建筑信息建模前景与案例研究

建筑信息建模 ： 前景与案例研究 关键点 • Buildingnformation I 建模(BIM) 功能为结构infr对于建筑行业的数字ansformation.tr Itsadoptionhas been spearheaded primarily by large orporationsc越过过去的耳朵 ，15y 领先于被调查的组织or inJapanving HA integratedBI 石泽龙（Tsukasa Ishizawa），工业科学研究所项目副教授，东京大学；计算设计组组长T Dvanced 设计部 ， Takenaka 公司A M 。 • 给定 ast参与基地县的股东人数ar项目规划，确保它们能够无障碍地接入该模型至关重要。虚拟现实和元宇宙有望成为包容性的虚拟项目平台。orkspace.W • BIM 门板enc寻求数据通过各种数字代理和智能 cities. Ithas无缝集成e超越行业边界的信息生态系统。 · 构建可以连接的数据库c直接使用 BIMis 的数字化服务。str此外，解决复杂的数据所有权问题可能需要超过十年的时间。• 尽管跨学科的重要性不可或缺，在人事方面 ， 个人内部多样性的潜力被低估了。激励那些pras通信集线器可以 Oveo 良好的投资 ， 特别是东亚的项目 Introduction The onstructionc行业通常列举了建筑信息模型（BIM）建设的三大主要原因。首先，采用这项技术是为了应对不断增长的城市人口以及随之而来的建筑业需求上升（UN DESA 2018）。其次，该平台通过提高生产效率来弥补劳动力成本的增加。tagesshor在建筑行业内部（Teicholz, 2013）。第三，建筑物的环境性能应当通过模型模拟得以改善。addr 气候危机(Appelbaum 2014) 。第四个原因已在 ecent 中确定ears:r y扎根建设的数字化转型基础设施。利用数字技术，如虚拟现实、3D打印和人工智能（Jones and Laquidara-Carr 2021）需要输入数字化的建筑信息。目前，BIM（建筑信息模型）是最有潜力的信息来源。 建设。 构建信息 ： 以日本为焦点的全球视角 建筑中的信息利用正在迅速扩大。从历史上看 ， 各种类型的信息inf主要构建于管理之上，随着流程挖掘、生成型人工智能及其他相关发展，管理已成为精简设计和生产的重要数据来源。此外，数字化庞大的隐性知识库以传递给下一代变得尤为迫切。另外，项目中使用的多样化数据也亟需进行数字化处理并传输。a br频谱包括地理信息系统、各种统计数据和信息inf建筑居住者的活动。最终 ， ompleted 的数字双胞胎the c项目完成后的建筑可以在 IE 中二次利用房地产、分销、旅游和娱乐等行业的发展ecedentedunpr值(图 1)。 © 2024 亚洲开发银行研究所 ISSN 2411 - 6734DOI: https: / / doi. org / 10.56506 / LIQO8841 这份政策简报是应亚洲开发银行研究所（ADBI）闭门圆桌会议的要求而准备的一系列报告之一，该会议主题为建筑信息模型（BIM）在发展中国家的应用：质量保证与数字化在建筑业的机会与挑战。会议于2023年8月23日举行。此次圆桌会议旨在探讨阻碍BIM应用的障碍，并促进制定策略和政策以推动BIM在发展亚洲地区的更广泛应用。共有23名参会者出席了此次圆桌会议，其中包括来自中国香港、印度、日本和菲律宾的高级政府官员、行业专家和学者。 这项工作是根据知识共享署名 - 非商业 - 共享 4.0 国际许可证授权的。 BIM在日本建筑行业自2010年代开始逐渐获得关注，这一过程始于2012年通过国土交通省选定试点项目、2014年制定BIM指南以及2017年召开BIM推广会议。自那时起，BIM在各个行业中的渗透率一直保持稳定增长。