技术 Ｔ ０／．ｊ ＢＩＭ概览 铁路一 ｊ 基于ＢＩＭ技术的 建设项目协同作业模式研究 ＿赵 Ｌ赵月悦 摘要：论述和分析协同作业模式下，业主和专业技术人员推动ＢＩＭ技术应用发展的重要作用 从需求 分析阶段、设计与施工阶段、验收与管理阶段闸述工程合约中各项目参与方的约定内容，最后提出基 于核心数据库建＇２－ＢＩＭ协同作业服务平台，实现ＢＩＭ模型与相关信息集中管理 关键词：ＢＩＭ技术；建设项目；协同作业模式；信息管理；云端服务平台 中图分类号：Ｔｌ ３ｌ９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２一（１６１Ｘ（２１｝Ｉ ７）ｉｌ４一（）（）３ｊ—Ｏ４ ＤＯＩ：１【】１ｏ５５ｏ／ｊ．ｉ Ｉ】．１ｆ］７１ ｌ１６１ｘ．２ｏ１７．（）４ ｉ）３５ 观目前Ｂ ｌＭ技术主流建模软件，还没有经济可行而富有弹 ０引言 近年来，建筑信息模型（Ｂ ｕｉｌｄＩ『］ｇ ｌ ｎｆｏ ｒｍ ａｔｌｏ ｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＢＩＭ）在全球建设产业界掀起了一股热潮，各 国纷纷投入人力、物力、财力进行项目实践。建筑产业中 性的解决方法。 ２１世纪以来，电子信息产业飞速发展，因特网的云 端运算与移动设备改变了人们的生活。云端运算对信息与 资源的弹性切割与分配共享的理念 ０，以及通过网络传输 计人们准确及时地取得这些资源的技术是最主要的优势， 毋庸置疑，其实现了资讯模型的同步化。 长期存在的生产效率降低、资源浪费严重的问题与新形势 下节能减排的国际趋势大相径庭。因此，积极推动ＢＩＭ技 术进入建筑产业，并进行建筑物全生命周期的协同作业模 式研究成为各国的当务之急。自２００３年起，美国联 邦总务署（ＧＳＡ）设立了全国３Ｄ一４Ｄ—ＢｌＭ的计划，探讨 １ 两大参与方的推动作用 Ｂ Ｉ Ｍ技术在建设工程领域经过多年的发展已进入了稳 定发展阶段，相关的操作规范及府用的具体框架也在制定 当中，现阶段Ｂ ＩＭ技术应用于协同作业模式下，业主和专 业技术人员起着至关重要作用。 ｊＳＢ ．ｌ Ｍ技术应用于生命周期的碰撞安全检测、能源与可持 续发展，以及将ＢＩＭ模型与ＧｌＳ数据结合用于未来智慧城 市的打造等方面。由于“牵头”，项目引进ＢＩＭ技术 具有立竿见影的效果，英国、法国、日本、加拿大等国家 也纷纷效仿，草拟了ＢＩＭ发展纲要。 基于目前已有ＢｌＭ工具与ＩＣＴ科技基础，追求跨专业 协同作业模式的最佳效能，进一步提高工作效率，己成为 业界和学术界的共同目标。目前，有些问题值得商榷：～ 是不同专业与领域间的图文信息分散，相关软件版本存在 不兼容的问题，使信息整合的效能较低…：二是由于协同 作业平台不完善，施工阶段协调变更的反应速度与准确性 不足；三是信息分散，管理不当造成信息安全问题；四是 １．１业主 在ＢｌＭ技术应用发展中，业主是工程的出资者，也是 推动者，对于ＢＩＭ技术的发展影响巨大。换言之，业主直 接决定了工程是否导入ＢｌＭ技术。是建设产业中最大 的业主，有信用且更有影响力，以我国为例，只要主 导的相关和规范出台，表明态度或提出明确要求，便 可带动更多有实力的厂商进入ＢｌＭ领域，激励他们积极地 引进先进的技术和专业的技术人员，由此使整个建筑产业 在良好的竞争环境下呈现“百花齐放”的态势。 业主在项目中主导引进ＢＩＭ技术是一分为二的，在 协同作业的模型“再使用”造成的智力财产杈的问题。纵 ２０１ ７年第４期 ３５ 曩鬃 皇厅技术 ０ ／＿ ＢＩ Ｍ概览 以先进的理念、推动的决心和科学的ＢＩ Ｍ系统架构为前提 下，对其带来的挑战应有正确的认识和充足的准备。