BIM CDE 在將軍澳海水化淡廠項(xiàng)目中的應(yīng)用與探索

張保平 賈德登 王基業(yè) 尹丞玉

(中國(guó)建筑工程（香港）有限公司)

近年來(lái)，隨著香港特區(qū)政府對(duì)建筑信息模型（Building Information Modeling，以下簡(jiǎn)稱為：BIM）技術(shù)的推廣，越來(lái)越多的在港項(xiàng)目將BIM 技術(shù)納入工程建設(shè)管理的重要環(huán)節(jié)。但BIM 的本質(zhì)意義并不是構(gòu)建項(xiàng)目模型，而是使項(xiàng)目信息可以通過(guò)模型完整的由設(shè)計(jì)階段到施工階段再到運(yùn)營(yíng)階段進(jìn)行傳遞，在傳遞過(guò)程中，信息會(huì)不斷地細(xì)化、豐富。

建筑是一個(gè)龐大且多樣的系統(tǒng)，建造過(guò)程更是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程，其中涉及到的專業(yè)、參與方與使用方眾多，過(guò)程中產(chǎn)生與傳遞的信息量也同樣巨大，而這些信息隨著建造與使用過(guò)程又是呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的，且需要多方協(xié)調(diào)[1]。所以建筑行業(yè)一直在尋找一個(gè)合理的管理方法，把建筑產(chǎn)生的信息進(jìn)行有效管理，并且提升各個(gè)參與方之間信息的溝通與協(xié)作效率。

經(jīng)過(guò)建筑行業(yè)的不斷探索與發(fā)展，通用數(shù)據(jù)環(huán)境（Common Data Environment,以下簡(jiǎn)稱為：CDE）首次在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 1192-2007 當(dāng)中提及，現(xiàn)如今CDE 大多遵循ISO19650 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。CDE 的出現(xiàn)使信息的交流變得更加標(biāo)準(zhǔn)、高效與流暢。

本文以將軍澳海水化淡廠項(xiàng)目為例，詳細(xì)的介紹CDE在實(shí)際工程中的使用情況。

1.CDE 的介紹

1.1 CDE 定義

通用數(shù)據(jù)環(huán)境是：用于為整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)收集、管理和傳播文檔、圖形模型和非圖形數(shù)據(jù)的單一信息源。創(chuàng)建這個(gè)單一信息源有助于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員之間的協(xié)作，并有助于避免重復(fù)和錯(cuò)誤。換句話說(shuō)，CDE 是項(xiàng)目在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)階段信息管理所需要使用的一系列方法和工具。

1.2 CDE 的內(nèi)容

首先，根據(jù)ISO19650 項(xiàng)目信息管理標(biāo)準(zhǔn)，將CDE 中涉及到的信息分為3 類：文檔、數(shù)據(jù)信息和幾何/圖形信息。之后，CDE 還對(duì)信息所處的狀態(tài)進(jìn)行了分類，分別為：工作中、共享、發(fā)布和存檔這四種狀態(tài)，如圖1 所示[2]。

圖1 ISO 19650-1中的CDE概念

CDE 定義了不同類型的信息在不同狀態(tài)下的管理方法，這三類工程信息在經(jīng)歷四種狀態(tài)時(shí)，會(huì)用到不同種類的工具，也會(huì)涉及到不同的管理流程與要求。例如：當(dāng)工程信息是文件類時(shí)，可能使用的軟件工具、管理流程、審核標(biāo)準(zhǔn)會(huì)與圖形信息的處理不同，但都會(huì)經(jīng)過(guò)工作中、共享、發(fā)布與存檔這四種狀態(tài)。

1.3 CDE 的意義與優(yōu)勢(shì)

通過(guò)對(duì)CDE 的深入了解與學(xué)習(xí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，在日常的工作當(dāng)中，很多工作的流程與方式都有CDE 的影子，CDE 其實(shí)就是把我們?nèi)粘ｍ?xiàng)目信息管理中的各種習(xí)慣進(jìn)行了規(guī)范，整理成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。那么CDE 的優(yōu)勢(shì)有那些呢？首先，增強(qiáng)協(xié)作，所有的項(xiàng)目數(shù)據(jù)和信息都在一個(gè)集中的系統(tǒng)中匯集與更新，這提高了團(tuán)隊(duì)內(nèi)部和跨團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作。其次，提高效率與質(zhì)量，CDE 減少了手動(dòng)重新創(chuàng)建數(shù)據(jù)的需要，從而減少了由于輸入錯(cuò)誤導(dǎo)致的信息丟失。最后，安全性，有了CDE，管理者和IT 人員可以更好地控制數(shù)據(jù)和信息，使其具有更高的安全性[3]。

