基于BIM的企業(yè)數(shù)字信息歸檔與利用模式研究

李 鑫 房愛霞 謝建立 樊曉蓉

(中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海 200122)

引言

目前，在智慧城市建設(shè)的大背景下，建筑領(lǐng)域BIM的應(yīng)用范圍非常廣泛，越來越多的建設(shè)項(xiàng)目在建筑全生命周期應(yīng)用BIM技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，建設(shè)工程檔案載體也隨之發(fā)生改變，企業(yè)需要對(duì)大量基于BIM模型的電子數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，但由于BIM模型的多元化數(shù)據(jù)來源，非常不利于數(shù)字信息歸檔工作的順利進(jìn)行[1]。其中，所面臨的問題主要有兩個(gè)方面：

一方面，全局各項(xiàng)目深度應(yīng)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)(自主研發(fā)的C8BIM協(xié)同管理平臺(tái)，以下簡(jiǎn)稱：C8BIM)，增強(qiáng)了總部層面對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用集中管控能力，提升了全局項(xiàng)目一線技術(shù)人員BIM標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用能力。但是，由于數(shù)據(jù)歸檔工作的專業(yè)性與復(fù)雜性，各項(xiàng)目完工后仍以數(shù)據(jù)整理為主，尚不能通過數(shù)據(jù)過程管理的標(biāo)準(zhǔn)化工作模式形成跨專業(yè)的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用環(huán)境，仍導(dǎo)致過程資料的閑置與流失[2]。

另一方面，企業(yè)既有檔案管理系統(tǒng)的應(yīng)用，僅著眼于歷史數(shù)據(jù)的歸檔保存，缺乏整合眾多項(xiàng)目數(shù)據(jù)的能力，不具備對(duì)接局總部各業(yè)務(wù)體系現(xiàn)行系統(tǒng)的條件，企業(yè)BIM數(shù)據(jù)難以發(fā)揮被檢索的效用，亟需強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與整合能力。

因此，如何促進(jìn)數(shù)字信息與BIM技術(shù)的深入融合，發(fā)揮BIM的可視化、信息關(guān)聯(lián)性、信息完備性、信息一致性的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建基于BIM的企業(yè)數(shù)字信息歸檔與利用模式，打造“收、管、用”的協(xié)同管理機(jī)制，發(fā)揮數(shù)字信息的潛在優(yōu)勢(shì)，具有很高的研究意義[3]。

1 BIM數(shù)字信息歸檔和利用模式

1.1 BIM數(shù)字信息歸檔的目標(biāo)分析

中建八局在對(duì)企業(yè)總部、二級(jí)公司、三級(jí)公司、項(xiàng)目進(jìn)行廣泛征詢，深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，確立企業(yè)數(shù)字信息歸檔的目標(biāo)如下：

(1)BIM模型標(biāo)準(zhǔn)化

在整個(gè)建筑全生命周期內(nèi)，其核心數(shù)據(jù)以BIM模型為基礎(chǔ)。在整個(gè)周期內(nèi)的不同階段得以運(yùn)用，同時(shí)考慮到工程信息內(nèi)容的豐富性，其在數(shù)字信息歸檔竣工驗(yàn)收中，扮演著重要角色。在BIM基礎(chǔ)上，構(gòu)建完善的數(shù)字信息接收、存儲(chǔ)與利用體系，實(shí)現(xiàn)BIM模型邏輯層次、模型深度的標(biāo)準(zhǔn)化。

(2)數(shù)字信息多元化

企業(yè)廣泛、深入地應(yīng)用BIM技術(shù)，數(shù)字建造過程中，蘊(yùn)含著的數(shù)字信息必將會(huì)朝著多元化方向發(fā)展。在對(duì)這些數(shù)字信息予以集成的基礎(chǔ)上，能夠分別完成對(duì)非結(jié)構(gòu)化文檔數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化模型數(shù)據(jù)的讀取、集成等工作。

(3)檔案服務(wù)智慧化

近年來，智慧建造、數(shù)字孿生逐漸成為社會(huì)發(fā)展的一種主流?？梢栽谶\(yùn)用BIM的基礎(chǔ)上集成GIS技術(shù)，與地理空間信息進(jìn)行整合，有助于加強(qiáng)內(nèi)外信息之間的互動(dòng)與共享，推動(dòng)智慧服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建工作，進(jìn)而能夠確保數(shù)字信息服務(wù)朝著更加智慧化的趨勢(shì)向前發(fā)展。

1.2 總體架構(gòu)層次

中建八局的BIM數(shù)字信息歸檔和利用模式是一個(gè)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)工作人員構(gòu)成的一種綜合體。本研究中運(yùn)用概念架構(gòu)，按照由低到高順序，對(duì)BIM數(shù)字信息歸檔與利用模式下的不同內(nèi)容予以分層整合，由此構(gòu)成系統(tǒng)總體架構(gòu)層次。

圖1 數(shù)字信息歸檔的總體架構(gòu)層次

(1)基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層是BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的最底層，主要包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)。硬件設(shè)備中，具體涉及到服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備等。軟件操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與硬件設(shè)備同處于基礎(chǔ)層。