业主 方ＢＩＭ系统架构见图１。业主必须清楚地知道对ＢＩＭ应用 的需求及所欲达成的目标，制定有效的导入策略、合理的 契约内容和ＢｌＭ模犁的设置与交付内容，并从工程的全生 命周期信息管理方面思考并调整作业流程与组织，以及项 目团队的协同作业模式。 对ＢＩＭ的价值认知是业主需要考虑的另一个问题，这里 的价值认知是指导入ＢＩＭ技术带来的具体效益和参与方（例 如设计单位、咨询顾问公司、各施工单位与承包厂商）对其 价值的相对贡献程度。价值认知是应用ＢＩＭ技术的关键，是 业主决定支付ＢＩＭ使用费用的重要参考，还会影响项目参与 方的利益分配。目前，各方对ＢｌＭ应用能够带来的好处基本 达成一致。因成本降低，业主是最大的受益者，其他参与者 在自身的从业领域也会受益。但在协同作业模式下，各方的 角色及杈力、义务、分工的改变势必造成服务费用的变化， 这个问题还没有达成共识，最终将由业主决定，而这个决定 必然会对ＢＩＭ发展产生巨大影响。 １．２专业技术人员 协同作业模式下，要求不同领域的团队成员间要更多 地沟通合作。由于职责分工的转变，从人力资源观念上来 看，从业人员必须增进自身能力，同时也为高等院校复合 犁人才培养方案的制定与改革提供了重要参考。当前，业 界技术人才（ＢｌＭ工程师）与管理人才（ＢｌＭ模型经理、 ＢＩＭ项目经理）缺乏，其主要原因如下 （１）ＢＩＭ工程师需要同时具备工程专业、实务经 验、软件操作３个条件。 （２）ＢＩＭ是异地、多阶段、多专业、多人整合沟通的 工具，跨域整合经验非常重要，但此种人才难以迅速培养。 （３）ＢＩＭ项目不多，有经验的人少，难以快速推动。 在人才培养上，业界希望由高等院校扮演传授ＢＩＭ￣－］Ｉ 设 ｌ 竺 ｌ｛ ｉ Ｉ 兰竺Ｉ 施 计 工 Ｂ顾 ＩＭ ］ 广 Ｂｌ问 ｌ协同平台Ｉ府用标；住ｌ协同平台ｌ 顾 Ｍ 问 图１业主方ＢＩＭ系统架构 ３６ ２０１ ７年第４期 识与技术的角色，避免企业对毕业生培训额外投入。在 Ｂ Ｊ Ｍ设计中，专业技术人员府具备如下能力：一是设计一 体化作业的纵向整合。项目初期应以ＢＩＭ工具做规划，树 立使用ＢＩＭ工具思想，信息流在不同生命周期中整合承接 延续，并在不同领域中进行分析应用。二是跨不同专业 的横向空间整合。主要是跨专业在空间上的规划，例如建 筑、结构、机电等。各专 技术人员除对不同需求选用最 适合的Ｂ１Ｍ程序外，还需将不同专业的ＢＩＭ模型汇整，进 行空间管理。三是专业的系统功能整合。从业界角度看， 建筑中各系统（如空调、消防、排水等）的专业领域人员 本身应具有专业知识，再运用ＢＩＭ技术进行空间管理与良 好的可视化呈现，可有效规划系统，进行跨专业整合。四 是施工、营运、维修的延伸应用。除了设计规划，ＢＩＭ应 用可在下一阶段的生命周期延续，例如设备的吊装、营运 管理，使ＢＩＭ的价值最大化。 不同领域的专业技术人员构成了服务于项目的专业团 队，其扮演的角色不同，ＢＩＭ专业团队结构见图２。 ２工程合约的重要作用 协同作业模式下，项目参与方（业主、设计单位、施 工单位）间的分工合作尤为重要，彼此的责任、义务，项 目合作的工作流程和执行模式需要通过工程合约约定。合 约中的约定Ｓｎ＃Ｈ互间职责的明确通过ＢｌＭ技术贯穿于项目 的全生命周期（见图３）。 ２．１需求分析阶段 （１）使用目的与范围。Ｂ１ Ｍ技术在建设项目中的应 用包括ＢＩＭ模型维护、场地分析、建筑策划、方案论证、 可视化设计、协同设计、性能化分析、工程量统计、管线 综合、施工进度与组织模拟、数字化建造、物料跟踪、竣 工模犁交付、维护计划、资产与空间管理、建筑系统分析 和灾害应急模拟等：使用范围包括建筑、结构、机电等不 同专业。