2.常用的CDE 平臺(tái)

很多人認(rèn)為CDE 是一款起到協(xié)同與共享作用的軟件或平臺(tái)，其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)，CDE 不局限于此。CDE 從來(lái)不是一款軟件或一個(gè)產(chǎn)品，它對(duì)應(yīng)的是一個(gè)具有方法論、流程、標(biāo)準(zhǔn)的管理體系?，F(xiàn)如今雖然市面上存在很多CDE 平臺(tái)軟件產(chǎn)品，但其僅僅作為CDE 的載體支撐，旨為更好的服務(wù)CDE 運(yùn)作，單純的CDE 產(chǎn)品體系發(fā)揮不了作用[4]。

為了更好的應(yīng)用落實(shí)CDE，一般會(huì)根據(jù)不同的項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇最適合的CDE 平臺(tái)軟件，目前最常見(jiàn)的軟件有：Projectwise 365、Trimble connect 和BIM360，下面將簡(jiǎn)單介紹這三款軟件的特征。

2.1 ProjectWise 365

ProjectWise 365 是一個(gè)協(xié)同工作平臺(tái)，如圖2 所示，是Bentley 旗下的工程全過(guò)程管理系統(tǒng)，不但集成了各種開(kāi)放系統(tǒng)軟件的輸出成果，并通過(guò)良好的安全訪問(wèn)機(jī)制，使項(xiàng)目各個(gè)參與方在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上協(xié)同工作。ProjectWise 365 最主要的特征為：設(shè)計(jì)復(fù)核、數(shù)據(jù)與分析及可交付成果管理等。

圖2 ProjectWise 365操作界面

2.2 Trimble Connect

Trimble Connect 以及常見(jiàn)的Tekla 系列軟件都是Trimble旗下產(chǎn)品，Trimble Connect 是一種基于云端的開(kāi)放式協(xié)作平臺(tái),如圖3 所示，可以幫助用戶輕松協(xié)作、共享和管理建筑、工程和建造項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)和信息，從而提高項(xiàng)目效率和質(zhì)量。Trimble Connect 最主要的特征為：關(guān)于設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)聯(lián)系、設(shè)計(jì)集成及數(shù)據(jù)協(xié)作等。

圖3 Trimble Connect操作界面

2.3 BIM360

BIM 360 是Autodesk 旗下的一款云構(gòu)架BIM 數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)軟件，并支持網(wǎng)頁(yè)端、移動(dòng)端、iPad 端的同步管理。主要是用來(lái)解決項(xiàng)目參與方的協(xié)同工作、施工應(yīng)用等問(wèn)題。BIM360 最主要的特征為：文件管理、協(xié)作、安全及數(shù)據(jù)分析等。本文項(xiàng)目主要使用BIM360，如圖4 所示。

圖4 將軍澳海水化淡廠BIM360主頁(yè)

3.將軍澳海水化淡廠CDE 應(yīng)用

將軍澳海水化淡廠項(xiàng)目在2022 年獲得由香港特區(qū)政府發(fā)展局及香港建造業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合頒發(fā)的CDE-綜合數(shù)碼共用平臺(tái)大獎(jiǎng)，如圖5 所示。項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、建造及接下來(lái)的運(yùn)營(yíng)階段都將使用CDE 對(duì)建筑信息進(jìn)行管理，由于項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段選擇使用的BIM 建模軟件為Revit、Civil 3D、Plant 3D 等，這些軟件都為Autodesk 系列軟件，所以CDE 的應(yīng)用仍選擇同系列的協(xié)同軟件——BIM360。下面將從四個(gè)方面，詳細(xì)介紹CDE 是如何透過(guò)BIM360 在項(xiàng)目中發(fā)揮作用的。

圖5 CDE獲獎(jiǎng)證書(shū)