(2)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)管理的對(duì)象，按照數(shù)據(jù)來源可分為電子檔案、BIM數(shù)字資源和專題檔案數(shù)據(jù)三部分。

(3)管理應(yīng)用層

應(yīng)用層涵蓋BIM模型管理、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)利用等BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的主要功能。

(4)運(yùn)行機(jī)制層

該層次具體涉及到與BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)運(yùn)行存在密切聯(lián)系的工作人員、組織機(jī)制等等，其職能在于能夠確保BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的功能得以順利實(shí)現(xiàn)，并在某種程度上起到約束模式運(yùn)行的效果。

(5)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

BIM數(shù)字管理檔案實(shí)施中，規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化是其主要實(shí)施原則。同時(shí)，在BIM數(shù)字信息歸檔進(jìn)程中，也是其重要組成部分。在數(shù)字形式多樣化發(fā)展大背景下，相關(guān)技術(shù)、設(shè)備不斷發(fā)展變化。面對(duì)數(shù)字資源共享的迫切需求，企業(yè)需結(jié)合建設(shè)工程實(shí)際，逐步推出BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系[4]。

(6)安全保密體系

圖2 企業(yè)數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)圖

管理檔案信息時(shí)，BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)采取的是信息技術(shù)模式。所以，在構(gòu)建及管理該系統(tǒng)的過程中，必須輔之以必要的安全保密體系。BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的安全包括網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、信息安全、物理安全等方面。

1.3 管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

(1)系統(tǒng)底層

該層包括BIM輕量化引擎、工作流引擎、搜索引擎、數(shù)據(jù)分析引擎。其中BIM輕量化引擎是BIM輕量化技術(shù)的具體代表與實(shí)現(xiàn)，其功能和性能決定BIM模型數(shù)據(jù)能否實(shí)現(xiàn)輕量化顯示、分析、處理，是BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)能否落地的基礎(chǔ)條件。一般采用WebGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)，不僅適用于各類Web瀏覽器，也適用于移動(dòng)App應(yīng)用，是當(dāng)前BIM輕量化引擎產(chǎn)品的主流技術(shù)與方向[5]。

(2)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層

該層由企業(yè)檔案管理與工程檔案管理兩部分組成。

1)企業(yè)檔案管理。該層采用模塊化容器技術(shù)，對(duì)于企業(yè)不同部門業(yè)務(wù)信息融合接口予以預(yù)留。各功能模塊之間可以衍生出新的功能，同時(shí)修改局部功能之后，并不會(huì)對(duì)整體及部分功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響，為逐步整合其它先行系統(tǒng)的數(shù)字信息提供技術(shù)條件[6]。

2)工程檔案管理。全局BIM應(yīng)用協(xié)同管理的價(jià)值已逐步顯現(xiàn)。基于BIM協(xié)同管理進(jìn)行收集、更新、管理工程檔案信息過程中，能夠?qū)φ麄€(gè)項(xiàng)目生命周期的不同階段、不同主體提供系統(tǒng)全面的信息內(nèi)容，進(jìn)而有助于提升整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)管理水平，提升項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量水平等等。

(3)系統(tǒng)門戶。

1)GIS數(shù)字信息展示。以BIM數(shù)字信息歸檔接收和移交標(biāo)準(zhǔn)、收檔范圍為前提，并綜合運(yùn)用目前云數(shù)據(jù)、GIS技術(shù)手段，有效地把大數(shù)據(jù)等技術(shù)與BIM模型聯(lián)系起來，共同推動(dòng)數(shù)字信息歸檔信息化管理平臺(tái)建設(shè)。與此同時(shí)，將BIM模型與數(shù)字信息歸檔資料進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而能夠以對(duì)象為主體，推動(dòng)企業(yè)可視化管理的發(fā)展。

2)數(shù)字信息歸檔自定義利用。研發(fā)基于BIM的數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)，挖掘數(shù)字信息檔案利用價(jià)值，擴(kuò)寬數(shù)字信息檔案服務(wù)空間，持續(xù)為企業(yè)不同管理人員及其相關(guān)部門工作人員提供更加完善有效的基礎(chǔ)數(shù)字信息[7]。

圖3 企業(yè)數(shù)字信息GIS展示

1.4 數(shù)字信息的收集、管理、利用方式

中建八局?jǐn)?shù)字信息歸檔，是以工程項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)與企業(yè)自身行政管理融合形成。企業(yè)的數(shù)字信息歸檔立足于工程項(xiàng)目的數(shù)字檔案管理，以BIM模型為載體，將工程建設(shè)數(shù)字信息與模型深入關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)基于BIM模型的數(shù)字信息歸檔[8]。

