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BIM技术的发展历史与趋势

2020-12-30 14:34

来源:万间科技

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        在阅读本篇文章之前,请各位先思考以下几个问题:

        1、如何定位基于BIM产品所服务的客户类型?

        2、BIM软件市场今天的发展方向?

        3、“开放的格式和工具”在BIM发展中扮演者如何重要的角色?

        4、作为中国企业如何在全球BIM趋势下构建自己的产品形态?

        1.什么是BIM?

        首先我们需要普及一下BIM的概念,什么是BIM?

        1.BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;

        2.BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;

        3.在项目的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。

        这也就意味是BIM是数字化表达,是一个过程,是一个协同作业平台,是一系列软件、标准、数字化信息的集成,它并不是一个单一的程序或标准。

        BIM技术实现集成的一个重要前提和基础是数据标准化。从目前发展的趋势来看,基于国际互操作联盟(buildingSMART)的IFC格式应用成为一种重要途径。所以介绍BIM发展,就绕不开介绍IFC格式的出现和buildingSMART组织的创建。

        2.BIM是如何开始的?

        BIM最初是从国家冲突->军备竞赛和->军事技术开始的。以美国和苏联等大国为主为了提升其军事能力,开始积极研发BIM技术,所以BIM最早的使用是在军工企业中。

        当苏联和美国之间的冷战结束时,参与第一个3D建模程序的军事装备设计的公司创建了STEP格式 (Standardfor the Exchange of Product model data,产品模型数据交换的标准)。因这些仍处于起步阶段新技术的“昂贵性”,高额的使用成本及深入研发成本,导致只有石油和天然气等高利润率的公司首先使用了这些技术。这就意味着对于针对BIM做深度开发的公司来说,在没有高利润率的支撑下,是很难做进一步的研发迭代优化,所以产品形态和服务客户的选择就至关重要。不管我们是在针对BIM去做什么产品,首先应考虑三点:

        1、产品服务的市场体量有多大?

        2、产品服务的客户是谁?付费意愿强度有多少?

        3、产品能解决何种客户痛点?

        让我们接着回到BIM国外发展的话题,当国际冲突趋于缓和时,军事装备和导弹数量订单水平的下降,这些技术在军事方面利润率的降低致使决策者们将其产品应用到了民用部门,他们重新定位了其产品的客户,渴望在民用的机械制造等方面重新获得高额的利润,然而事实上在民用方面获得的生产利润少于生产坦克、飞机等军事方面的利润,从而导致对3D STEP格式进一步开发的兴趣开始减弱。而这个时候,军事工业的CAD的创建者将他们的产品客户重新定位到了利润较低的土工工程行业,而这样的决策从今天来看是及其明智的,到80年代末,他们所开发的AutoCAD程序作为年轻Autodesk公司的旗舰产品在创立仅4年后便成为了世界上使用最广泛的2D CAD软件。

        随着DWG格式的2D建模在土工工程领域的成功,Autodesk开始朝3D设计这个新的方向发展,这个时候就面临着一个问题,需要重新制定一个格式来替代DWG和STEP格式。

        然而虽然在这个时候,STEP格式的流行高峰已经过去,但它仍然是鲜为人知的3D设计的领导者。由于已经按照ISO标准以大量规范的形式围绕STEP格式创建了丰富的基础架构,所以最开始Autodesk仍然以旧的军事STEP格式为基础进行3D设计的开发。

        为了奠定Autodesk的行业地位,控制新格式、标准及其进一步发展,Autodesk与咨询和电信的卡特尔(卡特尔 (cartel) 由一系列生产类似产品的独立企业所构成的组织,集体行动的生产者,目的是提高该类产品价格和控制其产量。根据美国反托拉斯法,卡特尔属于非法,是垄断组织形式之一。)联合组织创建了新格式IFC,以取代过时的STEP。可以假设IFC格式本身是由Autodesk完全开发的,并且应该在他的严格指导下进行进一步的开发,而使用该新格式的标准和规则是由交易的其他各方编写的,他们根据自己的需要制定了规则。

        无论是出于自己的意愿还是迫不得已,Autodesk与咨询和电信的卡特尔已经意识到IFC格式应当开放,并由具有开放成员的资格组织开发,于是在1997年国际互操作性联盟IAI成立,其目的和宗旨在于定义一种建筑业的公共标准来实现不同专业及不同软件之间建筑信息的有效交换、系统集成、数据交换和共享。为了推广应用,IAI决定将IFC格式作为软件开发商开发一个软件协同工作的、中立的标准,对建筑工程和设备管理领域的组织开放,同时也对所有软件开发商开放。而中国的IAI分部在2005年6月成立于北京,同时期标志着中国开始参与国际标准的制定,同年为了加强各国对该联盟的理解,该组织重命名buildingSMART。

        3.Revit如何推动Autodesk发展?

