从CAD到BIM：建筑技术的演进
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从计算机辅助设计（CAD）到建筑信息建模（BIM）的转变标志着建筑项目工作流程的重大革新，涵盖了设计、协作、项目管理和设施管理等方面。对于建筑工程专业人士来说，跟上这一变革是至关重要的。
CAD带来了一场革命，用计算机取代了手工绘图，使得可以在计算机上制作详细设计。它为绘图过程带来了精确性和速度。然而，BIM将事情推向了更远。它将数据整合到三维模型中，为建筑的整个生命周期提供了完整的图景。AEC行业的BIM解决方案提高了准确性、团队合作和效率，从而取得更好的项目成果。
从CAD到BIM的转变是一种对建筑项目思考和工作的新方式。 BIM的数据丰富的三维模型改变了游戏规则，提供了建筑生命周期各个方面的详细视图。这导致了在建筑的规划、执行和管理方面的显着改进，无论是在项目还是在建筑物方面。
CAD + BIM的起源和发展
计算机辅助设计的历史可以追溯到20世纪60年代初，当时首次尝试自动化传统的制图过程。以下是CAD发展及其创作者的简要时间表：
1950年代
1957年：由Patrick J. Hanratty博士开发的Pronto系统标志着对计算机辅助绘图的早期尝试。这为将来CAD技术的发展奠定了基础。
1960年代
1963年：Ivan Sutherland开发了Sketchpad，这是最早的交互式计算机图形系统之一，允许用户创建和操作形状。
1970年代
Patrick J. Hanratty：被称为CAD之父，他创立了MCS公司，并于1970年代中期开发了PRONTO CAD系统。
1980年代
1982年：由John Walker和其他十二人创立，Autodesk推出了AutoCAD，成为2D和3D设计软件的领导者。
1990年代
1988年：PTC推出了Pro/ENGINEER，这是第一款基于参数特征的实体建模CAD系统，是3D设计的重大进展。
1992年：建筑信息模型（BIM）这一术语出现，着重于信息丰富的3D模型。
2000年代
达索系统：是CATIA（计算机辅助三维交互应用程序）的创作者，这是一款在航空航天和汽车行业广泛使用的强大CAD软件。
早期的BIM软件开始得到认可，强调数据整合和参数建模。
BIM的采用扩展到建筑、工程和施工领域。
2002年：IFC格式推出，用于BIM软件之间的互操作性。
2010年代
2012年：Trimble从Google收购了SketchUp，有助于用户友好的3D建模软件的演进。
2000年代至2010年代：BIM在建筑、工程和施工领域的采用不断扩大。
2010年代：为了推动全行业采用，政府实施了BIM要求的强制性政策。
2010年代：BIM软件开始利用云技术以增强协作。
2012年：BIM平台整合了仿真工具并扩展了其生命周期能力。
持续发展：BIM软件不断增强，以解决互操作性、仿真和协作功能方面的问题。
CAD的局限性及转向BIM
随着CAD成为行业标准，某些局限性变得明显。传统的CAD工具在首次出现时具有开创性，但它们难以满足今天复杂建筑项目的需求。随着项目规模和范围的增加，这些工具在协作和信息管理方面存在不足。CAD系统的不足导致了效率低下和错误，妨碍了建筑师、工程师、承包商和其他相关方之间的协作，增加了项目成本。
面对这些挑战，行业认识到需要一种更全面、协作的建筑技术方法。BIM作为一种响应崛起，引入了3D参数建模以及丰富的数据属性。
BIM服务不仅解决了结构的几何表示问题，还整合了有关材料、成本、进度和项目管理等方面的信息。这种演进旨在增强协作，减少错误，并提供对整个建筑生命周期更准确的表示。
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挑战
尽管BIM具有许多优势，但其采用也面临着挑战。显然，较小的公司没有以与较大公司相同的速度利用BIM软件。
在2021年，97%的大公司（50名或以上员工）采用或目前在计费项目中使用BIM，而只有52%的小公司（10名以下员工）使用BIM软件。1仅有8%的小公司计划最终采用，突显了在较小规模上利用时的实施问题。1
对于一些公司来说，可能是成本的原因，而对于其他公司来说，可能是咨询顾问和客户需求的缺乏。
在进一步了解BIM的使用方式时，91%的公司在计费工作中使用BIM进行设计可视化，而只有32%的公司使用BIM进行数量提取/估算，31%用于能源/性能分析，28%用于在施工过程中管理模型数据，只有6%的公司将BIM用于4D调度和排序。1
从这些数据中可以看出，对于BIM软件的全面使用、范围和意图的理解存在差异。此外，可能存在关于要遵循哪些统一标准的混淆。虽然有推荐的BIM标准，但这往往是相对于地区的，可能会影响软件的变更和使用。
BIM的未来
从CAD到BIM的演变标志着建筑技术的一个转折时期。BIM在精度、协作和效率方面的优势突显了它在现代建筑实践中的地位。
随着建筑行业的发展，技术必须跟上。曾经主要用于建筑和建筑物的BIM解决方案，现在也在土木、结构和设施管理中得到应用。预计随着需要，它将继续增长并吸引更多的参与者。
加强协作可能导致更顺畅的数据共享和在设计、建造和使用阶段之间的团队合作。这可能会推动向更多基于云的服务的转变。
将BIM与AR和VR结合可能是另一种方向。这将使参与者在真实环境中看到并与BIM模型互动，提高设计讨论、建筑准备和设施维护。
BIM数据不仅对可视化有价值，而且对分析也很重要。这将涉及在BIM中更深入地整合数据分析和人工智能，以提取有用且有意义的见解，优化设计决策，并通过阶段性预测潜在问题。
虽然已经存在，但可持续性分析工具将进一步发展，以评估更准确的环境影响数据、能源效率和生命周期评估。在实施方面，我们可以看到BIM的使用规模会更大，引入更多的规范以标准化项目。
BIM将继续发展并适应建筑行业的环境，就像过去一样。
案例研究
埃及的医院
需求： 该公司正在埃及建造一座价值500万美元的医院，需要确保充分有效地利用可用的区域，实施适当的材料规划，并执行生命周期评估。
BIM解决方案： 制作具有信息丰富组件和家族的协调Revit模型，并提取材料和所需数量的BOQ。使用碰撞协调确保大规模规划的适当性。符合COBie和LOD400标准，以确保一致可靠的详细和数据。
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美国宿舍楼
需求： 当前的建模方法缺乏用于顺序和计划的信息和功能。当前方法中繁琐而冗长的协调以及不清晰的时间表。
BIM解决方案： 需要具有增强功能的模型，以允许对施工活动和时间表的阶段模拟。这包括通过Navisworks实现的4D BIM调度程序，以表示相对于每个阶段的时间表。所有施工阶段从模型中提取的文档和图纸与客户共享，以支持更好的项目管理。