(1)數(shù)字信息歸檔收集方式

確定基于BIM數(shù)字信息歸檔范圍，進(jìn)而確定系統(tǒng)數(shù)字信息歸檔對(duì)于模型的要求，有助于優(yōu)化BIM數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的數(shù)字信息收集方式。同時(shí)，該系統(tǒng)通過與目前數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)間的集成，對(duì)于不同系統(tǒng)信息資源收集、優(yōu)化、整合，全面提升數(shù)字信息檔案管理的數(shù)字信息歸檔收集水平。在具體實(shí)施中，BIM的作用在于能夠?qū)π畔?nèi)容進(jìn)行高度優(yōu)化整合，系統(tǒng)搭建過程中，有機(jī)地把數(shù)字信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、BIM數(shù)據(jù)庫整合起來，由此形成緊密的邏輯聯(lián)系[9]。

圖4 工程數(shù)字信息與BIM模型深入關(guān)聯(lián)

(2)數(shù)字信息歸檔管理方式

在BIM數(shù)字信息歸檔數(shù)據(jù)庫的前提下，確定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具體涉及數(shù)字信息存儲(chǔ)、檢索以及BIM模型的諸多數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)，確保歸檔信息的規(guī)范性、共享性。其中，對(duì)于技術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，具體涉及數(shù)據(jù)加密算法規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓縮格式規(guī)范等多個(gè)方面[10]。

(3)數(shù)字信息歸檔利用方式

數(shù)字信息歸檔適用對(duì)象可分為企業(yè)檔案、工程檔案兩大類。企業(yè)數(shù)字信息歸檔工作，是以職責(zé)范圍為前提進(jìn)行工作開展的。其中，信息載體為BIM模型。將全部數(shù)字信息在BIM模型中予以集成歸檔，實(shí)現(xiàn)將數(shù)字信息歸檔、信息資源共享的效果。面對(duì)不同對(duì)象的實(shí)際需求，提供針對(duì)性服務(wù)，發(fā)揮企業(yè)數(shù)字信息歸檔的數(shù)據(jù)價(jià)值，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)[11]。

2 BIM對(duì)數(shù)字信息歸檔的價(jià)值

通過上文總結(jié)分析BIM發(fā)展現(xiàn)狀及數(shù)字信息歸檔模式的相關(guān)內(nèi)容，全面、系統(tǒng)地推動(dòng)二者的融合發(fā)展，具有非常重要的意義。

(1)數(shù)字信息檔案與工程實(shí)體關(guān)聯(lián)

傳統(tǒng)數(shù)字信息歸檔過程，僅僅憑借上報(bào)資料的檢查，難以對(duì)不同時(shí)期的發(fā)展實(shí)際予以清晰明確的了解。將BIM所具有的可視化的特點(diǎn)運(yùn)用到建筑全生命周期，在BIM模型中完成文檔信息檢索、編輯等工作?？梢钥焖倭私獠煌瑪?shù)字信息檔案之間的聯(lián)系以及實(shí)體項(xiàng)目和數(shù)字信息歸檔之間的差異，對(duì)整個(gè)建筑生命周期的內(nèi)容予以及時(shí)有效的分析，進(jìn)而最大程度地提升數(shù)字信息歸檔水平[12]。

(2)數(shù)字信息歸檔之間的橫向關(guān)聯(lián)

現(xiàn)階段，對(duì)數(shù)字信息歸檔文件材料以及圖紙的收集，大多是以二維狀態(tài)存在著，項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)內(nèi)容在不同文件和圖紙中分布較為分散，不同信息間缺乏關(guān)聯(lián)性，不利于數(shù)字信息的綜合利用。運(yùn)用BIM管理工程項(xiàng)目，諸多工程數(shù)據(jù)信息予以匯集。一方面，能夠展現(xiàn)出各種建筑信息之間存在著的縱向時(shí)間關(guān)聯(lián)； 另一方面，也能夠從中體現(xiàn)不同建筑工程間存在的橫向空間關(guān)聯(lián)，進(jìn)而確保數(shù)字信息歸檔的系統(tǒng)化發(fā)展。

(3)全生命期的數(shù)字信息歸檔服務(wù)

在建筑整個(gè)生命周期中，均會(huì)涉及到BIM模型相關(guān)內(nèi)容，憑借其參數(shù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，確保信息模型隨過程更改而自動(dòng)演化。同時(shí)，隨著BIM的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)竣工模型的更新、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)字信息歸檔模式，真正做到數(shù)字信息歸檔與建造過程數(shù)據(jù)一致性。另外，考慮到項(xiàng)目建設(shè)整個(gè)階段，均可應(yīng)用到BIM模型，對(duì)于整個(gè)生命周期不同階段產(chǎn)生的資料均可基于BIM模型予以完整記錄。所以，基于BIM數(shù)字信息進(jìn)行接收和保管工作時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)從項(xiàng)目建設(shè)全生命周期數(shù)字信息管理入手。

3 總結(jié)

本文研究，從數(shù)字信息檔案與BIM技術(shù)深入融合的角度，綜合分析了將數(shù)字信息歸檔與BIM技術(shù)相結(jié)合的模式，探索企業(yè)數(shù)字信息歸檔智慧化的技術(shù)路徑，構(gòu)建企業(yè)級(jí)數(shù)字信息歸檔系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，顯著地提升了企業(yè)數(shù)字信息綜合利用水平。