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如今,BIM技術已在我國地面建筑許多項目中得到了成功應用;在城市地下空間開發中,BIM技術的案例多集中在城市地下交通。要充分開發利用地下空間,需通過BIM技術實現信息建模,并應用到地下空間工程的各個階段。
BIM究竟有多少維度?很多BIMer論證二維也是BIM?究竟有多大意義?
什么是維度?
什么是維度?百度百科這樣描述,維度是描述一個事物或對象所需要參數。維度,又稱維數,是數學中獨立參數的數目。在物理學和哲學的領域內,指獨立的時空坐標數目。0維是一點,沒有長度。1維是線,只有長度。2維是一個平面,是由長度和寬度(或曲線)形成面積。3維是2維加上高度形成體積面(如圖1-1)。
即維度參數幫我們確定分析對象的定位、范圍,幫我們得出明確的分析結果。
從這一概念出發,BIM的維度應該是指,能確定BIM所要研究應用對象定位、范圍的參數,描述和定位工程信息所需要的定位參數。3D實體定位空間位置,第4D時間定義某一時點的建筑狀態(形象進度)。
同理,安全、質量、供應商信息、造價顯然不適合作為一個維度參數,而是我們的一個研究分析對象。如分析造價時我們需要維度參數來確定造價分析的范圍,計算相關數據,因此造價作為維度參數是不合適的。如本月確定完成造價1000 萬,我們并不知道完成了哪些施工工序。如果我們定義某工序本月完成的產值,通過工序和時間兩個維度參數,則可以進行準確的數據分析,因此,工序才是一個維度參數。
同理,安全、質量、供應商信息都是我們的研究、計算和分析的對象,而不是維度參數。
BIM至少是三維的
BIM究竟有多少維度?很多BIMer論證二維也是BIM?究竟有多大意義?
我的觀點是:BIM至少是三維的。
先要搞清我們討論的BIM 究竟是一個什么條件的BIM。BIM沒形成權威的定義前,按字面的理解,承載建筑信息東西的都可以是BIM,導致了無意義、無價值的泛化主。將結一個繩的記錄信息也可稱BIM,BIMer費的口舌能有什么價值?
我們要討論的BIM應是給建筑業各階段(設計、施工、運維)帶來巨大作用、產生深刻影響、甚至是帶來產業革命的BIM。有了這個討論前提,BIM是多少維度就會有一個結論。否則大家的討論像盲人摸象,各說各話,卻毫無意義。
能帶來產業深刻影響、甚至產業革命的BIM 必須是三維以上的,這還不夠,應是能構建起三維以上的結構化數據庫的BIM(建筑信息模型),三維以上、結構化數據庫這兩點缺一不可。
而且,三維不一定是BIM,但沒三維肯定不是BIM。
為什么沒三維肯定不是BIM?
零維(一篇描述建筑的文章)、一維、二維(圖紙)的BIM(或者說現有的描述建筑的技術手段)都無助于我們解決建筑業當前面臨的問題,無法對工程進行快速的計算分析、協同、可視化,不能突破項目管理數據能力的瓶頸,不能產生解決當前行業問題的殺手級應用。
“可計算”(Computable)的概念很重要,由于建筑物在整個生命周期里是一個三維實體動態進化的過程,要全面正確描述、分析、計算、管理、共享、可視化、虛擬建造來解決問題,必須要三維以上的結構化數據庫才能實現強大的工程計算,才能幫助人類突破工程大數據處理能力瓶頸,才能解決現在的各種行業難題。
“可計算”的BIM要滿足以下條件:
(1)可準確定位、搜索;
(2)可計算:實體計算、統計、分析。實體計算(點、長度、面積、體積)的三維扣減計算,支持布爾算法。設定任意維度(實體、時間、WBS)的范圍快速的統計分析;
(3)可視化。切取任意部位進行3D、4D虛擬建造。
這些“計算”能力的實現,都要有3D以上結構化數據庫的支撐,且數據粒度要達到構件級。有了這樣強大的計算能力,就可以延伸出一系列項目管理上的高價值應用,從而帶來產業革命性的進步。不可計算的信息,不論信息有多少,是什么樣的信息承載平臺,都不能成為我們所需要的“BIM”,如幾屋子的藍圖、多少T硬盤里的DWG電子文檔,都不具備BIM的價值,也不宜納入BIM的范疇。
二維及以下的“BIM”對于建筑物來講,基本上是不能“計算”的,因為建筑物實體是三維實體,建造過程是動態四維的。項目管理者對三維以下的信息載體,只能通過人腦的智慧(知識、經驗)去意會。一個矩形在圖面上,是線框?是個坑?是個桌子?誰也看不懂,要加很多說明文字標注,標注是很難統一的,因此是不可計算的。一張建筑照片不用加說明文字,用平面的方法表現可視化的三維建筑物,一看就明白這個建筑有什么東西。
即使建立三維以下的數學邏輯模型——BIM,由于建筑本身是3D的,3D以下的任何數學模型引伸出來應用和價值是很小的,不會成為我們所需要的給行業帶來重大變化的“BIM”,筆者認為不應該將其納入我們的“BIM”。
具有革命性價值的7D·BIM
對建筑行業具有革命性價值的“BIM”是幾維的?
筆者認為具有革命性價值的BIM目前可認為是七個維度的(如圖1-2)。這7D就是:3D實體、1D時間、3DWBS。形成7個維度的結構化數據庫、且數據粒度達到構件級,就會產生無數項目管理革命性的高價值應用,成為革命性的技術。
為什么BIM是建筑業革命性技術?
BIM的偉大之處(核心價值)在于給我們提供了建筑業全產業鏈一直需要的創建、計算工程數據的能力,并提供了最佳的建筑全生命周期的數據承載平臺:
1)成功構建了7D結構化數據庫;
2)數據粒度達到構件級,甚至更細(如一根鋼筋的實體);
3)成為工程、業務數據的無限量數據承載平臺。
基于此,可以往上增加任何建筑物的數據,使所有的信息結構化、可計算。
這一核心價值解決了建筑業一直面臨的三大難題:
1)海量數據的處理、計算、管理和共享;
2)工程所有人員、組織的協同難題;
3)工程技術問題難以及時發現解決。
圍繞這三大難題,隨著軟件技術的進步,BIM將提供無數項目管理、企業管理和行業管理的解決方案和應用,讓技術、成本、建造管理、運營管理等所有工作產生革命性的變化。
但筆者一直反對BIM是nD類似的說法,很不科學。如造價不是BIM的一個維度,而是BIM承載的一個重要工程屬性而已。