中国BIM标准研究课题申报书(课题九)20120625

中国BIM标准研究课题申报书

项目名称：全生命期P-BIM标准研究

课题名称：BIM存储标准研究

课题申报单位：建研科技股份有限公司

课题负责人：杨志勇、沈文都

起止年限：2012 年5 月至2013 年4月

国家《建筑工程信息模型应用统一标准》编制组

中国BIM发展联盟

填表日期2012年5月18日

课题信息表

课题申报书

一、课题研究的必要性和意义

我国建筑信息分散于策划决策、工程准备、工程实施、竣工验收和营运维护等多个阶段中，其分发、交换、存档等信息存储活动缺乏统一的规划和标准。工程的阶段划分虽然理清了专业分工和企业职责，也严重割裂了建筑信息的应用。

在工程项目的各个阶段，企业和行业主管部门在技术水平和应用需求上不尽相同，造成建筑信息在其全寿命期内，表现出不同的格式、形式和结构，这不仅不利于全行业的开发和利用，其造成的损失和浪费是惊人的。据美国近期有关部门统计，由于超预算、错误设计与施工造成返工、工期拖延、管理不当等带来的损失与浪费，约占投资总额的30％。我国没有做过类似的统计，但估计浪费现象会更严重。所以，急需跨阶段整合全寿命期行业信息资源的技术、方法和标准。

通过BIM存储标准的研究和推广，将填补我国BIM应用标准的空白，使我国BIM技术的发展与国外同步。标准将在建设项目全生命期内，通过支持BIM技术应用实现提高工作效率和质量，从而为我国建筑行业创新能力和国际竞争能力的提高提供强有力的技术支撑。

二、国内外相关技术、软件和标准现状

BIM技术在国外的应用特征可归纳为如下三点：

（1）由于BIM技术已经成为设计和施工企业承接项目的必要能力，BIM技术已受到广泛重视，大企业一般均已具备了应用BIM技术的能力；同时，BIM技术的专业咨询公司已经出现，并且十分活跃，为中小企业应用BIM技术提供了有力的支持。

（2）在BIM技术应用过程中，不仅直接将BIM技术应用了建筑工程的局部环节中，例如，设计单位进行各种分析和模拟，而且形成了新的工作模式，例如实施IPD（Integrated Project Delivery，集成项目交付）模式，即业主、设计、总包、分包等参与方在设计阶段就参与到项目中，通过应用BIM技术进行虚拟建造，共同对设计进行改进，并共同分享收益或风险，而且对此在行业中已经建立了标准的合同条款。

（3）应用软件已经比较成熟，特别是，像Autodesk这样的大型软件开发商，提供了包括多个不同专业、跨不同阶段的软件，形成了全面的解决方案，从而有力地支持了BIM技术的应用。

国内对BIM技术的研究刚刚起步，十一五期间部分高校和科研院已开始研究和应用BIM技术，特别是数据标准化的研究。部分大型设计院已开始尝试在实际工程项目中使用BIM技术，如上海现代集团、中国建筑设计研究院、广东省院、机械部六院等。典型工程包括世博文化中心、世博国家电力馆、杭州奥体中心等。2009年被定义为中国BIM元年，据麦格劳-希尔建筑信息公司的报告显示，近一半的建筑行业在使用BIM，这比2007年调查BIM使用率时的28％增加了75％。

BIM标准在国内外的应用特征可归纳为如下三点：

（1）IFC的研究、应用、扩展逐步深入。IFC2x3版本的平台部分被采纳为ISO标准，扩大了IFC的影响力，少数国家（包括我国）已将这部标准等同采纳为国家标准。未来IFC2x4版本将同ISO标准同步，这意味着将在建筑全生命周期的多阶段、多专业全面推广应用此标准。

（2）支持专业协同、系统集成的标准正在成为研究和应用热点，具有代表性的是IDM、IFD。这是BIM技术深入应用的重要特征，BIM 已经从以技术升级为重点，转向以管理和效益提升为重点。表明BIM 技术已经成为应用企业的核心技术力量。

（3）发达国家正在研究建立BIM标准体系，为今后的大范围、深层次推广应用打下基础。例如：美国的NBIMS标准。从目前的调研情况分析，各国建立BIM标准体系的思路不尽相同，都是根据本国特点逐步推进相关工作。我国也设立了类似的科研项目，但影响力和成效还没有显现出来。国家标准《建筑信息模型应用统一标准》、《建筑工程信息模型存储标准》的立项是非常好的契机，适时建立适合国情的标准体系和关键标准，将我国BIM标准编制和技术应用带入正轨。

三、课题申请单位及主要参加单位研究与软件开发基础

（已有的研究开发经历，成果、科研条件与研究开发队伍现状等）（1）建研科技股份有限公司

建研科技股份有限公司成立于2001年，是以中国建筑科学研究

院建筑结构研究所为主体进行股份制改造，由国内国家建筑业企业共同发起设立建筑业高新技术企业。公司现有的356名员工中，专业技术人员332名，研究员（教授级高工）65名，高级工程师65名，90%以上员工具有学士学位，其中博士后3名，博士22名，硕士143名。

