摘要：建筑信息模型(BIM)正在引发从建筑师个人到建筑行业的全面转型,然而建筑业并未发生如同制造业般的信息化乃至智能化变革。本文以BIM应用调研为出发点,以寻找限制BIM生产力发挥的问题根源。调研的众多反馈均指向各参与方因反映建筑“物理”的基础信息不统一而分别按需创建模型所导致的BIM模型“林立”现状。结合行业转型的背景梳理与深入剖析,可以发现是现有BIM体系在信息化和智能化转型问题上的直接表现:1)BIM无法解决跨阶段和广义的建筑“信息孤岛”;2)BIM无法满足建筑信息的准确、全面和及时的高标准信息要求。这两个深层问题均指向现有BIM体系因建成信息理论和逆向信息化技术的缺位而造成“信息-物理”不交互这一问题根源。建成信息作为建筑物理实体现实状态的真实反映,是未来数字孪生建筑所关注而现阶段BIM所忽视的重点。针对上述问题根源,研究对现有BIM体系进行了理论和技术层面的缺陷分析,并结合数字孪生和逆向工程等制造业理论与技术,提出了本文的解决方案——拓展现有BIM体系来建构面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略。研究内容如下:1)本文基于建筑业的BIM应用调研和转型背景梳理,具体分析了针对建成信息理论和逆向信息化技术的现有BIM体系缺陷,并制定了相应的“信息-物理”交互策略;2)本文从建筑数字化定义、信息分类与描述、建筑信息系统出发,建构了包含BIM建成模型、“对象-属性”分类与多维度描述方法、建筑“信息-物理”交互系统在内的建成信息理论;3)本文依托大量案例的BIM结合建筑逆向工程的技术实践,通过实施流程和实验算法的开发建构了面向图形类建成信息的“感知-分析-决策”逆向信息化技术。研究的创新性成果如下:1)通过建筑学和建筑师的视角创新梳理了现有BIM体系缺陷并揭示“信息-物理”不交互的问题根源;2)通过建成信息的理论创新扩大了建筑信息的认知范畴并丰富了数字建筑的理论内涵;3)通过逆向信息化的技术创新开发了建成信息的逆向获取和模型创建的实验性流程与算法。BIM建成模型作为“信息-物理”交互策略的实施成果和能反映建筑“物理”的信息源,将成为其它模型的协同基础而解决BIM模型“林立”。本文聚焦“物理”建成信息的理论和技术研究将成为未来探索数字孪生建筑的基础和起点。
