BIM建模软件在技术上的突破与不足

尽管天正等软件并不以 autocad 的三维功能为核心，但天正等软件事实上也建立了一个信息丰富的建筑产品数据库，不仅包含几何与非几何属性数据的建筑构件的数字化表达，而且内嵌了丰富的智能参数化规则（这些规则更符合我国建筑业的标准与规范）。

2) 天正等软件也具备三维可视化能力

天正等软件可以调用 autocad 的三维图形功能对展示设计成果，与用户进行可视化交流，便于沟通理解。

3) 天正等软件中信息也是智能关联的

天正等软件也是面向墙板柱等工程对象进行操作的，也是高层次的抽象，并不是基于圆柱、线条等几何实体的出图。数据高度关联，在删除一道墙时，墙上的门窗也可以自动删除。

4) 天正等软件也可以生成多种视图

用天正等软件完成设计后，也可以自动生成平立剖等多个视图，也可以生成门窗表等明细表。当构件被修改时，不同视图（指平、立、剖图纸与大样图以及明细表等）的相关信息也自动随之更改。

5) 天正等软件也可以进行各种分析计算

天正等软件也可以对建筑物进行日照、风、热与节能分析，其分析计算结果比当前BIM 建模软件的分析结果更准确。

PART TWO、BIM 建模软件与天正等软件的不同

任何一个信息技术在应用初期都是通过一些单机软件开始的，用单机软件代替一部分手工劳动，从而提升工作效率，为企业节约成本费用，提升了企业的数据处理能力，逐步在企业各个部门中推广。

此后才有了控制与集成的技术条件、经济条件与人文条件，从管理计算机转向管理信息资源，开始使用数据库和远程通信技术，整合原有的软件与系统，建立集中的数据库，采用统一的数据技术、统一的处理标准，在企业中共享信息资源。

诺兰模型已经被各种信息技术发展历史所证明，例如机械制造业也是在 CAD、CAM、CAE 与 CAPP 等技术都已经初步成熟之后，才开始形成推广 PDM（产品数据管理）与 PLM（产品全生命期管理）的。

在软件功能与性能都有严重缺陷的情况下，某些 BIM 建模软件供应商为了推销软件，选择以建筑全生命期信息管理为卖点，没有分别在设计、分析计算、施工管理与运维管理等方面提升软件的效率与效果，试图依靠软件功能丰富性弥补软件性能的不足，最终在不成熟的内核上搭载了一个航空母舰，运行非常笨重。客户体验很差，严重影响了软件的推广速度。

2) 机械制造业 PLM 中的先进技术尚未完全引入建筑业

目前机械制造业 CAD 产业基本可以按复杂曲面造型能力与信息集成能力划分为高中低端三个等级。

其中高端 CAD 系统主要有 CATIA、UG、I-DEAS 等，中端产品主要有 SolidWorks，SolidEdge、pro/e 和 Inventor 等，而低端产品主要有 AutoCAD、Microstation 等。这种等级划分结果在制造业得到普遍认可，也在产品单价及企业销售收入中有所体现。

但目前为止，BIM 建模软件产业还是由来自制造业低端 CAD 的厂商主导。AutoCAD与 Microstation 的三维能力与信息集成能力都相当有限，基于这种产品开发的软件即使冠以 BIM 的概念，其能力也相当有限（例如基于 autocad 开发的 civil 3D 等）。revit 脱胎于早期的 pro/e，与后来 pro/e 的升级产品 croe 相差很远。CATIA 虽然是 CAD 领域的高端产品，但针对建筑业的改造相当有限，基本上是以制造业通用软件的功能强行满足建筑业的特殊需求，带来一系列的问题，难以商业化普及。

很多 BIM 实践者基于机械制造业高端 PLM 的水平制订了 BIM 实施目标，但这些目标并不被主流 BIM 建模软件支撑，导致这种 BIM 实施从开始阶段就已经不可能成功，一次次的失败严重挫伤了 BIM 实践者的积极性。