建研科技股份有限公司是建筑行业计算机技术开发应用的最早单位之一，在80年代后期，隶属于建筑结构研究所的PKPMCAD工程部开发了以自主图形平台为基础，集前处理、计算分析与CAD施工图绘制设计全过程为一体的PKPM CAD系列软件，创造了全国著名软件品牌PKPM。作为公司的旗舰产品，PKPM 系列软件在20世纪90年代中期为建筑设计行业甩图板的重大技术进步做出了突出贡献。PKPM系列软件实现了建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调、电气）、施工、概预算等专业软件的集成化，深受广大建筑设计人员的欢迎，目前已成为国内应用最广的建筑工程设计软件，国内90％以上的设计单位都在使用该软件。

PKPM系统始终坚持立足于其自行开发的自主版权二维和三维图形平台，在给用户提供专业软件的同时提供图形平台，省去用户购买国外图形平台的巨大开销，为用户减轻正版化压力。PKPM的自主图形平台不断得到国家九五、十五、十一五科技攻关计划的资助支持，863专家组给予很高评价，指出建研科技股份有限公司以建设行业广泛应用拉动的科研，给国内自主平台发展带来了新的希望，并确定要以这样的企业作为今后国家重点资助的龙头。

由于在推动行业技术进步中取得的显著社会效益和科研成果转

换为生产力中取得的显著经济效益，建研科技股份有限公司的软件产品共获得国家科技进步二等奖一项，三等奖三项，以及多项建设部科技进步奖，并连续几年被中国软件行业协会评为全国优秀软件产品。这些软件都在不同时期为建筑设计行业的技术进步做出过重大贡献。

在已有设计领域产品优势的基础上，建研科技股份有限公司又把研发内容延伸到施工、房地产等有关建筑工程领域的软件开发上。开发了施工技术软件和施工项目管理软件，并在许多施工项目中应用得到好评。此外，在立足国内市场的同时，积极开拓海外市场，目前已开发出英国规范、美国规范版本，并进入了新加坡、马来西亚、韩国、越南等国家和香港、台湾地区市场，使PKPM软件成为国际化产品，提高了国产软件在国际竞争中的地位和竞争力。

四、研究任务分解与考核指标

（一）、课题研究目标

基于国家“加强建设行业信息化政策和标准制定工作，创建信息化工作的良好环境”的发展思路中，以住房和城乡建设部2003年颁布了《工程建设标准体系》为基础，通过对国内外建筑信息存储标准现状及标准体系编制状况的研究，制定符合我国国情、比较科学、完整、可操作性强的面向建筑全寿命期信息的存储标准，指导未来标准示范应用。具体目标包括：

（1）开展调查研究，总结国际和港台地区BIM存储标准编制及应用经验，为我国BIM标准研究与编制提供参考；

（2）研究BIM数据存储、分发、交换和归档的基本原则和方法、格式要求和接口标准；

（3）研究P-BIM数据存储的范围和需求，给出存储需求定义的统一方法，使后续标准编制工作有扎实的理论基础和方法指导；

（4）研究BIM数据存储格式，定义编码规则和数据结构，平衡BIM数据存储的效率和开放性，开发BIM存储软件，为BIM标准化存储提供技术支持和依据；

（5）研究BIM存储数据的完备性测试方法和技术，重点实现存储数据的范围、类型、属性、关系等的完备性测试，开发BIM存储数据完备性测试软件，为BIM存储数据标准化测试提供技术支持和依据；

（6）研究各主要阶段数据BIM存储需求，给出各主要阶段BIM 存储需求的完整定义，以及数据完备性测试条件；为编制《建筑工程信息模型存储标准》提供参考依据。

（二）、课题研究内容

课题研究内容分解为四个子课题，各子课题的具体研究内容如下：

子课题一、P-BIM存储标准框架研究

（1）P-BIM存储标准应用领域范围及时限研究

研究P-BIM存储标准应用的领域范围，包括：应用的条件、成熟度、影响等；研究P-BIM数据的存储时限，包括：存储的责任主体、阶段划分方法、生效条件、失效条件、保留年限等。

（2）P-BIM存储需求的统一定义方法研究

研究P-BIM存储需求的统一描述方法，用规范的形式描述存储的数据范围和完备性定义。数据范围的描述包括：数据的领域、类型、属性、关系等；数据完备性的描述包括：存储问题的等级，以及问题在P-BIM模型中的位置等。

