本文为 PKM系统应用解析（一）：BIM标准体系研究（上） 中的示例全文《BIM 标准体系研究》。

1 引言

BIM（Building Information Modeling）技术最早由 Autodesk 公司提出，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可。通过建立模型整合建设工程的各种相关信息，在项目规划、设计、施工和运营的全生命周期过程中进行信息共享和传递，推动项目各参与方协同工作，达到提高生产效率、节约成本和缩短工期的目的。

BIM 起源于建筑领域，并逐渐应用于交通、水利、航空等行业，在 BIM 技术的应用过程过程中，为保障项目各阶段信息的高效流转和应用，实现全产业链各环节精准把控，需要建立符合各行业特色的 BIM 标准体系。

BIM标准体系架构分析

BIM 技术其核心价值在于通过数字化的方式实现建筑项目的全生命周期管理。然而，BIM 技术的广泛应用也带来了一系列标准化问题，如数据交换、模型互操作性、信息管理等。这些问题的解决需要依赖于一套科学、系统的 BIM 标准体系。本文旨在研究 BIM 标准体系的构建，以促进 BIM 技术的健康发展和行业应用的深入。

1.1 BIM标准体系构建原则

BIM 标准体系的构建应遵循以下原则：

1. 开放性：标准体系应支持不同软件平台和工具之间的数据交换和互操作性。
2. 可扩展性：标准应能够适应新技术的发展和行业需求的变化。
3. 兼容性：标准应与现有的建筑行业规范和流程相兼容，确保平稳过渡。
4. 国际性：标准体系应参考国际标准，以便于国际合作和交流。
5. 用户友好性：标准应易于理解和应用，减少用户的学习成本。

1.2 BIM标准体系关键组成部分

BIM 标准体系主要由以下几个部分组成：

1. 工程信息模型应用统一标准
2. 工程信息模型数据字典标准
3. 工程信息模型数据存储标准
4. 工程信息分类和编码标准
5. 工程信息模型数据交换标准
6. 工程信息模型交付标准
7. 工程信息模型数据模板标准

2 国际 BIM 标准体系

2.1 国际 BIM 标准概述

2.1.1 数据标准

数据标准为基础技术标准，包括 buildingSMART 编制的 ISO 16739 工业基础分类 IFC（Information Foundation Classes）、信息交付手册 IDM（Information Delivery Manual）、国际字典框架 IFD（International Framework for Dictionaries），旨在规范信息的存储与交换。

IFD 标准是统一语义信息分类字典；IFC 标准是对象化的工程信息描述，IDM 规定了特定参与方所需的信息交换的内容。IFC-IDM-IFD 成为了“实现 BIM 价值的三大支柱”。

2.1.2 信息管理类标准

ISO 19650 系列标准基于英国 1192 系列标准制定，提出了信息管理的方法和原则，ISO 19650 系列中的方法和原则继承了质量管理体系 IS0 9000 系列、资产管理体系 ISO 55000 系列和项目管理 ISO 21500，建立了从组织到信息的健全的质量管理框架。ISO19650 标准根据信息管理的特点，将资产分为项目交付和资产运营两大阶段，在 IS0 19650-1 的总纲下，为项目交付阶段的信息管理制定了 ISO 19650-2.为资产运营阶段制定了 ISO 19650-3，为信息安全管理制定了 ISO 19650-5。ISO 19650 系列旨在推动通过协同的方式实现项目中信息的全流程高质量安全管理。