3.1 建模與交換

項(xiàng)目所有模型的創(chuàng)建都直接保存在BIM360 中。未完成的模型會(huì)保存在“01 工作中”文件夾下，文件夾中會(huì)根據(jù)不同的專業(yè)進(jìn)行分類；通過(guò)審核的模型會(huì)發(fā)布在“02 共享”文件夾中，方便不同專業(yè)的模型共享，之后通過(guò)發(fā)布的模型可以直接在BIM360 上查看，這個(gè)方法確保了信息真實(shí)且單一來(lái)源。存儲(chǔ)界面如圖6 所示。

圖6 模型存儲(chǔ)界面

此外，模型的組合與交換也可在CDE 上進(jìn)行，與傳統(tǒng)的方式相比，BIM360 更具智能化。大多數(shù)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都是使用Revit 進(jìn)行建筑建模，然而有些管線設(shè)備使用Plant 3D 更為方便、快速，在BIM360 中可以將Plant 3D 轉(zhuǎn)換成Revit 兼容的格式，并進(jìn)行組合，如圖7 所示。如果對(duì)其中分模型進(jìn)行修改，組合模型也會(huì)自動(dòng)更新。

圖7 逆滲透大樓模型組合流程

3.2 碰撞檢查

大多數(shù)情況下的碰撞檢查都是使用Navisworks 軟件完成的，因?yàn)檫@款軟件的碰撞檢查功能更為強(qiáng)大，但BIM360同樣具備碰撞檢查的功能，如圖8 所示，作為組合模型碰撞檢查的二次核對(duì)更為合適，碰撞檢查的結(jié)果可以直接記錄在CDE 當(dāng)中。

圖8 BIM360中碰撞顯示

3.3 生產(chǎn)圖紙

由于將軍澳海水化淡廠項(xiàng)目采用的是正向設(shè)計(jì)，所以項(xiàng)目的圖紙都是由模型直接產(chǎn)生,如圖12 所示。項(xiàng)目參與者可以在BIM360 上直接查看圖紙，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以使用標(biāo)記功能直接圈出問(wèn)題,如圖9 所示。值得一提的是，圖紙的制作，共享與發(fā)布都會(huì)遵循CDE 的流程運(yùn)作。

圖9 逆滲透大樓模型圖紙問(wèn)題標(biāo)記

3.4 提交和批準(zhǔn)

項(xiàng)目的文檔類文件也是按照CDE 標(biāo)準(zhǔn)完成。例如：項(xiàng)目的技術(shù)方案首先會(huì)通過(guò)工程師，使用文檔軟件編制一個(gè)初步的技術(shù)方案，這個(gè)技術(shù)方案會(huì)存儲(chǔ)在“01 工作中”文件夾下，這時(shí)的文件只有同部門(mén)的人員可以查閱；之后這個(gè)技術(shù)方案經(jīng)過(guò)工程部門(mén)反復(fù)討論、修改與審核后，會(huì)保存到“02共享”文件夾內(nèi)，由于技術(shù)方案眾多，這時(shí)工程師會(huì)給方案添加相應(yīng)的分類、編號(hào)、命名、版本等，方便文檔的統(tǒng)一管理；發(fā)布完成后，相關(guān)部門(mén)的經(jīng)理會(huì)對(duì)方案進(jìn)行審核與編輯，編輯完成后，文件會(huì)發(fā)布到“03 發(fā)布”中，技術(shù)方案會(huì)上報(bào)業(yè)主的咨詢公司進(jìn)行最終審核。這樣管理的好處是，所有操作都會(huì)有痕跡，所有版本都可追溯，更方便對(duì)文檔進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理，如圖10 所示。

圖10 BIM360中文檔記錄

CDE 是建筑工程項(xiàng)目重要組成部分，它將貫穿整個(gè)建筑生命周期。

4.與傳統(tǒng)的信息傳遞方式對(duì)比

傳統(tǒng)的信息傳遞方式往往需要每一個(gè)單位互相對(duì)接多個(gè)合作單位，各個(gè)單位間的溝通非常繁瑣復(fù)雜，并且各個(gè)單位在傳遞信息的過(guò)程中非常容易產(chǎn)生由于人為因素導(dǎo)致的信息丟失；此外，信息的傳遞與更新會(huì)非常緩慢，整合信息需要花費(fèi)大量時(shí)間，如圖11 所示。

