欧洲努力追赶，数据交换形式和挑战分析

多个应用程序在数据需求上有重叠性的，可支持设计和施工的各项任务。交换性是这些应用程序间，数据交换的能力，它可以使工作流程变得顺畅，有时也会加速了自动化。从1980年代末开始，在ISO-STEP国际标准的带领下，数据模型被开发用来支持不同产业内产品和对象模型交换。数据模型将以组织数据的架构和携带数据的语言架构区别开来。用转译器可以从一种架构语言到转到另一种，例如从IFC至XML。在欧美，两个主要的建筑物产品数据模型为IFC和CIS/2。IFC 用于建筑规划、设计、建设和管理；CIS/2用于钢铁结构工程和制造。另外，相关 的STEP模型是ISO-15926，用于加工厂的生命周期建模。这三个模型代表不同种类的几何体、关系、程序和材料、性能、制作及设计和生产所需的属性。因为产品模型架构是丰富又重复的，两个应用程序可以导出或输入不同的信息，用于描述相同的对象。中国和美国正着手进行BIM数据的标准化，以供特定交换所需；欧洲也正在进行这方面的努力。随着有效交换的发展，更好的设计和施工管理之下一个门坎被业内认为是改进工作流程。自动化的交换可以简化工作流程，减少一些步骤。

BIM应用程序分为三种类型，作为工具、作为平台和作为环境。交换性对于横跨这三种层次的数据交换上提供了不同功能的支持和解决不同的问题。最常见和最重要的数据交换形式，是发生在BIM平台和 一组它可支持的工具之间（最常见的是分析工具，如结构或热分析，或工程量计算、进度和采购应用程序）。在此情况下，平台的原始数据模型（平台内部使用的数据结构）的特定部分会被转换，转换的进行方式是通过平台上定义需要的模型数据，并将该数据放入工具所要求的格式后再填入非模型数据。从平台转换至工具通常是单向的，因为接收的工具缺乏能正确更新平台的原生建筑模型所需的数据与规则。BIM工具的结果告知该平台的使用者，用户再更新原始模型。在少数情况下，该工具的结果可用于生成该平台的自动化设计更改，例如透过自动生成的一套设计，捜寻那些最接近某些目标的；或消除错误，例如机械设备的自动重新布线，以回应冲突检测。这类根据一项审查而自动进行的变更可能会增加。平台对工具的交换是交换性最基本的形式，并由应用程序对应用程序直接交换，透过分享之中性交换格式，如IFC，来支持。

平台对工具的数据交换可以是复杂的。获取杆件和节点模型来分析结构及决定有关的载体，尚未成为一个常用的自动化转换，因为它需要分析者的专业知识和判断。同样地，建筑模型已经为了能源分析的输入而有所发展，但这些模型并不会在设计师使用的模型结构中定 义，而是需要发展一个新的或被大幅修改过的模型，来进行能源分析。因为工具所需的特殊几何体，这些交换是复杂的。最终，可以看到由设计导向模型产生的强大且健全的转换成果；在此同时，依然需要互动式的手工转换。

工具对工具的交换是较直接的，因负责导出数据的工具内可用的数据有限，所以这种交换是有限的。交换性的主要挑战是平台对平台的交换。平台不仅包括范围广大的数据，也包括管理对象完整性的规则。尽管传递一个建筑物核心对象的固定实体到另一个应用程序是直接的，但传递一个可编辑的模型需要传递规则到接收的平台，而有些规则是被置入电子表格中的。目前不同BIM平台所支持的规则集相似度是有限的。相同的，在某些BIM平台中，墙构件有一些自己应用的规则，可能也具有嵌入对象，如框架及其应用的规则。在此情况下，平台对平台的交换是不可能的。要强调的是，固定形状对象和甚至一些简单挤压件的交换并不是问题。应发展标准的规则词汇，可解决这种参数化模型的平台对平台交换。(www.xing528.com)

交换性产生出的一个普遍性问题是在平台和工具级别上，需要去管理一个项目的多种表现形式，不只是需要将一个建筑模型转换至另一种格式，也 需要修改或延伸模型信息，使它可以表示不同用途的设计。从实体模型推导结构模型，涉及很多专业的考虑，包括处理结构法规、跨度、梁的深度、接头的特性，尤其是荷载条件。从其建筑概念化的实体来定义建筑分析模型，需要结构工程的专业知识。模型携带联结物行为的抽象表现、外部荷载和解决荷载组合的法规需求。某些结构的特定部分，因为其几何体或荷载 杂性或对项目的重要性，可以表现为三维有限元模型（FEM）中的网格，具有更多的详细几何体，其接口定义了一组不同的节点和元素需求。这不是一个实体模型，而是包装的一组组件，能够在其他组件架构内描述它们的行为。FEM模型通常源自主要由人工输入内容的实体模型。生成这两种类型的结构模型，需要结构设计专业技能。但可以有两个，有时更多建筑结构构件的表现格式。

主要的是当更改模型时，其他模型的一致性需被审查和也许需被更新。目前几乎所有的此类更新和管理都是手动与费时的。更改传递和管理传递是设计协调的基本面，这些都是更广泛的交换性问题。