3) 当前 BIM 建模软件专业化不足，工作效率低下

任何一种软件产品，最主要的使用成本都不是软件采购成本，而是使用中的人工与管理成本。设计师用学习 BIM 建模软件、成年累月用 BIM 建模软件设计出图累积下来的人工成本往往是 BIM 建模软件价格的几十倍，因而软件的使用效率对软件的推广非常重要。Autocad 在中国的推广普及离不开天正、鸿业等二次开发者在设计效率上的贡献，由于这些软件嵌了大量的建筑业规则，能够基于建筑业规则批量快速的生成构件与图元，大大降低了设计师的工作量，大大推动了设计信息化的发展。

而建模效率与专业化之间具有明显的正相关关系，这些高效软件往往是高度专业化的。比如天正软件在房屋建筑领域应用广泛，但极少有人用来设计桥梁或公路。鸿业软件用专门的产品（路立得）进行公路设计，也是基于这样的原则。

BIM 建模软件行业还没有形成底层平台与建筑专业应用之间的分工，往往靠一套原生系统包打天下。用这些原本为中小型住宅建筑设计阶段应用而开发的软件去处理整个建筑业全生命期管理是个极为痛苦的过程，给用户带来极大的使用成本，大大增加了设计师的工作量，影响了 BIM 建模软件的推广速度。

4) BIM 模型的信息提取技术尚不成熟

BIM 建模软件在对象关系数据库中存储了大量的工程信息，但目前的 BIM 建模软件中的构件信息读取效率极为低下，如何高效提取处理应用这个工程信息是个亟待解决的问题。

例如在 revit 中了解一个墙构件的完整信息需要先在平面图、立面图（或三维视图）中找到这面墙，点击这面墙后才能在墙的属性浏览器中看到墙的定位线、长度体积等基本尺寸参数，然后需要点击编辑类型按钮才可以在跳出的对话框中看到墙材质功能等非几何信息，此后还要点击结构栏中的编辑按钮才可以看到墙体由哪些层构成，了解各层的信息还要进一步点击各层的相应按钮。

了解一个普通墙构件的基本信息需要点击二十余次，耗时近一分钟，而一个中型建筑物往往有数十万个构件，任何一个工程师都不可能花几十万分钟去研读设计成果。目前还只能依靠二维图纸与设计说明文字来理解设计意图，不能完全发挥 BIM 建模软件的优势。

5) BIM 时代的软件产业生态尚未形成

类似 BIM 建模软件的研究虽然已有四十多年历史，但这类软件直到十几年前才开被市场接受，相关的产业链还没有成型。

一方面建筑业中还没有出现类似机械制造业计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助工程（CAE）与计算机辅助制造（CAM）与产品数据管理（PDM）的商业品软件，基于特征模型（计算机可解读的建筑信息）的建筑全生命期管理缺少工具支持。

另一方面大多数主流工程管理或企业管理软件与 BIM 建模软件之间还没有有效的数据接口，无法有效利用 BIM 模型中的信息。

此外，利用三维产品信息辅助工程管理工作的很多关键理论研究还没有完成。例如在结构计算方面，尽管有限元分析在制造业已经得到普遍应用，可以充分利用维三模型的几何信息进行分析计算，计算结果也基本符合工程需要。但这是因为金属的物理性能相当稳定可控，相关的分析计算理论已经非常成熟。建筑业的主要工作对象是岩土与混凝土，很多关键理论还处于半假说阶段，不能直接用来分析计算。就连土究竟是连续体还是离散体之类的基本认识也都有很大的争议，各种理论模型的计算结果与工程实际相差甚远，需用大量的经验系数对理论计算结果进行调整。这种半理论半经验的计算离不开对历史数据的挖掘分析。在 BIM 之前，由于缺少工具支持，只能按高度简化的方式研究与积累数据规律。从有了工具体到形成相应的算法，还需要一个相当漫长的时间进行数据研究积累。

因此，目前的 BIM 建模软件还只是打开了一个金库的大门。只有完全吸收制造业的先进技术，优化现有工具软件，建立健全相关软件体系，在理论与实践上完成一系列的突破以后，建筑业才能完全享受这个金库中的财富。