BIM協(xié)同管理平臺應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢研究

曹芳

摘 要：隨著BIM技術(shù)的快速發(fā)展，BIM協(xié)同管理平臺在設(shè)計和施工階段的應(yīng)用越來越廣泛，功能也在不斷擴展?；贐IM內(nèi)涵的分析，對BIM協(xié)同管理平臺開發(fā)現(xiàn)狀及在設(shè)計和施工階段的各項應(yīng)用進行了闡述，并對協(xié)同管理平臺發(fā)展趨勢進行了分析，可為BIM的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM;協(xié)同管理;設(shè)計

中圖分類號：TU17 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）19-0103-03

Abstract： With the rapid development of BIM technology， BIM collaborative management platform is more and more widely used in the design and construction， and its functions are also expanding. Based on the connotation analysis of BIM， the development status of BIM collaborative management platform and its application in the design and construction stages were described. The development trend of BIM collaborative management platform could analyzed， which can provide reference for the specific implementation of BIM application.

Keywords： BIM;collaborative management;design

自從建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的概念被提出后，經(jīng)過近20年的推廣與發(fā)展，目前已成為建設(shè)行業(yè)發(fā)展的一項重要技術(shù)，助力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣，應(yīng)用深度也在不斷發(fā)展。隨著各項技術(shù)的成熟與新技術(shù)的出現(xiàn)，BIM必將融入建設(shè)行業(yè)的各項技術(shù)實施和管理過程中。

BIM技術(shù)在我國得到快速發(fā)展，在各類工程中已得到大量應(yīng)用[1，2]。為了更好地應(yīng)用BIM模型，近些年開發(fā)了大量的協(xié)同管理平臺，在設(shè)計和施工階段實現(xiàn)更好的協(xié)同與溝通[3，4]。

為了更全面地理解BIM協(xié)同管理平臺的應(yīng)用價值，本文首先對BIM的內(nèi)涵進行闡述，然后對協(xié)同管理平臺開發(fā)現(xiàn)狀及相關(guān)應(yīng)用進行分析，最后基于BIM的內(nèi)涵分析協(xié)同管理平臺應(yīng)用的發(fā)展趨勢，分析結(jié)果可為BIM應(yīng)用提供參考。

1 BIM的內(nèi)涵

BIM的理念與制造業(yè)中集CAD、CAE于一體的計算機集成制造系統(tǒng)理念和基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準的產(chǎn)品信息模型概念相近。但是，建設(shè)行業(yè)各項活動涉及的人、物、事均比制造業(yè)復(fù)雜，實施的難度要遠大于制造業(yè)，且在方法論層面具有不可復(fù)制性。

在BIM的定義中，信息模型的含義分為模型、模型應(yīng)用和管理3個方面，即BIM表達了虛擬產(chǎn)品、實施過程中的各項應(yīng)用和信息管理?？梢哉J為，模型是載體，信息是靈魂，通過協(xié)同提高效率。BIM是數(shù)據(jù)模型，包含了幾何信息、屬性信息、時間信息等數(shù)據(jù)，形成基本信息載體;BIM是協(xié)同應(yīng)用，可在進度管理、資源管理、質(zhì)量安全管理、文檔管理等過程中實施，實現(xiàn)信息的采集與交互;BIM是管理模式，通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)載體、過程信息采集和數(shù)據(jù)分析處理等，為管理決策提供支撐?；贐IM技術(shù)的信息采集和交互將傳統(tǒng)無序的信息交互變得有序，是BIM技術(shù)的核心。

BIM技術(shù)將給施工企業(yè)項目精細化管理、企業(yè)集約化管理和企業(yè)的信息化管理帶來強大的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支撐。但是，目前BIM應(yīng)用實施還存在諸多問題，如應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性、信息交互的便利性，數(shù)據(jù)互操作性不足等。BIM應(yīng)用的思維將經(jīng)歷軟件應(yīng)用思維、BIM應(yīng)用思維和智能化工具思維3個層次，目前BIM應(yīng)用處于軟件應(yīng)用思維這個層次，主要是軟件集成應(yīng)用，還沒有達到真正的BIM應(yīng)用思維層次。通過BIM還無法實現(xiàn)行業(yè)的大數(shù)據(jù)積累、智慧化應(yīng)用、智慧決策、智能驅(qū)動建造等。

