点…………………………………16
2.6.1 技术万能主义与技术悲观论………………………..16
2.6.2 技术的自我保守主义……………………………..16
2.7 小结……………………………………………..17

第3 章BIM 在中国的发展 ………………………………….18
3.1 建设开发企业:社会的普遍需求及关注度的提高 ……………19
3.1.1 SOHO 中国有限公司:由试验到品牌…………………..19
3.1.2 广联达软件股份有限公司:探寻一体化的解决模式 ………20
3.2 系统的支持企业:技术的发展与配合模式之惑 ……………..21
3.2.1 Autodesk 中国:对未来市场的培育 …………………..21
3.2.2 Archicad 中国:寻找突围之匙 ………………………22
3.2.3 水晶石数字媒体部:赢利模式的困惑………………….22
3.3 设计机构:变革时期的努力…………………………….22
3.3.1 Som和Rtkl：国外设计机构在中国的实践 …………….22
3.3.2 中建国际:先行者的坚守…………………………..23
3.3.3 中国建筑设计研究院:寻求更好的配合模式 ……………25
3.3.4 北京市建筑设计研究院:大院的优势与困惑 ……………26
3.3.5 集筑建筑工作室:寻求特色化的竞争优势 ……………..27
3.4 非线与复杂性建筑…………………………………..27
3.4.1 国家体育场:大规模BIM 的初次实践…………………28
3.4.2 凤凰卫视总部基地:BIM由中国制造到中国创造…………28
3.4.3 世博会演艺中心:完整BIM 的完全应用………………..29
3.4.4 上海中心: 中国BIM 新的里程碑…………………….29
3.5 工程管理与后期运营…………………………………30
3.5.1 鲁班造价的实践案例:独辟蹊径的解决之道 ……………30
3.5.2 香港山体道路施工案例:技术的价值体现 ……………..30
3.6 小结……………………………………………..30

第4 章 当今建筑实践中BIM 的软件体系与分析 …………………33
4.1 生成系统——数据采集与输入………………………….33
4.2 分析与反馈——模型的模拟与分析………………………35
4.2.1 BIM 可持续分析 …………………………………35
4.2.2 BIM 结构分析 …………………………………..36
4.2.3 BIM 机电设备分析 ……………………………….37
4.3 合成与应用——造型与模型的搭建………………………38
4.3.1 构思造型………………………………………38
4.3.2 BIM 核心建模 …………………………………..41
4.4 文档和交流——输出及可视化应用………………………43
4.4.1 二维绘图………………………………………43
4.4.2 BIM 发布审核 …………………………………..44
4.4.3 BIM 的可视化 …………………………………..45
4.4.4 BIM 模型检查与碰撞检查 ………………………….46
4.5 原型与生产——制造与深化加工………………………..47
4.6 工程管理——施工与日后的运营………………………..49
4.7 数字化星球—— “云”的世界………………………….50
4.7.1 地理信息系统 GIS……………………………….52
4.7.2 数字星球 Google………………………………..52
4.7.3 云计算………………………………………..52
4.8 数据分析………………………………………….52
4.9 小结……………………………………………..53

第5 章 中美两份BIM 中国研究报告的比较分析 …………………54
5.1  两份 BIM 的中国市场的研究报告 ………………………54
5.1.1 综述………………………………………….54
5.1.2 评估报告的局限性……………………………….55
5.1.3 两份报告的调研方法……………………………..56
5.2 报告结论的分析与再判断:…………………………….57
5.2.1 经济衰退时期的机遇与BIM 的低使用率……………….57
5.2.2 行业整体水平的低下与业主对项技术的关注 …………..57
5.2.3 更高的熟练，带来更多的回报………………………59
5.2.4  BIM 的价值和回报 ………………………………59
5.2.5 采用BIM 可能遇到的障碍………………………….60
5.2.6 更多一体化项目交付……………………………..62
5.2.7 协同设计………………………………………62
5.2.8 基于信任而采用BIM ……………………………..63
5.2.9 具体应用领域的演进……………………………..63
5.2.10 BIM在中国的前景 ………………………………64
5.3 小结 ……………………………………………..65
5.3.1 光明的前景…………………………………….65
5.3.2 跨越式的发展…………………………………..65
5.3.3 片断化的实践…………………………………..66
5.3.4 对改变的抗拒…………………………………..66
5.3.5 更多进步的空间…………………………………66

第6 章来自系统的力量 …………………………………..67
6.1 效率源自于体系 …………………………………….67
6.1.1 系统论的思考模式……………………………….67
6.1.2 计算机协同设计…………………………………68
6.1.3 BIM 的构架与分析原理 ……………………………69
6.1.4 工程信息交换标准:IFC……………………………70
6.1.5 由工程项目信息集成化管理系统——建筑信息管理 ……..71
6.1.6 云计算与互联网…………………………………72
6.2 BIM 中的各方角色与职责……………………………..72
6.2.1 建设方与管理方——系统的组织与管理者 …………….72
6.2.2 建筑设计人员——系统的执行者…………………….73
6.2.3 研制与开发企业——系统的维护者…………………..74
6.2.4 政府与监管机构——系统的监管者…………………..75
6.4 小结……………………………………………..76

