基于BIM的業(yè)主方工程協(xié)同管理平臺若干開發(fā)和功能設(shè)計重點研究

【摘要】本文對基于BIM的業(yè)主方工程協(xié)同管理平臺在部署方式、設(shè)計協(xié)同管理、工程協(xié)同管理、現(xiàn)場指令協(xié)同和與業(yè)主方ERP系統(tǒng)銜接等平臺的開發(fā)和功能設(shè)計時的關(guān)注點做了探索和研究。

【關(guān)鍵詞】BIM 項目管理 協(xié)同管理

【Abstract】Various key points and fundamental functions in designing the project owners’ BIM based Collaborative Management Platform（CMP） ， including system deployment， design and construction collaborative management， as well as interface between CMP and owner’s ERP are discussed in the thesis.

【Key Words】BIM；Project Management；Collaborative Management

1、對基于BIM的業(yè)主方工程協(xié)同管理平臺的需求

在開發(fā)綜合性辦公、商業(yè)、娛樂等項目時，開發(fā)業(yè)主面臨著開發(fā)業(yè)態(tài)復(fù)雜、建設(shè)成本和資金成本壓力大、參與方眾多、現(xiàn)場進度質(zhì)量安全管理協(xié)調(diào)任務(wù)繁雜等諸多困難。以設(shè)計管理為例，即圖紙設(shè)計、審圖、報批、招標(biāo)、圖紙交底、專業(yè)分包深化、現(xiàn)場變更等多個流程，在數(shù)十個設(shè)計方、顧問方和施工方的參與環(huán)境下，若仍基于傳統(tǒng)的線下設(shè)計管理方式，將無法適應(yīng)快節(jié)奏、低成本、多參與方和應(yīng)用BIM技術(shù)的開發(fā)環(huán)境。

另一方面，通過BIM帶來的3D/4D技術(shù)，可以對工程項目的質(zhì)量、進度和安全實施動態(tài)管理。業(yè)主如果沒有一個綜合性的信息平臺來最大限度地整合利用各方動態(tài)數(shù)據(jù)進行項目現(xiàn)場管理，現(xiàn)場仍將處于一個零散亂的狀態(tài)。

因此，綜合性項目的業(yè)主有必要建設(shè)一個基于BIM的建設(shè)方工程管理協(xié)同平臺（CMP， Collaborative Management Platform），幫助所有項目參與方提高項目協(xié)同管理能力。這樣的平臺，應(yīng)在統(tǒng)一的信息交互標(biāo)準(zhǔn)和定制化流程規(guī)則的基礎(chǔ)上，在時間、地域和專業(yè)方面沒有使用限制，滿足設(shè)計、施工、監(jiān)理方的需求，兼有質(zhì)量、進度和安全管理功能，具備與企業(yè)ERP系統(tǒng)聯(lián)通能力，以移動終端為信息采集和現(xiàn)場應(yīng)用手段，實現(xiàn)項目參建各方數(shù)據(jù)交互和信息共享。

目前，市場上有多款CMP，均對BIM的應(yīng)用和現(xiàn)場的工作協(xié)同做了應(yīng)用開發(fā)。一些企業(yè)還根據(jù)自身內(nèi)部和外部管理制度、流程定制開發(fā)的專有CMP，如對施工、設(shè)計、監(jiān)督、質(zhì)量和綜合管理等進行一體化閉環(huán)工程業(yè)務(wù)管理和工作流控制[1]。也有施工企業(yè)針對施工管理流程和構(gòu)件在BIM條件下的拆分，構(gòu)建施工過程協(xié)同管理模型[2]。

這些平臺，面向施工和設(shè)計企業(yè)的較多，商品化的平臺通用性較強，針對特定業(yè)主企業(yè)的適應(yīng)性不高，例如在多分枝審批流程、模型輕量化、高可擴展性方面存在不足，對工程現(xiàn)場的質(zhì)量、安全管理方面內(nèi)容存在BIM應(yīng)用空白。而部分定制CMP存在開發(fā)周期長，部署方式不統(tǒng)一，在數(shù)據(jù)的安全性和與業(yè)主ERP系統(tǒng)接口方面考慮欠周等問題。

2、基于BIM的業(yè)主方CMP開發(fā)和功能設(shè)計重點

一個適用項目業(yè)主方的工程CMP，在開發(fā)和功能配置過程中，應(yīng)對系統(tǒng)部署方式、設(shè)計協(xié)同功能、工程協(xié)同功能和與業(yè)主ERP系統(tǒng)銜接等幾個系統(tǒng)設(shè)計和功能重點予以關(guān)注。

