[轉載] BIM軟件知多少

【轉載者言】何關培先生在大陸是BIM資深的推動者與先行者，對於BIM著墨甚深、立論精闢。在新浪博客上發表過BIM專文著述超過160篇，他的博客被閱覽的次數將近九萬次，各個BIM專業論壇也經常轉載他的文章。根據何先生的自述，他從1986年開始推廣普及CAD技術，2003年開始推廣普及BLM/BIM技術，曾經在國企、民企、外企從事過工業建築設計、民用建築設計、房地産、建材、軟件和諮詢服務等工作。

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BIM軟件知多少

作者：何關培， 發佈日期：2010-09-09
原文鏈接地址：新浪博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_620be62e0100lowy.html

美國buildingSMART聯盟主席Dana K. Smitn先生在其去年出版的BIM專著 "Building
Information Modeling - A Strategical Implementation Guide for Architects, Engineers, Constructors and Real Estate Asset Managers" 中下了這樣一個論斷：

"依靠一個軟件解决所有問題的時代已經一去不復返了"。

作者在《爲什麽BIM應用不容易成功？》這篇文章裡面，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産品，這樣一來要充分發揮BIM價值爲項目創造效益涉及到常用的BIM軟件數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佔有率，並且在國內市場具有一定認識和應用的BIM軟件(包括能發揮BIM價值的軟件)進行梳理和分類，希望能够給想對BIM軟件有個總體瞭解的同行提供一個參考。
需要特別說明的是，這樣的分類並不是一個科學的、系統的、嚴謹的、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，歡迎各路BIM大俠一起討論。

先對BIM軟件的各個類型做一個羅列如下圖：


接下來我們分別對屬於這些類型軟件的主要産品情况做一個簡單介紹。


一、BIM核心建模軟件

這類軟件英文通常叫 "BIM Authoring Software"，是BIM之所以成爲BIM的基礎，換句話說，正是因爲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。因此我們稱它們爲 "BIM核心建模軟件"，簡稱"BIM建模軟件"。常用的BIM建模軟件如下圖所示：

從圖中可以瞭解到，BIM核心建模軟件主要有以下四個門派：

1）Autodesk公司的Revit建築、結構和機電系列，在民用建築市場借助AutoCAD的天然優勢，有相當不錯的市場表現；

2）Bentley建築、結構和設備系列，Bentley産品在工廠設計(石油、化工、電力、醫藥等)和基礎設施(道路、橋梁、市政、水利等)領域有無可爭辯的優勢；

3）2007年Nemetschek收購Graphisoft以後，ArchiCAD/ AllPLAN/ VectorWorks三個産品就被歸到同一個門派裡面了，其中國內同行最熟悉的是ArchiCAD，屬於一個面向全球市場的産品，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，但是在中國由於其專業配套的功能(僅限於建築專業)與多專業一體的設計院體制不匹配，很難實現業務突破。Nemetschek的另外兩個産品，AllPLAN主要市場在德語區，VectorWorks則是其在美國市場使用的産品名稱。

4）Dassault公司的CATIA是全球最高端的機械設計製造軟件，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無論是對複雜形體還是超大規模建築其建模能力、表現能力和信息管理能力都比傳統的建築類軟件有明顯優勢，而與工程建設行業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基礎上開發的一個面向工程建設行業的應用軟件(二次開發軟件)，其本質還是CATIA，就跟天正的本質是 AutoCAD一樣。

因此，對於一個項目或企業BIM核心建模軟件技術路綫的確定，可以考慮如下基本原則：
a）民用建築用Autodesk Revit
b）工廠設計和基礎設施用Bentley
c）單專業建築事務所選擇ArchiCAD、Revit、Bentley都有可能成功
d）項目完全異形、預算比較充裕的可以選擇Digital Project或CATIA

當然，除了上面介紹的情况以外，業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。

二、BIM方案設計軟件

BIM方案設計軟件用在設計初期，其主要功能是把業主設計任務書裡面基於數字的項目要求轉化成基於幾何形體的建築方案，此方案用於業主和設計師之間的溝通和方案的研究論證。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核心建模軟件裡面進行設計深化，並繼續驗證滿足業主要求的情况。

目前主要的BIM方案設計軟件有Onuma Planning System和Affinity等，其與BIM核心建模
軟件的關係如下圖：

圖中的箭頭方向表示信息的傳遞方向。


三、和BIM接口的幾何造型軟件

設計初期階段的形體、體量研究或者遇到複雜建築造型的情况，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BIM核心建模軟件無法實現的功能。幾何造型軟件的成果可以作爲BIM核心建模軟件的輸入。

