返回 BIM 与 IFC 博客
BIM 是一个模型，描述设计了什么、建成了什么，并附带相关数据。数字孪生是与其所表示的对象相连的模型，因此它还知道该对象此刻处于什么状态。每个建筑或资产的孪生，底层都需要类似 BIM 的东西；而大多数 BIM 模型永远不会成为孪生，也没有必要成为孪生。
用同一套模型最容易看清这种区别。下面，巴塞罗那加泰罗尼亚广场的同样八个 IFC 文件将经历三步：作为 BIM 文件、放进所在城市、接入实时数据。
要点
- BIM 回答“这是什么、是怎么设计的”；孪生还要回答“它现在在做什么”。
- 两者之间有一步常被跳过：把模型放到它真实所在的位置，放在真实地形上，连同其周边环境。
- 孪生需要 BIM 提供的，是让它找到每个资产的信息：稳定的标识（GlobalId）、类型、分类和位置。精细的几何反而最不重要。
- 如果没有人会根据实时状态采取行动，你就不需要孪生：一个好的 BIM 模型加上规范的移交就够了。
每一步为同一套模型增加了什么。只有最后一步知道此刻正在发生什么。
第 1 步：BIM 模型
单独的八个 IFC 文件：数据丰富，却无从得知周围有什么、正在发生什么。
IFC 模型承载的信息很多：每个构件的几何、类型、属性和工程量，构件如何组成系统和组合构件，以及业主使用的分类编码。这里的 Bicing 站点知道自己有 21 根停车桩、它们是什么，以及属于哪个组合构件。
它不知道的，是自己位于世界上的什么位置（除非有人在文件中写入了地理配准），也不知道其中任何部分处于什么状态。对设计和协调来说，这没有问题：模型本来就是为此而建的。模型如何组织，见 IFC 空间结构详解。
第 2 步：放进城市中的模型
按地理配准放在真实地形上，周围是城市。但仍然只是一张快照。
按地理配准（即转换到真实坐标系的 IfcMapConversion）放置模型，它们就会落在真实地形上，周围是街道和建筑。现在你能看到单独的模型看不到的东西：喷泉与路缘石的关系，共享单车站点相对于地铁出入口的位置。具体做法见如何在 3D 地图上查看 IFC，常见问题见 IFC 坐标与地理配准。
它仍然是一张快照。除非有人修改文件，屏幕上什么都不会变。
第 3 步：孪生
试一试：接入数据的同一套模型
接入巴塞罗那实时数据源的八个模型。Bicing 停车桩和充电桩车位的颜色取自数据，实时数值悬浮在它们上方。
打开交互式 IFC 查看器
最后一步把模型与场所连接起来。设备数据源轮询一个数据接口；绑定规定某个设备驱动哪些构件，以及如何驱动。Bicing 65 号站点驱动 21 根停车桩：没有单车时显示红色，数据源停止更新时显示灰色。模型现在展示的是正在发生的事情，而不只是建成了什么。
区别就在这里，这也是数字孪生联盟（Digital Twin Consortium）定义的核心：一种“以指定的频率和保真度”保持同步的表示[dtc]。这个孪生是怎么搭建的，见加泰罗尼亚广场实时数字孪生。
孪生需要 BIM 提供什么
| 孪生需要 | 在 IFC 中的位置 | 缺少时会出什么问题 |
|---|
| 每个资产都有稳定的标识 | GlobalId | 下次导出后，绑定指向的构件已不复存在 |
| 它是哪一类对象 | IFC 类和类型对象（IfcTypeObject） | 规则无法指向“所有停车桩”或“所有水泵” |
| 业主使用的编码 | IfcClassificationReference（Uniclass、OmniClass 等） | 孪生无法与维护管理系统对接 |
| 它在哪里 | 带 IfcMapConversion 的 IfcSite | 模型偏离所在街道，也对不上数据 |
| 维护数据 | 属性集，或移交时的 COBie | 警报响了，却没人知道是哪个资产 |
实践中最常出问题的是第一行。有些软件每次导出都会重新生成 GlobalId，于是按 ID 绑定的孪生在下次更新时就会丢失它的资产：为什么每次导出 IFC GUID 都会变。移交方面的内容，见从 IFC 生成 COBie和 IFC 模型移交时应附带哪些资料。
孪生为 BIM 增加了什么
- 当前状态：每个资产都有一个数值，以已知的频率刷新。
- 时效：每个读数有多旧，这样过期数据就不会被当成“一切正常”。
- 规则与警报：数值越过阈值并持续足够长的时间时，给出颜色变化和警告。
- 历史记录：过去的读数是多少，让你可以回放发生过的事情。
什么时候不需要孪生
孪生的成本比模型高：需要有人保证数据源持续运行，每次修订后让绑定与模型重新对应，还要处理警报。只有当人们会根据实时状态采取行动时（运营、维护、出行），它才物有所值。对于设计协调、碰撞检查或一次性移交，结构良好的 BIM 模型才是合适的工具，孪生只会是装饰。
导致孪生失败的错误
- 把 3D 查看器称作孪生。没有实时状态，就没有什么需要保持同步。
- 没有地理配准。模型落在错误的位置，什么都和数据对不上。
- 标识在两次导出之间发生变化。每个绑定都得重做。
- 把旧数据当作当前数据显示。没有时效规则的读数，2 秒前的和 2 天前的看起来一模一样。
BIM 与数字孪生的区别：同一套模型，相隔三步