圖11 傳統(tǒng)的信息傳遞方式

CDE 對(duì)信息的管理優(yōu)勢(shì)非常明顯。首先，信息共享優(yōu)勢(shì)，參與方將工程所需傳遞的信息上傳到CDE 中，各個(gè)單位根據(jù)具體的需求自行下載，大大減少信息檢查與發(fā)布的工作量；其次，單一的信息來(lái)源，信息匯總到CDE 中，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新，并且單一來(lái)源，便于追本溯源，確保信息的可靠性；最后，高效的信息交流，不但可以提升項(xiàng)目協(xié)作效率，還能有效管理信息流，同時(shí)提高整個(gè)項(xiàng)目的透明度，有助預(yù)判和降低風(fēng)險(xiǎn)，如圖12 所示。

圖12 CDE參與的信息傳遞方式

5.CDE 應(yīng)用特點(diǎn)對(duì)比

隨著B(niǎo)IM 的出現(xiàn)與應(yīng)用，內(nèi)地也產(chǎn)生了很多類似CDE的平臺(tái)產(chǎn)品，例如：BIM 協(xié)同平臺(tái)、數(shù)字項(xiàng)目平臺(tái)、智慧工地等，這些平臺(tái)都具有文檔、圖片、數(shù)據(jù)的管理功能，在一定程度上具備了CDE 的特性。但從各式各樣的平臺(tái)類產(chǎn)品我們可以看出：雖然這些平臺(tái)類產(chǎn)品具備CDE 的意識(shí)形態(tài)，但仍沒(méi)能總結(jié)出一套完整的CDE 管理標(biāo)準(zhǔn)與方法體系。

CDE 出現(xiàn)的意義是將管理的共性需求梳理出來(lái)：把一系列的管理訴求結(jié)合技術(shù)現(xiàn)狀總結(jié)成了一套規(guī)范的方法，然后再反過(guò)來(lái)促進(jìn)產(chǎn)品發(fā)展[5]。

但國(guó)內(nèi)的平臺(tái)類產(chǎn)品略過(guò)了總結(jié)共性方法的階段，直接用平臺(tái)工具來(lái)滿足各種不同的管理需求，所以才使得“CDE”這個(gè)詞越來(lái)越產(chǎn)品化，也使越來(lái)越多的人忽略了CDE 更重要的方法論。如果沒(méi)有方法的支撐，單單CDE 平臺(tái)的意義并不大[5]。

6.結(jié)論

在BIM 的理論體系中，CDE 是一個(gè)非常重要的概念，但目前在國(guó)內(nèi)卻很少被提及，甚至還沒(méi)有統(tǒng)一的官方稱呼，有的譯為公共數(shù)據(jù)環(huán)境，還有的譯為共用數(shù)據(jù)環(huán)境、通用數(shù)據(jù)環(huán)境等等。

CDE 對(duì)應(yīng)的并不只是一個(gè)軟件，單純的軟件不能解決問(wèn)題，需要有配套的方法，就像“BIM”不單是一個(gè)軟件一樣，CDE 背后對(duì)應(yīng)的是一種標(biāo)準(zhǔn)的管理方法與過(guò)程，而這種標(biāo)準(zhǔn)的管理方法與過(guò)程可以更好的規(guī)范在建筑全生命周期中產(chǎn)生的各種信息。

與此同時(shí)，CDE 同樣具有一定的局限性。首先，目前CDE 的應(yīng)用很依賴各種云平臺(tái)軟件，而這些平臺(tái)依賴于互聯(lián)網(wǎng)空間的云基礎(chǔ)；其次，數(shù)據(jù)的安全性，這是所有云端都會(huì)面臨的共同問(wèn)題；最后，購(gòu)買(mǎi)成本，目前很多CDE 的軟件系統(tǒng)都是收費(fèi)的，BIM 軟件也一樣，項(xiàng)目想要實(shí)現(xiàn)完整的CDE 管理體系，前期的投入是不可避免的。

雖然CDE 的發(fā)展與推廣還有很長(zhǎng)的路要走，但是所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是無(wú)可非議的，任何事物的發(fā)展都需要時(shí)間的積累，相信在不久的將來(lái)CDE 將在建筑工程領(lǐng)悟發(fā)揮越來(lái)越核心的作用。