目前常用幾何造型軟件有SketchUp、Rhino和FormZ等，其與BIM核心建模軟件的關係如下圖所示：

四、BIM可持續(綠色)分析軟件

可持續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、風環境、熱工、景觀可視度、噪音等方面的分析，主要軟件有國外的Ecotect、IES、Green Building Studio以及國內的PKPM等。

五、BIM機電分析軟件

水暖電等設備和電氣分析軟件國內産品有鴻業、博超等，國外産品有Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace等。

六、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産品，基本上兩者之間可以實現雙向信息交換，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整又可以反饋回到BIM核心建模軟件中去，自動更新BIM模型。

包括ETABS、STAAD、Robot等國外軟件以及PKPM等國內軟件都可以跟BIM核心建模軟件配合使用。

七、BIM可視化軟件

有了BIM模型以後，對可視化軟件的使用至少有如下好處：
1）可視化建模的工作量减少了
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况下快速産生可視化效果

常用的可視化軟件包括3DS Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。

八、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量和完整性，例如空間之間有沒有重叠？空間有沒有被適當的構件圍閉？構件之間有沒有衝突等；也可以用來檢查設計是不是符合業主的要求，是否符合規範的要求等。

目前具有市場影響的BIM模型檢查軟件是Solibri Model Checker，下面是該軟件基本資料：

九、BIM深化設計軟件

Xsteel是目前最有影響的基於BIM技術的鋼結構深化設計軟件，該軟件可以使用BIM核心建模軟件的數據，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、數控機床加工代碼等。下圖是Xsteel設計的一個例子(由寶鋼鋼構提供)：

十、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：
 1）不同專業人員使用各自的BIM核心建模軟件建立自己專業相關的BIM模型，這些模型需要在一個環境裡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這一點；
2）對於大型項目來說，硬件條件的限制使得BIM核心建模軟件無法在一個文件裡面操作整個項目模型，但是又必須把這些分開創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。

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)創建的模型，進行3D協調、4D計劃、可視化、動態模擬等，屬於項目評估、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，如圖所示：

十一、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計和造價分析，由於BIM模型結構化數據的支持，基於BIM技術的造價管理軟件可以根據工程施工計劃動態提供造價管理需要的數據，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BIM造價管理軟件的代表。

魯班對以項目或業主爲中心的基於BIM的造價管理解决方案應用給出了如下整體框架，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，同時也是全面實現和提升BIM對工程建設行業整體價值的有效實踐，因爲我們知道，能够使用BIM模型信息的參與方和工作類型越多，BIM對項目能够發揮的價值就越大。

十二、BIM運營管理軟件

我們把BIM形象地比喻爲建設項目的DNA，根據美國國家BIM標準委員會的資料，一個建築物生命周期75%的成本發生在運營階段(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模型爲建築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。

FacilityONE提供的下列基於BIM的運營管理整體框架對同行認識和瞭解BIM技術的運營管理應用應該有幫助，在這裡分享給大家：

十三、二維繪圖軟件

從BIM技術的發展目標來看，二維施工圖應該是BIM模型的其中一個表現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，但是目前情况下，施工圖仍然是工程建設行業設計、施工、運營所依據的法律文件，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産工具。

其中最有影響的二維繪圖軟件大家都很熟悉，就是Autodesk公司的AutoCAD和Bentley公司的Microstation，如下圖：

十四、BIM發佈審核軟件

最常用的BIM成果發佈審核軟件包括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，發佈審核軟件把BIM的成果發佈成靜態的、輕型的、包含大部分智能信息的、不能編輯修改但可以標註審核意見的、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，如下圖所示：

十五、小結

到此爲止我們介紹了目前工程建設行業正在應用的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，或者由於作者水平所限沒有瞭解到，也可能隨著BIM應用的普及和深入會有新的軟件種類産生或加入，寄希望於同行不斷補充完善。
值得一提的是，製造業已經普遍應用的PDM (Product Data Management - 産品數據管理)軟件或者類似功能的其他軟件，作爲BIM深入普及應用所必須的BIM數據管理解决方案，其地位和作用將被逐漸認識和實現。

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係對目前常用的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，我們發現這些軟件基本上可以劃分爲兩個大類：

第一大類：創建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。

那麽這麽多不同類型的軟件是如何有機地結合在一起爲項目建設運營服務的呢？我們來看看下面這張圖：

上圖實綫表示信息直接互用，虛綫代表信息間接互用，箭頭表示信息互用的方向。從圖中我們看到不同類型的BIM軟件可以根據專業和項目階段作如下區分：

1）建築：包括BIM建築模型創建、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、施工進度和質量控制等
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）數據管理 PDM

（全文完）