（3）P-BIM存储多专业协同软件技术研究

研究P-BIM存储多专业协同技术，包括：版本控制、数据冲突解决方法等；研究P-BIM存储多专业协同软件与协同设计软件、协同施工管理、协同运维管理的集成方案。

子课题二、P-BIM存储格式与软件研究

（1）存储格式的编码规则和数据结构研究

研究P-BIM存储格式的编码规则和数据结构。定义P-BIM存储格式中的特殊符号、关键字、数据类型、文件结构，以及EXPRESS 数据类型到存储格式的映射方法。

（2）存储格式的软件实现技术研究

研究P-BIM存储格式软件实现技术，给出软件实现的整体框架结构，分析大数据量（百兆以上）情况下的存储效率，并给出与主要标准格式的对比分析。

子课题三、P-BIM存储数据的完备性测试方法研究

（1）存储数据描述方法研究

研究P-BIM存储需求描述和完备性定义的规范化表达方式，并给出数据完备性分级的定义方法。研究P-BIM存储数据描述方法与

EXPRESS语言的关系，给出用EXPRESS定义的模型的存储需求描述方法。

（2）存储数据完备性测试方法研究

研究P-BIM存储数据完备性测试方法，并给出完备性测试结果表达的标准格式。定义存储数据完备性定义到标准查询方法的映射方式。

（3）存储数据完备性测试软件技术研究

研究存储数据完备性测试软件技术，以及与P-BIM存储软件集成方案。

子课题四、P-BIM各主要阶段数据存储需求研究

（1）P-BIM各主要阶段存储需求研究

研究P-BIM各主要阶段（包括：规划与方案设计、初步设计、施工图设计、施工图深化设计、竣工交付、物业管理等）存储需求，用规范的格式给出存储需求定义，以及存储完备性测试条件。

（2）P-BIM存储需求扩展和细化机制研究

研究P-BIM存储需求在不同阶段、不同领域、不同层次的扩展和细化的机制，以及今后推广应用的技术环境、政策环境和经济环境。（三）、考核指标

课题具体考核指标如下：

（1）研究报告，包括国际和港台地区BIM存储标准编制及应用经验总结，BIM数据存储、分发、交换和归档的基本原则和方法、格式要求和接口标准，P-BIM数据存储的范围和需求，BIM数据存储

格式，BIM存储数据的完备性测试方法和技术，各主要阶段BIM存储需求等；

（2）《BIM存储标准》框架和大纲；

（3）BIM数据完备性测试软件。

五、经费预算

课题预计经费总额为50万元，其中从中国BIM发展联盟申请5万元，课题承担单位自筹45万元。

课题经费主要用于BIM存储标准的调查研究，以及相应软件的开发。

六、课题研究实施计划、实施内容和实现成果

七、课题负责人及参加课题主要人员情况

（一）、课题负责人简介

杨志勇研究员2002年毕业于哈尔滨工业大学，结构工程博士学位。现任中国建筑科学研究院，建研科技股份有限公司，设计软件事业部主任。杨志勇研究员长期从事结构工程、计算机辅助设计软件的科研工作，是PKPM软件负责人，全面负责PKPM结构设计软件、绿色建筑与节能软件、结构全寿命期BIM软件等的研发生产工作。主持了多项国家“十一五”科技支撑计划研究课题、国家自然科学基金课题及建设部课题的研究工作。主持完成了2010新系列结构规范

PKPM软件研发，2008北京奥运会主体育场、主体育馆、五棵松篮球馆、87层东方世纪之门等几十个大型复杂结构非线性分析等相关工作。荣获省部级科技进步一等奖1项、中国建筑科学研究院科技进步一、二、三等奖各一项。在国内外公开发表论文40余篇，合著出版专著2本。

沈文都研究员，1983年毕业于清华大学土木系，现任建研科技股份有限公司设计软件事业部总工程师，图形平台软件研究室主任，获国务院政府特殊津贴。长期从事CAD图形平台开发,主持开发了“建筑工程CAD图形支撑软件系统”自主版权图形平台，获1996年建设部科技进步二等奖（排名1）；作为第二负责人完成了“工程CAD嵌入式图形支撑应用软件产业化”九五国家重点攻关课题，该成果作为PKPM系列软件的自主版权图形平台，打破了国外平台的垄断，获2003年建设部华夏建设科学技术一等奖（排名2）；作为“微机建筑结构CAD系统PKPM”系列软件的主要完成人之一，负责其中图形平台、建模、建筑设计软件APM以及加密等工作,该系统是目前全国建筑行业应用最广、最具权威性的大型集成化设计系统，社会和经济效益显著，获1996年国家科技进步三等奖（排名3）；参与了工程设计三维CAD系统开发应用研究，获2006年建设部华夏建设科学技术二等奖（排名3）；主持开发的TCAD绘图软件，以PKPM的嵌入工具的形式推广，可直接替代AutoCAD大部分功能，缓解了设计单位的正版化压力；曾从事高层劲性混凝土结构体系和试点工程研究，研究课题获建设部科技进步三等奖（排名2），试点工程获辽宁省科技进步三

等奖（排名4）；先后完成20余项科研课题和建筑工程咨询任务，发表学术著作4部，论文23篇。

（二）、课题负责人及主要参加人员基本情况

注：本表所列人员均应通过所在单位同意并能够保证课题研究投入。

八、申报单位签章

课题申报单位（盖章）：

单位法人代表（签字）：

课题负责人（签字）：

年月日

课题参与单位（盖章）：

单位法人代表（签字）：

年月日