国际BIM标准体系架构

2.2 美国 BIM 标准体系

美国国家建筑信息模型标准（National Building Information Model Standard）简称 NBIMS。内容详见：第三部分。

2.3 英国 BIM 标准体系

英国于 2000 年发布了《建筑工程施工工业（英国）CAD 标准》（AEC(UK)CAD）来改进设计信息交付、管理和交换过程，随着设计需求和科技的发展，此标准逐渐扩大涵盖了设计数据和信息交换的其他方面。该项目委员会于 2009 年重组，吸纳了在 BIM 软件和实施方面拥有丰富经验的技术公司和咨询公司作为新成员，旨在满足英国 AEC 行业对于在设计环境中实施统一、实用、可行的 BIM 标准的日益高涨的需求。2009 年 11 月和 2012 年先后发布了《建筑工程施工工业（英国）建筑信息模型规程》（AEC(UK)BIM 标准）第一版和第二版，与 NBIMS 的不同之处在于，英国的 BIM 标准只着眼于设计环境下的信息交互应用，基本未涉及 BIM 软件技术和工业实施。

英国 BIM 标准对设计阶段的内容规定较多，其中 BIM 协同计划中只是建议个参与方应采用协同的方式开展工作，并没有具体规定如何协同。英国标准学会 BSI 也发布实施了工程应用方面的 BIM 国家标准 BS1192，该标准目前有 5 部分，覆盖了工程项目不同阶段。

2.4 日本 BIM 标准体系

日本建筑学会（Japanese Institute of Architects，简称 JIA）很早就开始推动 BIM 技术在日本国内的应用和发展，并于 2012 年 7 月发布了《JIA BIM Guideline》BIM 导则，从 BIM 团队建设、BIM 数据处理、BIM 设计流程、应用 BIM 进行预算、模拟等方面为日本的设计院和施工企业应用 BIM 提供了指导。日本软件业较为发达，在建筑信息技术方面也拥有较多的国产软件，日本 BIM 相关软件厂商认识到，BIM 是需要多个软件来互相配合，而数据集成是基本前提，因此多家日本 BIM 软件商在 IAI 日本分会的支持下，成立了日本国产 BIM 软件解决方案联盟。

2014 年，日本土地、基础设施和运输部（Ministry of Land, Infrastructure And Transport）发布了针对日本公共项目的《BIM 导则》，作为日本政府唯一承认的 BIM 标准，推动了 BIM 技术的普及和应用。

2.5 韩国 BIM 标准体系

在韩国，多家政府机构制定了 BIM 应用标准。韩国公共采购服务中心（Public Procurement Service，PPS）于 2010 年 4 月发布了《设施管理 BIM 应用指南》和 BIM 应用路线图。韩国国土交通海洋部也于 2010 年 1 月发布了《建筑领域 BIM 应用指南》。该指南为开发商、建筑师和工程师在申请四大行政部门、16 个都市以及 6 个公共机构的项目时，提供采用 BIM 技术时必须注意的方法及要素的指导。

2.6 新加坡 BIM 标准体系

新加坡建设管理局（Building and Construction Authority,BCA）于 2012 年 5 月和 2013 年 8 月分别发布了《新加坡 BIM 指南》1.0 版和 2.0 版。该指南包括 BIM 说明书、BIM 建模和协作流程两部分，BIM 说明书规定了各个项目团队应该在项目各阶段提供的不同 BIM 可交付成果，规定每个可交付成果由一组 BIM 模型构件组成，每个构件包含一组用于定义构件非几何特性的属性。BIM 建模和写作流程规定了在整个项目中创建和共享 BIM 交付成果的措施，并提供了一组模型要求和一套协作流程。

3 美国BIM标准体系

3.1 NBIMS标准体系简介

美国 building SMART 联盟( building SMART alliance，简称 bSa)是美国建筑科学研究院在信息资源和技术领域的一个专业委员会，其下属的美国国家建筑信息模型标准项目委员会(The National Building Information Model Standard Project Committee-United States，简称 NBIMS-US)负责美国国家建筑信息模型标准（National Building Information Model Standard，简称 NBIMS）的研究与制定，分别于 2007 年、2012 年和 2015 年发布了国家 BIM 标准第一版（NBIMS-US V1）、国家 BIM 标准第二版（NBIMS-US V2）和国家 BIM 标准第三版（NBIMS-US V3）。