第7 章BIM 的本土化策略 ………………………………….77
7.1 基础性的准备与过渡期策略……………………………77
7.1.1 基软硬件环境的建立……………………………..77
7.1.2 由二维协同转向三维BIM ………………………….79
7.1.3 平顺的过渡与习惯的延续………………………….79
7.1.4 另辟蹊径的解决之道……………………………..79
7.1.5 培训与再训练…………………………………..80
7.1.6 有关外包服务的可行性探讨………………………..81
7.2 工程项目的实践策略…………………………………82
7.2.1 从技术应用转向流程再造………………………….82
7.2.2 借鉴国外成熟管理体系，积极应对全球化趋势 …………83
7.2.3 不同项目的不同准备……………………………..83
7.3 系统化建设以及管理策略……………………………..85
7.3.1 强化协同，打造一流管理型人才…………………….85
7.3.2 建立有效的配合机制，探寻自己的生存与发展之路 ……..87
7.3.3 规则的有效建立，风险的规避………………………87
7.4 数据积累与与远期的发展策略………………………….88
7.4.1 密切结合我国工程实践，建立更为完善的数据库体系 ……88
7.4.2 智能推导与识别技术……………………………..89
7.4.3 定制化的引擎与智能化输出………………………..90
7.5 小结 ……………………………………………..90

第8 章展望与结语 ………………………………………91
8.1 结语……………………………………………..91
8.1.1 小结 ………………………………………….91
8.1.2 文章的结论 …………………………………….91
8.3 展望……………………………………………..93
8.4 课题的拓展与进一步的研究方向………………………..95
主要符号对照表…………………………………………96
文中插图及表格来源……………………………………..97
主要BIM 软件一览表…………………………………….100
参考文献……………………………………………..103
致谢与声明……………………………………………107

附录本人有关BIM研究的实践项目…………………………108
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果……………….117

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庄惟敏 老师的评语

建筑业的发展通常都是伴随着技术革命、材料革命和工具革命而来的。建筑信息模型（BIM）系统的出现可以说是当今建筑界最伟大的一次工具革命，甚至于它超越了工具的作用，而给建筑界带来了一场创作理念和思维方式的革命。BIM系统作为当今建筑界整合设计的一个崭新的平台和服务，业已被国际建协（UIA）作为建筑师职业实践政策推荐导则之一在全球推广。近年来我国建筑界也通过和国外建筑师的合作对此重视起来，有许多重要项目运用BIM系统平台完成了建筑设计，也已有不少设计企业开始以BIM替换二维的CAD设计系统，BIM正受到广泛的关注。

但纵观我国目前的状况，BIM的发展和推广相当不平衡，纠其原因就是从西方国家发展起来的BIM系统缺乏在我国本土化的过程，妨碍了BIM在我国的推广。作者凭借对该领域的了解和自身对BIM的兴趣，抓住BIM在我国本土化这一关键点，并以此为课题展开研究，其选题具有重要的理论价值和现实意义。

作者首先介绍了BIM产生的背景，分析并阐述目前我国设计院中BIM的现状与挑战，并通过作者亲身大量的实地调查对目前国内普遍应用的BIM平台进行了总结和梳理，此部分成果为全面了解我国BIM的发展现状和问题做出了必要的资料性贡献。作者对BIM有相当深入的了解，论文中对BIM的系统结构、生成逻辑、核心建模、文档接口、管理、数字化星云及数据分析等关键要素和层级的分析，为研究BIM在我国的应用推广策略提供了理论和技术的支持，尤其是通过对中美两份BIM研究报告的比较分析，进一步揭示了我国BIM应用的前景，其论点对我国建筑行业推广BIM相关政策的制定有一定的启发意义。

作者通过BIM的建设、实践和过渡期三个阶段层次提出的我国实现BIM本土化的宏观策略，为BIM在我国有效推进与和分步实施提供了具有可操作性的发展程序。论文最后的展望所提出的未来研究方向，无疑也是我国发展BIM所面临的新课题。 论文作者视野开阔，相关知识积累丰富，对课题相关领域的文献资料有较深入的了解和掌握。研究中作者通过实地调研所获得的有关我国BIM发展现状的资料汇总，以及对中美两份报告的比较分析结论对我国BIM本土化的实施有重要的参考价值，值得肯定。论文论点正确，图文规范。论文工作反映出作者具有扎实的专业知识和较强的科研能力。

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吴吉明 的话
本文是作者依据自己多年亲身实践亲身感受，并以作为清华大学工程硕士论文完成最终的论文答辩工作。 也希望这些成果可以真正起到最大的意义，帮助更多的人。

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