作者：邱闯 联合建管（北京）国际工程科技有限责任公司总经理
概要：我们可能会常常说要求设计单位提供LOD 300模型，施工单位提供LOD 400模型。这个说法很有可能是无意义的，因为美国AIA和BIMForum的LOD技术规格书中根本不存在全模型等级的概念，而只有模型构件等级。因此当我们在提及LOD等级的时候，需要注意二件事：你依据的是哪个LOD技术规格书，以及精确的表述应该是项目全模型等级、专业模型等级还是模型构件等级。
建筑设计的核心是从近似到逐渐更精确的信息的过程。在日常实践中BIM从业者常常会面临“信息交流困境”。BIM模型的创建人可能没有考虑到BIM的许多应用目的（如成本估价、进度、性能模拟等等）。为了有效地交付项目，首先必须确定需要什么信息，从谁那获得和以及什么的等级的细节。BIM对特定用途的精确度和适用性的定义框架的需求就变得日趋明显了。
于是业主在招标或合同签署时往往会要求设计人、承包人分别提交某种等级的BIM模型，比如设计提交300等级模型，承包人提交400等级模型。然而当我们提及等级的时候，是在描述整体模型呢，还是模型的构件呢？是在描述几何信息呢，还是非几何信息呢？是在描述输入的内容呢，还是交付的标准呢？是在说Level of Detail呢，还是Level of Development呢？
一 LOD起源
Webcor建筑公司说Vico Software在2004年推出了模型进阶技术规格书（Model Progression Specification，MPS）概念，首次使用了LOD缩写，代表“细节等级”（Level of Detail），以管理BIM模型的内容。Vico的网站也有类似的说法。LOD理念就起源于2004年被业界广为接受。
然而让我感到疑惑的是Vico网站说Vico创建于2007年。那么怎么解释Vico在2004年推出LOD理念呢？我给原Vico公司创始人之一、阿尔托大学教授Olli博士发了邮件请他解惑。Olli博士说他的公司在2005年被Graphisoft收购。据他所知，在此之前Graphisoft的确已经开始类似工作了。从事类似工作的部门在2007年被售出，成为了Vico Software公司。Olli博士的回答很好的解释了为什么Vico成立于2007年，但却在2004年就推出了MPS，首次使用LOD缩写。
丹麦也是早期探索BIM信息分类的首批国家之一。bips出版的《3D工作方法2006》在设计过程中引入了七（0-6）个信息级别，规定了设计过程不同阶段各专业领域模型的内容。
二 Level of Detail
公司Webcor Builders与Vico合作，进一步发展Level of Detail这一概念。2008年他们将其带到美国建筑师协会（AIA）加州理事会集成项目交付（IPD）工作组技术小组委员会。MPS的核心是LOD定义 - 描述BIM构件在逻辑上从最低级别的概念近似到最高级别的表示精度的步骤。确定从概念到施工的五个层次都足以确定进展。 然而，为了更方便添加中间等级，将五个等级命名为如下100〜500级：
l 100. 概念Conceptual
l 200. 大致几何尺寸Approximate geometry
l 300. 精确几何尺寸Precise geometry
l 400. 按照Fabrication
l 500. 完工As-built
LOD定义可以通过两种方式使用：定义阶段结果和分配建模任务。
阶段结果。 随着设计的发展，模型的各个构件将以不同的速率从一个LOD进行到另一个。 例如，在传统阶段，在CD阶段结束时，大多数构件都需要在LOD 300，而在施工阶段，深化设计编制过程中，大部分构件将达到LOD 400。 一些构件 - 例如 - 油漆 - 永远不会超过LOD 100，即涂料层实际上不被建模，但其成本和其他性质附着在适当的墙部件上。
BIM时代不再像传统2D时代，每个设计阶段的构件基本处于相同等级。在BIM时代，每个设计阶段的构件可以有不同的等级。因此，BIM时代如果说模型等级为LOD 300就没有意义，等级只有对于BIM构件才有意义。
任务分配。 除了三维展示之外，还有大量可以与BIM中的构件相关的信息，这些信息可能由各种人员提供。例如，尽管建筑师可以创建墙体的三维展示，但承包人可以提供成本，HVAC工程师可以提供U值，声学顾问可以提供STC等级等。