        Revit是什么?它是Autodesk公司一套系列软件的名称,为BIM构建的,可帮助建筑设计师设计、建造和维护建筑。

        Revit的成功在于通过创建包含几何和非几何设计与施工信息的参数化3D模型,使建筑师和其他建筑专业人士能够设计和记录建筑物。

        它颠覆了当时已有的解决方案,例如来自Archicad的方案是用户在编程语言中创建参数化组件,而Revit是用户在图形化的“族编辑器”中创建了参数化组件,并且该模型捕获了组件、视图和注释之间的所有关系,以便任何更改都会自动传播到整个模型。即用建筑的语言来进行建筑设计工作。

        Autodesk公司当时敏锐的感觉到了其价值,于2002年以1.33亿美元的价格收购了Revit软件和其整个研发公司。从那时起,即从2002年开始,Autodesk从Revit产品获得的收入开始每季度翻一番。购买后仅4年,Autodesk每个季度就售出了15,000多个商业Revit许可证。如果说Revit(与Civil3d一起)在2005年占Autodesk净收入的15%,那么仅仅一年之后的2006年,它已经是25%。如今Autodesk的主要收入和利润包括销售Revit许可证和为其制造的产品,例如BIM360。并且今天继续推动着整个Autodesk公司的成长和发展。

         4.BIM软件市场今天的发展方向

        到如今的21世纪,“新”IFC格式类似于过时的军用STEP格式的新版本。机遇与挑战始终是并存的。IFC标准的技术先进性和应用潜力是不容质疑的。同样不容质疑的是IFC标准的引入和应用对我国软件市场的冲击。技术设计的局限性和对已有市场的保护使得我们的CAD系统基本上是独立和封闭的。Autodesk公司推出的ADT建筑软件是一个很好的提醒。我们大多数的软件开发还停留在自定义数据文件的水平上,如果我国在技术和管理上的缺陷致使再保持一贯的“自我封闭”那么就会失去市场。专心于自己最擅长的部分,避免重复开发,避免浪费资金和资源,我们才能做出精品,才能真正占领市场。我们应该清楚地认识到只有吸收其他先进技术成果,并且在这个基础上不断创新,我们才能进步。更何况建筑软件会有更多的新空白领域出现,只要有发展的存在,开发高新技术的动力就会源源不断。

        谈到BIM软件,就绕不开图软graphisoft公司的archicad和autodesk公司的revit。在2006年以前,archicad占据了全球主要 的BIM市场,然而在2020年的今天,revit逆流而上,几乎具有压倒性的优势占据了全球大部分的市场。

        为什么会有如此大的差异?Revit的优势在哪里?

        首先要说到今天的所有BIM软件都可以分为两种类型:

        封闭式BIM-在设计中使用单一软件供应商

        开放式BIM-使用开放式数据格式(主要是IFC),其他程序应自动读取(理论上无损)。

        而从ArchiCAD的名称可以清楚地看出该产品的主要应用领域是建筑设计。除了建筑设计,ArchiCAD还能做其他设计吗?从理论上讲,这是可能的,但它会带来大量的额外工作—使用ArchiCAD执行其他部分与在纸上绘制建筑物大致相同,自动化程度最低,人工劳动量最大。对于设计的每个不同专业部分,都必须寻找专门的解决方案。

        Revit在建筑模型、设计模型和工程模型之间使用通用的数据格式(RVT格式),从而可以毫不费力地组装项目的单个BIM模型并对其进行高度详细的渲染。单一模型的好处不可否认,在建筑设计中创建,并以RVT格式保存的模型可以由其他专业的设计人员和工程师使用,而无需进行任何重大的转换,完美地说明了BIM技术的发展前景。

        5.结论

        以上可以清楚的认识到硬件主导地位的时代过去了,我们专注于软件的开发将很快为建筑行业定下基调。BIM CAD本质上是编程环境中的一个IDE(集成开发环境)。从90年代开始,程序员是第一个在其“设计”世界中积极从事开源和透明性工作的人。我们建筑行业现在才开始这条路。但是,由于30年来开发新工具的速度已显著提高,因此,我们可以期望在未来几年内将新的开源代码早日引入建筑行业。

        希望出现更多的像Dynamo、Blender、LibreCAD这样开源的工具来共同服务于这个透明开放源码世界,其中代码是由成千上万的人的努力创造的,他们能够进行独立赚钱,能够基于这样的开源工具进行二次开发创造新的 CAD BIM 软件。

        今天,我们必须要在我们的建设规划中去讨论开源和建筑新格式的话题。必须在建筑领域开发一个真正的"新的开放格式"和开放的工具,并且这不是基于旧的标准和概念。

参考文章:https://bigdataconstruction.com/lobbyist-wars-and-bim-development-part-1-format-step-ifc-and-how-revit-conquered-the-cad-world/

 

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