NBIMS 第一版规定了 BIM 的定义和应用范围、信息交换的概念和内容，详细说明了信息传递规程（IDM）和模型视图（MVD）；NBIMS 第二版增加了 BIM 标准实施的应用路线图和方案；NBIMS 第三版在第二版的基础上持续深化和完善，增加了建筑信息、电气设备信息交换等。NBIMS 引用现有标准，并结合实际需求制定信息交换标准，规范全生命周期建筑工程施工信息化。美国不同的州都从中取其所需的内容，结合本地情况进行细化使用，其中包括软件开发商和供应商，设计、建造、业主和运营者。

NBIMS 标准体系分为三个层次，分别为标准引用层、信息交换层和标准实施层，NBIMS 标准体系层次如图所示。

• BIM 应用标准：面向行业应用
• BIM 技术标准：面向技术开发

• 顶层：标准实施层
• 中间层：数据交换层
• 底层：标准引用层

NBIMS标准体系分为三个层次

3.2 NBIMS 体系发展历程

3.3 NBIMS 技术标准

NBIMS 标准体系

3.3.1 顶层：标准实施层

应用标准

• 基础 BIM：Minimum BIM
• BIM 实施规划指南：BIM Project Execution Planning Guide
• BIM 实施计划内容：BIM Project Execution Plan Content
• MEP 设备安装与交付要求：Mechanical，Electrical，Plumbing，and Fire Protection Systems Spatial Coordination Requirements for Construction Installation Models and Deliverables
• 规划执行和管理资料移交：Planning，Executing and Managing Information Handover
• 业主 BIM 规划指南：BIM Planning Guidef or Facility Owners
• 实用 BIM 合同要求：Practical BIM Contract Requirements
• BIM 的用途：The Uses of BIM

3.3.2 中间层：数据交换层

针对不同的专业领域，信息交换标准

• 施工运营建筑信息交换：COBie（Construction Operations Building information exchange）
• 空间规划验证信息交换：SPV（Design to Spatial Program Validation）
• 建筑能耗分析信息交换：BEA（Design to Building Energy Analysis）
• 建筑成本估算信息交换：QTO（Design to Quantity Takeoff or Cost Estimating）
• 建筑规划信息交换：BPie（Building Programming information exchange）
• 电气设备信息交换：SPARKie（Electrical information exchange）
• HAVC 信息交换：HVACie（Heating，Ventilating and Air Conditioning information exchange）
• 给排水系统信息交换：WSie（Water Systems information exchange）
• 说明符属性信息交换：SPie（Specifiers Properties information exchange）

3.3.3 底层：标准引用层

模型数据标准

• IFC（Industry Foundation Class）
• W3C XML（World Wide Web Consortium Extensible Markup Language）

信息分类编码标准

• Omni Class
• IFD（International Framework for Dictionaries）

信息交换标准即过程标准

• IDM（Information Delivery Manual）
• MVD（Model View Definition）

4 中国 BIM 标准体系

2021 年 10 月，中共中央国务院印发《国家标准化发展纲要》指出，标准是经济活动和社会发展的技术支撑，是国家基础性制度的重要方面，要推动标准化与科技创新互动发展，加强人工智能、信息技术、大数据、区块链等关键技术领域标准的研究工作。2022 年 1 月，国家市场监督管理总局发布《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划》，规划指出到 2025 年，推动高质量发展的国家标准体系基本建成，国家标准供给和保障能力明显提升。

BIM 是建筑、交通等行业数字化应用技术研究的重要方向，是推动行业智能建造转型升级的关键技术之一，伴随着 5G、大数据、人工智能等新技术的崛起，让建筑工程行业从业者看到了未来高质量发展的清晰图景。如何推动 BIM 技术快速发展，越来越受到行业企业的关注，各行业也纷纷开展并发布了一批 BIM 标准。

中国BIM标准体系架构

4.1 国内 BIM 标准发展历程

4.2 国内 BIM 标准体系分支

4.2.1 清华 CBIMS 标准体系

2010 年，清华大学软件工程学院推出了 CBIMS 标准体系。参照 NBIMS 标准体系，CBIMS 的标准体系在设计的过程中紧紧围绕 BIM 模型，其目的是推动开发 BIM 软件平台、建立数字化资源库和改善 BIM 应用环境。