因此，工程合约中必须明确具体建设项目中ＢｌＭ 技术的使用目的与范围。 图２ ＢＩＭ专业团队结构 ＢＩＭ＇￣ 览 （２）ＢｌＭ模型组件的深化程度。根据美国建筑师协会（ＡＩＡ）的Ｅ２０２ 号文件，以ＬＯＤ指代ＢｌＭ模型中的各个组件，及其在不同阶段中的“完整 度” 。因此，基于建设项目中的Ｂ Ｊ Ｍ技术使用范围和目的，便可决策出模 型中各组件的发展程度。 （３）协同作业的工作流程。建设项目不同，团队合作模式不同，工程承 包模式不同， ＢｌＭ技术的使用目的与范闱、模 组件的发展程度不同，从而 勘 ２．２设计与施工阶段 在设计与施工阶段需要进行数量 计算，与传统作业模式相比，Ｂ ＪＭ技术 不同的使用范围和不同阶段模型组件的 发展程度差异，会造成相关软件对同一 项目的计算结果不同。因此，应根据具 工作流程与作业模式也不同。因此，参与方必须约定好各自的分工与权责， 明确自己在全生命周期中所扮演的角色。基于３Ｄ模型的协同设计流程见图４。 规划 设计 施工 运营 ■ 面 ■■ 施工组织计划 ■灾害应急模拟分析 施工现场３Ｄ扫摇■ 资产管理 ｌ Ｉ施工现场自动化测量■ 空间管 追踪。 Ｉ施工现场智能化监控＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 图３ ＢＩＭ技术贯穿项目全生命周期 图４基于３Ｄ模型的协同设计流程 体的建设项目和事先规定好的应用领域 与模型组件的发展程度，制定ＢＩＭ模型 中不同工程项目的产生数量，以及合 理的误差范围。同时，运用ＢｌＭ技术的 ＮａＶｉＳＷＯ ｒｋｓ等相关软件，进行４Ｄ施工 进度模拟与控制和５Ｄ的动态成本控制， 实现进度优化和成本节约，保证施工质 量，提高作业效率。 ２．３验收与管理阶段 依据工程项目应用ＢｌＭ的合约附件 模板与解说 ，ＢｌＭ的定义是在数字虚空 间中，表达工程实体几何与非几何信息的 ３Ｄ数字模型，也是将工程生命周期，包 括规划、设计、施工、验收与维护等各 阶段的信息予以整合应用的重要载体。 工程竣工前，ＢＩＭ模型中组件的发 展程度通常只满足规划设计与施工阶段 的要求。交付使用时，根据原定的使用 目的存在２种情况：一是未考虑ＢｌＭ技 术在后期营运管理等方面的应用，但可 以验收；二是合约中包括了ＢＩＭ的使用 范围。考虑到ＢｌＭ模型中组件的发展程 度，以及相关信息的整合仅仅满足规划 设计与施工阶段的要求，业主应与厂商 协商是否提供后期营运管理的应用，是 否提供软硬件及相关的培训指导。 ３工程项目信息管理 ３．１ 高效管理 在ＣＡＤ时代管理模式下，项目参 与方之间以计算机进行简单的信息传 递，容易造成信息的不连续性和缺少 系统性。在项目的全生命周期中，不 必要的信息传输会增加信息的重复率 及出错率 ；在不同工序之间衔接时， ２０１ ７年第４期 ３７ 技木 ０ ＢＩＭ概览 由于所需数据的量纲和范围不同，会造成模型中信息丢 失。因此，ＢＩＭ技术用于协同作业模式下的资讯整合管理 成为提高生产效率、降低成本、缩短工期的关键，其以仿 真的３ＤＺ程产品信息模型为基础，串联与整合产品生命 周期中各项应用所需要的信息，可有效解决现行信息管理 中的信息流失和缺少系统性的问题。 ３．２整合管理 在ＢｌＭ技术信息管理模式下，信息高效管理的同时， 还要建立核心数据库用于集成工程项目各阶段、关键指 标，融合各组织、专业、项目的信息，形成协调工程项目 系统目标、外部资源、内部资源的信息流网络 。