2 BIM協(xié)同管理平臺應(yīng)用

2.1 平臺開發(fā)現(xiàn)狀

BIM協(xié)同管理平臺主要是以BIM模型為基本載體，結(jié)合業(yè)務(wù)需求實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的功能平臺，在PC端、網(wǎng)絡(luò)端和移動端均可以應(yīng)用。BIM平臺類產(chǎn)品主要分為3類：第一類為BIM模型查看工具，主要提供以在線方式查看BIM模型的功能，與業(yè)務(wù)結(jié)合不夠緊密;第二類為BIM平臺類產(chǎn)品，可以導(dǎo)入BIM模型場景進行開發(fā)的平臺，將業(yè)務(wù)功能與BIM場景進行結(jié)合，集成開發(fā)實現(xiàn)BIM應(yīng)用系統(tǒng);第三類為BIM引擎，將BIM模型的展示、操作、BIM信息提取等功能進行封裝，以API的形式開放給第三方開發(fā)者，與業(yè)務(wù)系統(tǒng)完整分離?？梢钥闯?，由于需要BIM模型作為應(yīng)用基本載體，BIM引擎是進行協(xié)同管理平臺開發(fā)的基礎(chǔ)，主要采用的底層技術(shù)有WebGL、OSG、Unity3D、UE4等圖形技術(shù)和引擎。

目前，國內(nèi)外已開發(fā)上百個功能類似的BIM協(xié)同管理平臺產(chǎn)品，主要功能有二維圖紙和三維模型聯(lián)動查看，任務(wù)流程管理，基于模型的設(shè)計問題反饋，移動端辦公，企業(yè)和項目數(shù)據(jù)看板、報表、進度和成本管理等，與GIS、二維碼、設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合的技術(shù)應(yīng)用等。

2.2 平臺主要應(yīng)用

BIM協(xié)同管理平臺的主要應(yīng)用包括設(shè)計協(xié)同管理、智慧工地管理、移動端應(yīng)用以及信息統(tǒng)計等。信息分類與統(tǒng)計在平臺中可以針對不同人員權(quán)限開展，也可以根據(jù)項目和企業(yè)等不同層次開展，在多個產(chǎn)品中稱之為“駕駛艙”。圖1為某個平臺的項目數(shù)據(jù)看板，頁面包含了項目BIM模型、質(zhì)量安全問題統(tǒng)計、進度情況、塔吊檢測、現(xiàn)場視頻監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)控等。

設(shè)計協(xié)同管理主要應(yīng)用包括方案比選、協(xié)作交流、碰撞報告生成、凈空分析、問題標(biāo)注和模型分享等。在具體應(yīng)用和實施過程中，需要對BIM模型進行輕量化處理。為了實現(xiàn)二維CAD圖紙與三維模型聯(lián)動，還需要對CAD圖紙進行轉(zhuǎn)化和匹配。在模型瀏覽方面，可實現(xiàn)2D-3D聯(lián)動、漫游、構(gòu)件移動、測量、剖切、構(gòu)件分解、屬性查看與添加等功能?；谀Ｐ秃虲AD圖紙，可以方便實現(xiàn)設(shè)計協(xié)作，項目管理人員可以通過熟悉的二維圖紙找到對應(yīng)的三維構(gòu)件進行模型查看，也可以通過三維模型定位找到二維圖紙中的定位。在平臺上可以實現(xiàn)多人協(xié)作，支持電腦端、移動端同時參與協(xié)作，任意參與方均可以操作模型，畫面實時同步，并支持實時問題溝通，大大提高了溝通效率。結(jié)合BIM模型可開展多終端實時討論、模型和視點分享、模型共享交流、凈空分析、問題標(biāo)記、碰撞報告或設(shè)計變更自動生成與協(xié)作、實景模型上傳等。同時，可以實現(xiàn)流程管理與資料反查定位到模型等功能。通常模型經(jīng)過輕量化處理后，只需要普通的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器即可查看BIM模型，不需要安裝軟件與插件，方便各方進行協(xié)作交流。圖2為某平臺由視點發(fā)起碰撞報告流程，在實現(xiàn)碰撞報告快速生成并發(fā)起任務(wù)協(xié)作，通過發(fā)起人發(fā)起問題，經(jīng)過設(shè)計回復(fù)、意見確認、閉環(huán)等步驟可記錄設(shè)計問題解決過程，并可以自動生成報告。