2.1.系統(tǒng)部署方式

根據(jù)CMP數(shù)據(jù)和程序服務(wù)器的部署方式不同，可以分為以下三種：

2.1.1.本地部署

即服務(wù)器部署在業(yè)主企業(yè)的機房內(nèi)。其好處是部署簡單，在對數(shù)據(jù)和機房安全要求不高時，初期投入較低。

2.1.2.托管部署

開發(fā)企業(yè)將數(shù)據(jù)服務(wù)器托管給具有機房管理能力的企業(yè)，如專業(yè)基礎(chǔ)電信服務(wù)商，按照專業(yè)的機房管理要求進行管理，解決了中小企業(yè)機房維護能力不足，但又對機房的安全有較高要求的困境。

2.1.3.云端部署

開發(fā)企業(yè)向?qū)I(yè)云計算服務(wù)提供商購買云服務(wù)，將數(shù)據(jù)庫部署在云端，并充分利用云計算功能降低本地用戶端的計算能力需求。這一部署方式基本可以解決服務(wù)器的物理安全擔(dān)憂，又可依靠云服務(wù)商的技術(shù)能力，較大程度上解決數(shù)據(jù)安全問題。如果按照當(dāng)前對數(shù)據(jù)機房物理安全要求和維護人工成本，結(jié)合項目現(xiàn)場辦公條件和數(shù)據(jù)帶寬的局限以及多方、多地參與的需求，從長期看，云端部署是一個經(jīng)濟、安全和先進的解決方案[3]。

2.2.設(shè)計協(xié)同管理

設(shè)計協(xié)同管理體系是CMP的一個重要組成，主要功能包括但不限于：

設(shè)計成果提交

設(shè)計成果多專業(yè)校核

跨專業(yè)設(shè)計成果提資

紙質(zhì)設(shè)計成果的遞交、發(fā)放和存檔流程跟蹤

設(shè)計變更

在用戶功能上，應(yīng)設(shè)置用戶創(chuàng)建、權(quán)限管理、設(shè)計管理操作等模塊，針對不同用戶、不同專業(yè)、不同權(quán)限，部署創(chuàng)建、修改、批準(zhǔn)、審查、查看、推送、下載、存檔等功能。

以一項建筑專業(yè)設(shè)計變更為例，由于可能涉及多個設(shè)計專業(yè)以及總包和多個分包，在當(dāng)前仍以二維圖紙為最終依據(jù)的市場法規(guī)環(huán)境中以及業(yè)主對設(shè)計變更嚴(yán)格控制的要求下，其流程管理變得較為復(fù)雜，需要在系統(tǒng)設(shè)計時結(jié)合項目的管理流程充分兼顧二維和三維。

2.3.施工協(xié)同管理

施工協(xié)同管理應(yīng)包括進度管理、質(zhì)量管理、安全管理、文檔和指令管理四大功能。

2.3.1.進度管理

雖然一些應(yīng)用指南和實際案例中已經(jīng)有利用項目管理軟件和BIM軟件的協(xié)同，通過三維模型表達(dá)實際進度和計劃進度的對比。但根據(jù)我們的調(diào)研，具有高性價比的應(yīng)用實例還不多。但為了保留未來軟件技術(shù)升級以后應(yīng)用的可能性，在CMP中仍可根據(jù)實際需要部署有關(guān)功能接口。

2.3.2.質(zhì)量管理

不少施工企業(yè)依靠BIM技術(shù)實施了質(zhì)量管理，并將相關(guān)信息予以協(xié)同[4]。除常規(guī)的質(zhì)量檢查以外，作者所在的企業(yè)還實行工程質(zhì)量實測實量制度。施工企業(yè)必須按照規(guī)范對有實測實量要求的分項工程實施100%檢查，監(jiān)理單位在施工單位檢查范圍內(nèi)實施不少于30%的檢查，業(yè)主單位在監(jiān)理單位檢查范圍內(nèi)委托第三方實施不少于30%的檢查。施工圖模型在輕量化后和實測實量項目清單同步推送到工作人員移動終端，將現(xiàn)場檢查結(jié)果與規(guī)范進行比對，如有超出標(biāo)準(zhǔn)范圍的，則標(biāo)注在模型上作為歷史記錄，同時檢查結(jié)果通過CMP推送到有關(guān)責(zé)任方限期整改。流程完成后形成定期的質(zhì)量檢查報告，在系統(tǒng)內(nèi)存檔。相關(guān)的流程如下：

2.3.3.安全管理

我公司嘉定項目團隊對BIM協(xié)同平臺系統(tǒng)在施工現(xiàn)場安全管理做了研究，其基于BIM的安全管理框架如下：

現(xiàn)場安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)資料，如安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖、施工組織設(shè)計、安全生產(chǎn)崗位責(zé)任制、危險源辨識和分類管控方案、員工三級教育等靜態(tài)數(shù)據(jù)，可在項目開始時，通過平臺完成在監(jiān)理單位的審批和業(yè)主方的備案。而動態(tài)數(shù)據(jù)，如從BIM模型中導(dǎo)出的施工方案模擬、安全措施配置模型與現(xiàn)場隱患排查治理的結(jié)合，可按照有關(guān)應(yīng)用指南[5]的要求，特別是大型施工機械安全操作半徑、洞口臨邊、高空作業(yè)防墜、基坑放坡、?；穫}庫布置等動態(tài)安全檢查，可參照下面的流程執(zhí)行：