根据2021年的统计数据（MLIT 2021），在调查的813个组织中，有46.2%表示已经实施了BIM。然而，当按组织成员数量进行分析时，拥有超过5000名员工的公司中有87.8%使用BIM，而员工少于100人的公司的采用率则从20.0%到36.7%不等。在关于BIM采用动机的同一调查中，72.3%的公司表示未来需求是主要原因。此外，80.2%已经采用BIM的公司对通过BIM实现的合作给予了积极评价。基于这些事实，包括大型总承包商在内的大公司在日本率先采用了BIM。BIM带来的协作效益成为了推动其在更小规模公司中采用的动力。 硬件，尤其是图形性能的提升，现在使得大型模型的顺畅运行成为可能，这些模型包含复杂的建筑细节。然而，真正访问并利用这些模型的项目利益相关者数量仍然需要增加。 图2通过Everett于1983年提出的“创新扩散理论”简要说明了BIM人员在项目中的比例。第1组代表那些最频繁使用BIM的人，而第4组则表示那些至少访问过模型一次但几乎没有进行任何修改的人。即使在全规模的BIM项目中，大多数项目专业人士要么不访问模型，要么需要提高BIM技能的情况也并不少见。尽管这类非BIM人员的数量可能会减少，但他们仍将在不可忽视的比例中存在。紧迫的挑战在于向这些项目相关方呈现建筑信息，并将他们纳入信息环境中的积极参与者。这些技术上较为保守的成员往往在项目决策中扮演关键角色。只要他们继续在模型之外决定项目方向，BIM作为项目唯一的真相来源就仍然是一种不切实际的设想。 第一个案例研究是一座位于东京的物流公司的总部大楼，该项目于2019年完成（Unno 2020）。由于其立面所需的高环保性能，项目在外侧安装了一个遮阳系统，几乎完全阻挡了直接阳光进入工作空间。 一年。他的挑战是阻挡阳光 ， 并确保尽可能多的质量视图 ， 保证办公室Orkersw一种对户外开放的感觉。之后有效地it模拟直接阳光摄入、照明和感知开放度，每个参数的热图被整体评估以选择最有效的设计。然而，业主仍需体验环境对居住者来说是实实在在舒适的。oc在完成设计之前。我们提供了一个事实Ealityvir r额外的プレゼンテーションと物理的なモックアップを提供し、決定過程を促進するために定量的な判断と沉浸式的体验评估相结合。 然而 ， 即使在这样的先进项目中 ， 该模型也经常an目前r c用传统的拉拔工艺 ，偶尔oc导致重复工作。虽然该模型在利益相关者会议中得到了利用，但通常仅将3D视图展示在投影仪上作为辅助。柔软信息 ， 使用传统纸张遮篷dr并且文件仍然为主要形式。尽管该模型可以在某些方面提高生产效率，但持续更新两者仍是一个要求。遮篷dr模型引入了冗余。情况equiringr图纸 ， 如权威提交和文档 ，c将永远存在 ， 这使得在没有它们的情况下进行项目非常具有挑战性。 一个无情的f生产力的提升将通过重新结构化转向以模型为中心的工作流程变得可行。为了远离仅将BIM简单添加到现有工作流程中的传统方法，我们必须将其视为一个虚拟工作场所，涵盖了建筑全生命周期中所有参与方的任务。典型的项目推进方法目前volves in利益相关者聚集在办公室会议上oom,r在监视器上显示模型几分钟后再 revert 到纸质文件进行讨论。然而，随着元宇宙的日益接受，项目的 BIM 模型已经准备好alr被赋予成为利益相关者可以在线召集的空间的质量。利益相关者可以立即c如果所有与项目相关的pr活动是在这个虚拟的e代表未来建筑的 spac 。有潜力o没有实现一个包容的 BIM 环境 ， 不让任何人出局。 A otalpiv 方面是仿真结果和虚拟Ealityr空间是从相同的模型生成的。以不同的方式表达设想的空间es确保更准确的设计沟通tent.in特别是对于那些没有必要nec建筑专家 ， 经历了一个现实phot提案的表示无需具备特殊技能即可与将BIM集成到项目中带来的好处相契合。 CapitaGreen 是位于新加坡中央商务区的一栋 245米高的办公楼 ， 于 2014 年竣工 ，介绍r新加坡最早期的全生命周期BIM设计建造项目之一。