核心数 据库是信息流的枢纽，是沟通交流的平台，也是数据的存 储使用中心，连接着不同的工程对象与过程，其参数化、 智能化和面向模型对象的特点，实现了在建设项目全生命 周期中信息的创建、共享、更新和管理，为信息在参与方 之问的流通和传递提供了强力的催化剂。 数据云端存储操作形式见图５。以数据库的形式储存 管理ＢＩ Ｍ模犁信息时，可以将管理范围细化到模型组件， 并且可根据事先规定的模型ＬＯＤ程度决策数据库中组件 的发展程度，以此提高管理的弹性，便于多人协同作业， 不会因无法同时修改同一模型而影响工作效率。同时，在 信息化时代基于网络技术的信息传递时，用户可根据需求 传递模型信息，大大缩短传递时问，降低软硬件的要求。 以３ＤＴ程组件为基础的模型信息管理，其连续性和整体 性较强，为后期模型信息的再利用提供了很好的平台，具 有面向未来可持续发展的优点，即一个项目中的单一组件 （￣．］１Ａｕｔｏｄｅｓｋ—Ｒｅｖｉｔ ３Ｄ模犁中的一类门窗）基于相同的 需求，可在多个项目中调用。 图５数据云端存储操作形式 ３８ ２０１ ７年第４期 ４信息云端共享 ４．１云端运算 １ ９８３年，太阳计算机提出“网络是计算机”的概 念，就有“云端运算”的思维。依据美国国家标准与技术 研究院（Ｎ１ＳＴ）对云端运算的定义，其是一种模式，依 照需求能够方便地存取网络上所提供的电脑资源，网络、 服务器、储存空间、应用程序和服务等资源可快捷地被供 应，同时可减少管理工作量，降低成本并提升效能。它是 种基于网际网路的运算方式，通过这种方式，共享的软 硬体资源和资讯可按需提供给电脑和其他装置，整个执行 方式很像电网。 （１）使用者朝资讯集中，而非资讯朝使用者分散。 Ｂ ＩＭ资讯模型强调其全生命周期信息的充分共享与再使 用，云端运算中远程桌面与虚拟主机技术，让使用者跨越 了时空障碍，共同为ＢＩＭ数据中心服务。 （２）ＢｌＭ强调资讯的即时与同步。云端运算平台 下，工程项目团队之间的协作是跨越时空的，现场、办公 搴皆可成为作业场所，信息的即时同步与界面的转换使相 关人员同步协作梦想成真。 （３）机动性与互操作性。利用云端运算，可实时查 看和存取Ｂ ｌＭ模型资讯，是其机动性的体现。Ｂ ｌ Ｍ工具的 互操作特性，使Ｂ Ｉ Ｍ模型信息在许多不同的应用程序之间 互操作往返自如。目前其尚未成熟，软件研发厂商正在努 力不断完善。 ４．２云端ＢＩＭ协同作业服务平台 基于多项目、多人、多应用软件建立云端ＢＩ Ｍ协同作 业服务平台，在降低终端设备软硬件需求的同时，实现了 ＢＩＭ模型与相关信息集中管理，以及解决同步分享ＢｌＭ模 犁与相关信息的管理问题，确保工程项目数据的安全性。 利用Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０１ ２ Ｓｅｒｖｅｒ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒ（包括ＳＱＬ Ｓｅ ｒｖｅ ｒ）提供的服务器管理群组功能，构建远程桌面服务 平台，将各种服务装载到架构中。远程桌面服务平台中虚 拟主机系统提供ＢＩＭ项目团队成员个人操作环境，包括建 模所需软件与办公室软件包等；虚拟主机数量与系统环境 需求视工程项目规模与特性而定，具有弹性，可随时做 软硬件扩建与配属。在服务器端开发一套Ｗｅｂ—ＢａＳｅｄ的 ＢＩＭ工程项目管理系统，利用锁定虚拟主机ＭＡＣ号码方 式，仅供授权用户经由虚拟主机上网操作ＢｌＭ工程项ｌｑ管 理系统。依据建设工程运作特点，设计一套以“用户一工 程项目一角色一套装资源”为管理核心的（下转第４３页） ＲＩＭ， 铉… 紫 勘 技术 ０／＿ 化、临时设施施工工艺流程优化、临时设施Ｃ Ｉ形象优化等 方面。