三 Level of Development
在Webcor和Vico合作将他们的MPS成果提交给美国建筑师学会（AIA）加州理事会集成项目交付（IPD）工作组技术小组委员会后，AIA国家文件委员会通过这些概念。 2008年，该概念被纳入了E202™-2008，建筑信息建模协议附件1。 AIA将这些概念演变为“Level of Development”。 AIA（2008）文件不包含任何对“Level of Detail”的引用，“LOD”的缩写代表“Level of Development”。
此外，通过模型构件表，在项目的每个阶段，将每个模型构件的特定责任（模型构件创建人/ Model Element Author，MEA）分配到定义的LOD。“Level of Development”被定义为“开发模型构件的完整性水平”（AIA，2008）。 E202™-2008定义了五个逐步详细的等级（100,200,300,400和500）。每个后续的LOD建立在前一个LOD基础之上，并包括所有以前LOD的属性（AIA，2008）。此外，对于每个等级，它给出了模型内容要求（Model Content Requirements）的定义，并解释了可以定制的授权用途（Authorized Uses）。 LOD是指对模型构件的依赖;因此，即使可以包含比所要求的数据更多的数据，任何用户也只能依赖所述LOD的准确性和完整性（AIA，2008）。在AIA（2008）文件中，MEA同时负责模型构件的几何和非图形方面，从LOD 200到500也可以附加非几何数据。
四 美国2013版Level of Development技术规格书
2011年，BIMForum启动了《Level of Development技术规格书》的编制工作，并成立了一个由设计和施工方面专家组成的工作组。2013年《Level of Development技术规格书》发布了。工作组首先解释了AIA对每个建筑系统的基本LOD定义，然后编制了示例来说明解释。 由于BIM使用范围越来越广泛，该组织决定只聚焦解决模型构件几何，以及与此相关的三个最常见的用途 –工程量计算、3D协同以及3D控制和计划。
1. Levels of Development
Levels of Development（LOD）框架解决了当BIM用作沟通或协同工具时出现的几个问题，即当模型创建人以外的人从中提取信息时：
l 在设计过程中，建筑系统和组件从模糊的概念想法进展到精确的描述。 在过去，没有一种简单的方式来指定模型构件沿着这条路径的位置。模型创建人知道，但其他人往往不知。
l 很容易误解元素建模的精度。传统时代很容易从外观推断绘图的精度。而现在，在一个模型中，大致放置的通用组件可以与精确定位的特定组件看起来完全相同，因此我们需要除了外观之外的东西来区分差异。
l 可以从BIM推断创建人无意的信息 - 可以精确地测量未定义的维度，汇编信息在最终确定之前经常存在等等。在过去，这个问题常常在免责声明上说“由于模型中的一些信息是不可靠的，您可以不依赖其中的任何信息。”LOD框架允许模型创建人清楚地说明给定模型构件的可靠性，因此概念变为“由于某些模型中的信息是不可靠的，你可只依赖于我专门指出你可以依赖的信息。“
l 在合作环境中，模型创建人以外的人员依赖于模型中的信息，以便将自己的工作推向前进，设计工作计划非常重要 - 模型用户有必要了解信息何时会 可用于计划他们的工作。 LOD框架便于此。
LOD框架通过提供行业发展的标准来描述BIM内各种系统的发展状态来解决这些问题。通过促进BIM里程碑和可交付成果的详细定义来实现沟通和实施的一致性。
2. Level of Development vs. Level of Detail
AIA认为Level of Detail本质上是模型构件中包含多少细节。Level of Development是构件几何和附加信息被考虑到的程度 - 项目团队成员在使用模型时可以依赖于信息的程度。实质上，Level of Detail可以被认为是元素的输入，而Level of Development是可靠的输出。
3. LOD基本定义