智慧工地管理主要應(yīng)用包括進度管理、現(xiàn)場巡檢二維碼管理、物料管理、施工監(jiān)控、工程量統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測和勞務(wù)管理等。移動端應(yīng)用主要包括模型瀏覽、協(xié)作交流、二維碼分享、現(xiàn)場巡檢、文檔查看、流程審批和報表查看等。在進度管理方面，目前可實現(xiàn)的主要功能有結(jié)合模型的時間進度計劃模擬、全景查看等，大部分平臺支持將傳統(tǒng)進度計劃導(dǎo)入并與BIM模型關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)進度模擬、計劃與實際進度對比，結(jié)合無人機航拍和全景查看達到全面了解施工現(xiàn)場進度的目的。但是，對于進度計劃自動調(diào)整、動態(tài)控制等功能還未普遍實現(xiàn)?，F(xiàn)場巡檢二維碼管理通常結(jié)合流程管理并與BIM模型結(jié)合，配合二維碼和移動端隨時調(diào)用相關(guān)流程，通過管理與檢查，記錄數(shù)據(jù)，業(yè)主可根據(jù)質(zhì)量問題情況對作業(yè)單位進行相應(yīng)管理。物料管理主要通過將所有實體單據(jù)和檢驗報告上傳系統(tǒng)，形成系統(tǒng)化的管理流程，并形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計臺賬，便于對物料進行及時追查，保證施工質(zhì)量。工程量統(tǒng)計主要利用BIM模型進行工程量計算，并可以通過框選模型計算。勞務(wù)管理目前主要是通過人臉識別、打卡等技術(shù)，精確統(tǒng)計現(xiàn)場人員數(shù)據(jù)。環(huán)境監(jiān)測主要是在平臺中有效監(jiān)測工地揚塵污染和噪聲，一般通過接入第三方氣象監(jiān)測系統(tǒng)，可在平臺中查閱現(xiàn)場各種監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。

3 BIM協(xié)同管理平臺應(yīng)用發(fā)展趨勢

由于BIM應(yīng)用目前還未進入系統(tǒng)化應(yīng)用階段，協(xié)同管理平臺的應(yīng)用并不深入，與BIM模型的融合度并不高，主要集中于業(yè)務(wù)流程、協(xié)同管理和結(jié)合模型的初步應(yīng)用，以模型可視化輔助應(yīng)用為主。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、信息技術(shù)和BIM技術(shù)的發(fā)展，協(xié)同應(yīng)用將更加深入。模型信息將更加全面地應(yīng)用于設(shè)計和施工過程，從可視化應(yīng)用階段進入應(yīng)用信息階段。依靠BIM標(biāo)準完善和實施，協(xié)同管理平臺將為企業(yè)采集大數(shù)據(jù)，為企業(yè)決策提供支持。在技術(shù)方面，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將解決BIM應(yīng)用中的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，在施工階段實現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、物料的動態(tài)監(jiān)管，在運維階段實現(xiàn)建筑資產(chǎn)、設(shè)備、設(shè)施管理，開展能耗分析、節(jié)能監(jiān)控和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等。在模型融合生產(chǎn)過程方面，將實現(xiàn)融合數(shù)字化現(xiàn)實捕捉技術(shù)的虛實結(jié)合、模型數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字化加工與建造等。

4 結(jié)論

BIM協(xié)同管理平臺在近幾年得到了迅速發(fā)展，充分發(fā)揮了BIM的應(yīng)用價值。從局域網(wǎng)的項目協(xié)作逐漸拓展為互聯(lián)網(wǎng)和云平臺協(xié)同，實現(xiàn)了基于時間和空間的信息搜索與聚合、基于屬性的模型搜索與定位、業(yè)務(wù)與模型的動態(tài)關(guān)聯(lián)等應(yīng)用。隨著各項技術(shù)的進步和BIM標(biāo)準的完善，BIM協(xié)同管理平臺將在智能化、自動化、大數(shù)據(jù)方面有更加深入地應(yīng)用。

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