清华CBIMS标准体系

4.2.2 国家 BIM 标准体系

2012 年，住房与城乡建设部开始进行我国的国家 BIM 标准制定项目。完成标准包括：《建筑信息模型应用统一标准》、《BIM 应用统一标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》、《建筑工程设计模型交付标准》等。

4.2.3 铁路 BIM 标准体系

2013 年，中国铁路总公司提出了铁路 BIM 标准的体系框架，从技术标准和应用标准两个方面进行标准的制定，其中技术标准中包括数据存储标准 IFC，信息语义标准 IFD，和信息传递标准 IDM。

4.2.4 城市道路 BIM 标准体系

2017 年，在第三届全国 BIM 学术会议上，上海市政设计研究院的袁胜强总工提出了城市道路 BIM 标准体系框架。总体架构和铁路 BIM 标准体系相似，不同的是，报告指出 BIM 标准应该分层级制定，国家 BIM 作为最高标准，之后应该针对不同行业、不同企业以及不同项目进行相应的 BIM 标准建设。

4.3 中国 BIM 标准体系

中国国家 BIM 标准体系以《建筑信息模型应用统一标准》为最高标准，从基础数据标准和执行标准两个方面进行标准体系的建设，分别对应了 BIM 技术标准和应用标准。

《建筑信息模型应用统一标准》中提出，推动 P-BIM（Practice-based BIM mode，基于工程实践的建筑信息模型应用方式）是适用于我国 BIM 应用的方式之一，P-BIM 着眼于国内目前的项目流程和行政流程，将工程建设行业划分为不同的行政阶段，再针对不同领域制定领域内的信息交换标准，从小范围出发，逐步制定相关 BIM 标准。

中国BIM标准体系

4.3.1 第一层：最高标准

这是建筑工程信息模型应用统一标准。最高标准也即《BIM 应用统一标准》，是对建筑工程建筑信息模型在工程项目全寿命期的各个阶段建立、共享和应用进行统一规定，包括模型的数据要求、模型的交换及共享要求、模型的应用要求、项目或企业具体实施的其他要求等，其他标准应遵循统一标准的要求和原则。

4.3.2 第二层：基础数据标准

建筑工程设计信息模型分类和编码标准，建筑工程信息模型存储标准。本标准规定模型信息应该如何分类，对建筑信息标准化以满足数据互用的要求，对建筑信息标准化以满足数据互用的要求，以及建筑信息模型存储的要求。

一方面，在计算机中保存非数值信息（例如材料类型）往往需要将其代码化，因此涉及到信息分类；另一方面，为了有序地管理大量建筑信息，也需要遵循一定的信息分类。目前已完成《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》，对应于 BIM 分类编码标准 OmniClass。

4.3.3 第三层：执行标准

建筑工程设计信息模型交付标准，制造业工程设计信息模型交付标准。执行标准——《建筑工程设计模型交付标准》。标准规定了在建筑工程规划、设计过程中，基于建筑信息模型的数据建立、传递、和读取，特别是各专业之间的协同，工程各参与方的协作，以及质量管理体系的管控、交付等过程。

规定了总体模型在项目生命周期各阶段应用的信息精度和深度的要求，规定各专业子模型的划分、包含的构件分类和内容，以及相应的造价、计划、性能等其他业务信息的要求。对应于 BIM 模型过程标准中的 IDM、MVD 标准。

5 总结

当前，在“加快数字化发展，建设数字中国”国家发展纲领指导下，BIM 标准体系的建立对于推动 BIM 技术的发展和行业应用具有重要意义。本文研究的 BIM 标准体系框架，旨在为行业提供一个参考，以促进 BIM 技术的标准化和规范化。未来，随着技术的不断进步和行业需求的变化，BIM 标准体系也需要不断地进行更新和完善，以适应新的挑战和机遇。