LOD 100 | 模型构件可以在模型中用符号或其他通用（generic）表示形式表示，但不满足LOD 200的要求。与模型构件相关的信息（即每平方英尺成本、HVAC重量）可以是衍生自其他模型构件。 |
LOD 200 | 模型构件在模型中以图形方式表示为具有近似数量、大小、形状、位置和方向的通用（generic）系统、对象或部件。非图形信息也可以附加到模型构件。 |
LOD 300 | 模型构件在模型中以数量、大小、形状、位置和方向在图形上表示为特定（specific）系统、对象或部件。非图形信息也可以附加到模型构件。 |
LOD 350 | 模型构件在模型中以数量、大小、形状、方向和与其他建筑系统的接口方式在特定（specific）系统、对象或部件中以图形方式表示。非图形信息也可以附加到模型元素。 |
LOD 400 | 模型构件在模型中作为特定（specific）系统、对象或部件在尺寸、形状、位置、数量和方向上以图形方式表示，具有详细信息、制造、组装和安装信息。非图形信息也可以附加到模型构件。 |
LOD 500 | 模型构件是根据大小、形状、位置、数量和方向的现场验证表示。 非图形信息也可以附加到模型构件。 |
此处的“特定”（specific）是指设计的构件的数量、大小、形状、位置和方向可以直接从模型中测量，而不用参考非模型信息，如注释或维度调用。
4. LOD 350
在将LOD 350纳入之前，早期的AIA G202 LOD定义为设计师和工程师留下了大量的解释空间。模型的确定性在一定程度上受到损害。AIA认为需要一个能够满足各专业之间协同（如碰撞检测）的模型构件LOD。该LOD的要求高于300，但不高于400，因此被指定为LOD 350。
随着模型的清晰度的增加，各个专业，如MEP、结构、建筑等方面都增加了一个新的层次，也增加了BIM可交付成果的普及和需求。包含LOD 350使得可以使用书面定义和图形可视化建筑构件和系统之间的界面。此外，LOD 350还使得总承包人更加容易进行施工布局和放样。在这种情况下，LOD 350已经证明是解决大量返工和冗余建模的关键。
5. LOD定义作为最低要求
LOD提供了从概念到指定的构件进展的五个快照 - 在定义的LOD之间的这一进程中有许多步骤。LOD定义应该被认为是最低要求 - 即仅当定义中所述的所有要求都得到满足时，构件已经发展到给定的LOD。还应该指出，要求是累积的 - 对于给定的构件，每个LOD定义包括所有以前的LOD的要求。 因此，为了符合LOD 300的构件，它必须满足200和100以及LOD 300定义中规定的所有要求。
6. 模型构件创建人MEA
本文件没有规定特定组件的创建人在某一LOD应该是谁 - 建模各种系统的责任顺序将因项目而异。为了适应这种变化，AIA E203-2013中重新定义的模型构件创建人（MEA）的概念：“模型构件创建人是负责管理和协调某特定模型构件开发的组织（或个人），实现项目里程碑所需的LOD要求，而无论谁负责在模型构件中提供内容。”
7. 不存在LOD X00模型
LOD和设计阶段之间没有严格的对应关系。建筑系统通过设计过程以不同的速度开发 - 例如，结构系统的设计通常远早于室内工程的设计。在初步设计阶段完成时，模型将包括LOD 200中的许多构件，但也包括许多LOD 100，以及一些LOD 300，甚至LOD 400。
同样，不存在 “LOD X00 模型”。 如前所述，在任何交付阶段的项目模型将始终包含各种发展阶段的构件和部件。例如，在初步设计阶段完成时需要“LOD 200模型”是不合逻辑的。 相反，“初步设计模型可交付物”可能包含模型的各级发展构件。
五 UK 2013
2013年在美国，BIMForum发布了《Level of Development技术规格书》。同年在英国，BSI发布了PAS 1192-2:2013《Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling》。PAS 1192-2:2013将“level of definition”定义为包括“level of model detail”和“level of information detail”。其中“level of model detail”定义为模型的图形内容，而“level of information detail”则定义为模型的非图形内容。