BIM被广泛用于设计探索和施工规划，绘制Oduction,pr并且获得了入住后维护模拟的成功实施。该项目因此获得了BIMAwards 2015 [项目类别] 铂金认可（《华尔街日报》2016年）。 随着疫情的爆发，建设项目的会议越来越多地转向线上进行，这增强了虚拟工作场所与BIM（建筑信息模型）作为数字空间之间的协同作用。尽管线上会议可能无法完全替代面对面交流的细微之处，但它们提供了诸如视频录制和音频转录等优势。如果项目主要通过线上空间推进，几乎所有项目信息都可能被归档到项目元宇宙中（图3）。这确保了在通用数据环境（ISO 19650-2:2018）中存储的项目信息的一致性，并显著提升了项目期间的信息可访问性。项目结束后，建筑业往往需要帮助进行谈判和诉讼，常常难以抓住潜在的利润机会。这样的信息环境不仅提高了便利性，还能够帮助利益相关方重新获得潜在利润，从而有可能提升整个建筑行业的经济状况（Ishizawa 2023）。 提高时间效率，提升生产力。此外，建模可能需要涵盖各种细节以利用施工活动中的信息。 在现实中，大多数建筑生命周期中，BIM 大多被建筑业主、使用者和设施管理人员所掌握，而不是这些专业人士。因此，满足这些利益相关者需求的建筑信息在整个建筑信息生命周期中具有更大的价值。然而，在设计和施工阶段，这些利益相关者很少参与，而正是在这个阶段模型中的大部分信息被生成（如图4所示）。许多建成模型中的属性和参数可能对建筑用户和操作者来说是多余的。相反，他们更需要的是日常不断变化的信息，如家具布置或物联网设备的数据。这种差距反映了建筑信息期望与实际实现之间的差异。 当从智慧城市的角度来看，这一方面变得更加明显。在数字化转型时代，人类不再是唯一与建筑物互动的实体。各种提升建筑环境实用性的信息技术服务、自主移动代理、机器人等都需要建筑信息（Toyoda 2022）。随着激光扫描等技术的应用，城市空间数据正在日益广泛地被编纂。 塑造信息化建设未来的人才 设计人员、咨询师和承包商主要利用BIM来在其行业内高效利用信息。从这个角度来看，目标是最大限度地减少信息传递损失，增强 摄影测量中，建筑物内部的大量数据依赖于建筑业主和用户的同意才能提供。建筑物内部环境会偶尔发生变化；这些内部空间始终伴随着固有的隐私和安全问题。在这些建筑数字孪生体的数据所有权问题上导航是一项复杂的工作，解决这一问题无疑将需要超过十年的时间。 积累实用知识可能是具有挑战性的。然而，随着信息技术的广泛渗透到我们的日常生活中，几乎所有的专业人士现在都在以某种方式与数据利用相交。因此，关注个体内部技能的内在多样性至关重要——个人内部的多样性扩大这种多样性不仅是务实的 ， 而且有可能参与个人动机(Nagayama 2016) 。 这就是为什么在此阶段积累有前景的应用案例对于缩小未来潜在信息利用领域至关重要。虽然BIM包含大量有益于各种服务的信息，但这些服务无法直接访问模型：这些系统需要一个数据库。数据库与放置在通用数据环境（CDE）中的模型之间存在断层（图5）。本质上，战略上弥合这一“最后一公里”对于解锁建筑信息可能提供的次级价值至关重要。实现这一点的关键在于跨学科专业人士，他们能够构想并承担实际服务实施的责任。根据他们的创新试验，建筑信息的价值可能会降至零或甚至超过实体建筑本身的价值。 在BIM应用中观察到，虽然专职建模人员可能不是最频繁的使用者，但项目内的协作成员对项目的成功影响巨大。由于这类协作成员在组织中分布广泛，仅监控他们的BIM活动无法识别出他们。采用机器学习可以基于其操作特征对这些个人进行分层（见图6）。在整个过程中意外生成的软件日志数据也具有实用价值。所有用户活动的记录，称为“BIM日志”，主要可以用来识别和提升能够适应建筑信息利用的人才（Ishizawa 2022b）。通过消除偏见并转向基于证据的人才管理，这种信息利用的方法为数据驱动的建筑