针对首次制作使用临时实施，临时设施深化设计人 员应将其以临时设施族的形式予以固化，融入族库体系 中，同时补充相关辅助设计文件。通过上述工作实现了信 息资源的持续改进和积累。 ２］欧特克软件（中国）有限公司构件开发组．ＡｕｔｏｄｅＳ ｋ ＲｅＶｌｔ２０１ ２族达人速成［Ｍ］．上海 同济大学出版社， ２０１ ２ ３ｌ张建平，李丁，林佳瑞，等．ＢｌＭ技术在施工中的应 用［Ｊ］施工技术，２０１ ２，４１（３７１）：１０—１ ７ ４】张雪才．Ｂ１Ｍ技术在铁路设计行业的应用研究［Ｊ］铁路 ５结束语 基于ＢＩＭ技术的临时设施深化设计解决方案，以模型 （Ｒｅｖｉｔ族）为载体，对临时设施的构件信息、工艺流程 信息、工稗量信息、造价信息等进行链接，以场地模犁为 基础进行临时设施的模拟布置，形成的辅助设计文件及深 化设计图纸将临时设施施工相关信息向建筑企业不同岗位 人员进行高效传递，达到提高临时设施Ｃ【形象水平、控制 ｆｌ￣ａｔ设施工程造价、提高临时设施施工质量的目的。 技术创新，２Ｏ１４（５）：１４—１８ 谢中原： 中建交通建设集团有限公司，工程师，北 京，１１（）（１（）（） 马春泉： 中建交通建设集团有限公司，高级工程师，北京，１１（）（）（）（） 黄 鑫： 中建交通建设集团有限公司，助理工程师， 北京，１…）… 冯 群： 中建交通建设集团有限公司，助理工程师， ６参考文献 １清华大学ＢＩＭ课题组 中国建筑信息模犁标；佳框架研究【Ｍ 北京．中国建筑工业出版社，２０１１． 北京，１１ＯＩｌ１）ｌｌ 责任编辑高红义 （上接第３８页）Ｗｅｂ－Ｂａｓｅｄ系统存取管理架构，并仿真 Ｂ Ｉ Ｍ工程项目协同作业的运作情景，规划可扩充和修订的 ＢＩＭ工捍专案套装资源，包括为专业小组量身定制的项目 利，２０１０，３７（５）３８—３９ ２ｌ谢尚贤 ＢｌＭ发展应用业主角色关键［Ｊ］．营建资讯， ２Ｏ１ ５（６）５９—６２． 资料夹与项目数据库，以及对应角色的操作功能模块，从 而提供Ｂ １ Ｍ工程项目协同作业数据集中管珲与同步分享的 环境。 ３】孙悦．基于ＢｌＭ的建设项目全生命周期信息管理研究【Ｄ】 哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１ １ ４１魏小朝，洪文霞，杨帆，等 谈ＢｌＭ技术在建筑工程信 息管珲中的应用［Ｊ］山西建筑，２Ｏ１ ５（３０）２５４—２５６． ５结束语 ＢＩＭ技术是建筑行业信息技术发展的必然趋势，是整 ５］李勇，管昌生 基于ＢｌＭ技术的工槔项目信息管理模式 与策略［Ｊ］．工程管理学报，２０１ ２（４）－１ ７—２１． ６】郭荣钦，康什仲，谢尚贤 资讯共享跨越时空美梦 成真云端运算实践ＢｌＭ资讯模型同步化［Ｊ］．营建知讯， ２０１ １（３４５）．５５－５７． 个建筑行业的一次。目前，推动ＢｌＭ技术在协同作业 模式上的应用和提高生产效率已成为业界热议的话题。在 此从ＢｌＭ技术在业界的具体应用入手，探讨导入ＢｌＭ技术 之前，业主和专业技术人员两大支撑角色；导入Ｂ ｌ Ｍ技术 之时，工程合约的有关约定，以及资讯管理与信息共享模 式 导入ＢｌＭ技术之后，关于云端计算、跨越时空蓝图的 畅想问题。实践证明，基于ＢｌＭ技术的协同作业模式可实 现人们对建设项目更高的追求，给“智慧城市”的管理带 来无限可能。 赵 凯：南京工业大学土木工程学院，本科生，江苏 南京，２１ １ … 赵月悦：中铁第四勘察设计院集团有限公司，助理工 程师，湖北武汉，４３￣Ｏ６３ ６参考文献 …郭荣钦，谢尚贤．ＢＩＭ概观与国内推行策略 土木水 责任编辑李凤玲 ２０１ ７年第４期４３