2.3.4.文檔和工程指令管理

一個好的CMP應(yīng)在信息和文檔傳遞以及流程審批前的信息溝通方面做得更為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化和可追溯化。當(dāng)使用終端多樣化、服務(wù)器和相關(guān)計算云端化、模型輕量化以后，平臺的使用可大為便捷。當(dāng)指令系統(tǒng)的附件以三維形式傳送到移動執(zhí)行端時，可最大程度減少現(xiàn)場對指令的理解產(chǎn)生歧義。

2.4.與ERP系統(tǒng)的銜接

很多業(yè)主企業(yè)利用內(nèi)部ERP系統(tǒng)完成相關(guān)的資源管理流程。ERP系統(tǒng)和CMP在用戶身份和數(shù)量、對數(shù)據(jù)安全要求等方面都有差異，通常部署在不同的服務(wù)器上。CMP與ERP系統(tǒng)之間的接口既要考慮操作的便捷性和數(shù)據(jù)無縫鏈接，又要兼顧系統(tǒng)的安全，以防一個點被攻破以后累及整個ERP數(shù)據(jù)庫。

仍以設(shè)計變更為例，CMP上的相關(guān)方有設(shè)計單位、施工企業(yè)、造價審查部門、業(yè)主方的設(shè)計部門。在ERP端，則涉及業(yè)主方的設(shè)計、成本和各級審批責(zé)任人。為此，設(shè)計的數(shù)據(jù)交換框架如下：

3、應(yīng)用成果

在考慮了上述開發(fā)要點和主要功能后，基于BIM的業(yè)主方工程協(xié)同管理平臺已經(jīng)開始在作者所在企業(yè)的部分項目中開始逐步應(yīng)用。原先設(shè)計部門、工程現(xiàn)場和造價部門的線下流程均已在線上部署，項目參與方之間在設(shè)計數(shù)據(jù)協(xié)同、工程質(zhì)量安全和進度協(xié)同效率有顯著提升，并且為將來諸如進度和算量軟件技術(shù)提升以后的成熟應(yīng)用預(yù)留了接口。此外，CMP和原有ERP系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)通也在既保證兩個系統(tǒng)的內(nèi)外有別和數(shù)據(jù)安全，又實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫傳遞的目標(biāo)下實現(xiàn)突破。

然而，在CMP的開發(fā)和應(yīng)用過程中，很清楚地顯示企業(yè)的信息系統(tǒng)需要頂層設(shè)計。例如，如果有合適的數(shù)據(jù)安全算法，ERP系統(tǒng)和協(xié)同管理平臺之間的穿透可以更有效，使用更便捷。

4、結(jié)論

在基于BIM的業(yè)主方工程協(xié)同管理平臺的開發(fā)時，需要對部署方式、設(shè)計協(xié)同管理和施工協(xié)同管理等系統(tǒng)開發(fā)和功能設(shè)計中的重點進行仔細(xì)分析研究，同時還需做好協(xié)同管理平臺和企業(yè)ERP系統(tǒng)之間的接口，在確保數(shù)據(jù)安全的前提下力求取得最大的協(xié)同使用效率，并為未來相關(guān)應(yīng)用軟件技術(shù)的升級而帶來的新應(yīng)用模式預(yù)留接口。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 郭云等，石島灣核電工程協(xié)同管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，中國電機工程學(xué)會電力信息化年會，2011；

[ 2 ] 耿小平等，基于BIM的工程項目施工過程協(xié)同管理模型及其應(yīng)用，現(xiàn)代交通技術(shù)，2017年2月；

[ 3 ] 阿里云產(chǎn)品價格詳情，https：//www.aliyun.com/price 2017，10（20）

[ 4 ] 曹成等，BIM云協(xié)同平臺在工程項目的五大應(yīng)用，工程質(zhì)量，2016年第34卷第4期；

[ 5 ] 上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會，上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指南（2017版），2017年6月。

作者簡介：

潘軍（1968 - ），上海實業(yè)發(fā)展股份有限公司副總裁，負(fù)責(zé)集團內(nèi)項目開發(fā)管理。主要研究方向：綠色節(jié)能技術(shù)、裝配式建筑、BIM和智能家居技術(shù)應(yīng)用。

（本文作者單位：上海實業(yè)發(fā)展股份有限公司 200020）