PAS 1192-2:2013将levels of model definition定义为7个等级：第一阶段：建议书模型；第二阶段：概念模型；第三阶段：定义模型；第四阶段：设计模型；第五阶段： 施工和调试模型；第六阶段：移交和收尾；第七阶段：运维模型。
六 北京标准
北京市勘察设计和测绘地理信息管理办公室和北京工程勘察设计行业协会于2013年发布了《民用建筑信息模型设计标准》。该标准将BIM模型定义为基于建筑信息模型所产生的数字化建筑模型。BIM模型的信息由几何信息和非几何信息两部分组成。
使用“level of detail of BIM models”（BIM 模型深度）术语，即模型中信息的详细程度。包括几何信息深度和非几何信息深度。
在实施过程中，BIM 模型深度应依据应用需求分专业选择几何和非几何信息深度等级的组合。主要规定如下：
l BIM 模型深度应按不同专业划分，包括建筑、结构、机电专业的BIM 模型深度。
l 分为几何和非几何两个信息维度。每个信息维度分为5 个等级区间。
l BIM模型深度等级可按需要选择不同专业和信息维度的深度等级进行组合。其表达方式为：专业BIM 模型深度等级=[GIm，NGIn]，其中GIm是该专业的几何信息深度等级，NGIn是该专业的非几何信息深度等级，m 和n 的取值区间为[1.0~5.0]。
l BIM 模型深度等级可按需要选择专业BIM 模型深度等级进行组合。其表达方式为：BIM 模型深度等级={专业BIM 模型深度等级}。
由于BIM 应用特征，本标准的模型深度与现行的《建筑工程设计文件编制深度规定》中的设计阶段深度无法一一对应，目前在BIM实施中宜根据不同设计阶段的应用点，从专业模型深度等级表中选择不同的等级组合。如：方案设计阶段模型深度可表示为{建筑专业[GI1.0，NGI1.0] }；初步设计阶段模型深度可表示为{建筑专业[GI2.0，NGI2.0]、结构专业[GI1.5，NGI1.0]、机电专业[GI1.5，NGI1.0]}；施工图设计阶段模型深度可表示为{建筑专业[GI3.0，NGI3.0]、结构专业[GI2.0，NGI2.0]、机电专业[GI2.0，NGI2.0]}。
从表面上来看，北京标准称为BIM模型深度等级，但其实质既不是是英国PAS2013的项目模型深度等级，也不是美国BIMForum的模型构件深度等级，而是专业模型深度要求。
七 比较
下表比较了中英美三国关于BIM模型/构件等级的分类系统。
国家 | 机构 | LOD概念 | 项目全模型 | 专业全模型 | 模型构件 | 几何信息 | 非几何信息 |
美国 | BIMForum | Level of Development | √ | √ | √ | ||
美国 | VICO | Level of Detail | √ | √ | √ | √ | |
英国 | BSI | Level of Detail | √ | √ | √ | ||
中国 | 北京 | Level of Detail | √ | √ | √ | √ |
中英美三国BIM模型/构件等级分类系统比较
通过上述比较，我们可以得出以下结果：
l LOD缩写既可能是Level of Detail，也可能是Level of Development。
l 无论是Level of Detail还是Level of Development，都可能同时包括几何信息和非几何信息。
l 在美国BIMForum 2013语义下，LOD仅指模型构件等级。
l 在英国BSI标准语义下，LOD仅指项目全模型等级。
l 在北京标准语义下，LOD通常指的是专业模型等级（也可以细化到模型构件等级）。
八 结论
我们可能会常常说要求设计单位提供LOD 300模型，施工单位提供LOD 400模型。这个说法很有可能是无意义的，因为美国AIA和BIMForum的LOD技术规格书中根本不存在全模型等级的概念，而只有模型构件等级。因此当我们在提及LOD等级的时候，需要注意二件事：你依据的是哪个LOD技术规格书，以及精确的表述应该是项目全模型等级、专业模型等级还是模型构件等级。
