孫利波，劉濤，胡亞東

1 引言

近年來，國家和地方政府出臺了多項政策，大力推廣普及BIM技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用。BIM技術(shù)的核心是信息的輸入、交互、提取、管理和應(yīng)用。3D模型是信息的載體，4D、5D、6D是產(chǎn)品全生命周期信息的延續(xù)和應(yīng)用，也是BIM的效益所在。

目前國內(nèi)外的BIM技術(shù)已經(jīng)進入飛速發(fā)展的階段。歐美國家起步比較早，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用的同時也孕育了多個軟件平臺，例如Tekla、Autodesk、Solibri等。我國雖然起步晚，但BIM發(fā)展趨勢已經(jīng)明朗。企業(yè)開始加速挖掘BIM相關(guān)的數(shù)據(jù)，聚焦BIM在工程量計算、投標決策等方面的應(yīng)用，并實踐BIM的集成項目管理、后期維護等[1-3]。

隨著工程總承包市場的發(fā)展，業(yè)務(wù)競爭也越來越激烈，承包商通常以削減利潤的方式，低價中標獲得工程項目施工權(quán)。同時，由于傳統(tǒng)二維CAD圖紙設(shè)計時代，工藝、建筑、結(jié)構(gòu)、機電等各個專業(yè)的設(shè)計工作相互獨立，缺乏精準有效的溝通與協(xié)調(diào)，造成設(shè)計內(nèi)容反復修改、施工經(jīng)常返工、建造成本上升、資源浪費嚴重，因此迫切需要采用BIM技術(shù)手段提升公司的設(shè)計質(zhì)量、效率和工程建設(shè)管控能力，實現(xiàn)降本增效。基于BIM大數(shù)據(jù)的BIM平臺是貫穿項目實施各部門各階段信息孤島的高效手段，是信息化管理體系的必然選擇。

2 BIM平臺需求分析

2.1 公司實施BIM管理平臺前的信息化情況

公司在實施BIM管理平臺前有多個信息系統(tǒng)，盡管各系統(tǒng)在其各自應(yīng)用范圍內(nèi)使用效果良好，但是從整個公司信息化管理來說，存在以下問題：

（1）數(shù)據(jù)格式多樣，異構(gòu)數(shù)據(jù)整合難：數(shù)據(jù)來源廣泛多樣，種類繁多，對大量異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合和管理是突出難點。

（2）各系統(tǒng)割裂、分散：企業(yè)各信息化系統(tǒng)大多是各自獨立的，各系統(tǒng)間無法直接進行數(shù)據(jù)交換。由于各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)無法直接共享，項目人員在進行業(yè)務(wù)處理時，需人工重復輸人大量的冗余數(shù)據(jù)，這不僅增加了工作負擔，造成大量冗余存儲，也容易因操作失誤或數(shù)據(jù)并行修改導致數(shù)據(jù)沖突。

（3）信息化管理及決策水平低：盡管企業(yè)已經(jīng)擁有若干信息化系統(tǒng)，但其應(yīng)用范圍仍以單個業(yè)務(wù)的應(yīng)用為主，嚴重依賴從業(yè)人員的經(jīng)驗，項目和項目之間的共性需求難以發(fā)現(xiàn)，各項目間的共性知識和規(guī)律無法積累，難以有效積累工程知識、提高信息化管理和智能決策的水平。

2.2 BIM平臺關(guān)鍵需求

針對上述問題，BIM平臺要解決以下關(guān)鍵需求：

（1）實現(xiàn)基于BIM數(shù)據(jù)的EPC工程全生命周期內(nèi)信息協(xié)同共享。

EPC工程全生命周期內(nèi)，從前期投標到最后項目交付運維，數(shù)據(jù)來源多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各異，BIM平臺要實現(xiàn)各類信息系統(tǒng)的整合。建設(shè)針對EPC工程項目的全過程數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)項目過程數(shù)據(jù)共享，減少數(shù)據(jù)的重復錄入。

（2）EPC工程項目運行過程中，也會涉及到和業(yè)主、供應(yīng)商、分包商等進行數(shù)據(jù)交互，BIM平臺要能實現(xiàn)數(shù)據(jù)按分類、權(quán)限等的流轉(zhuǎn)，如圖2所示。

圖1 BIM數(shù)據(jù)協(xié)同共享

圖2 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

（3）大數(shù)據(jù)分析。BIM平臺海量數(shù)據(jù)積累以后，包括設(shè)計模型信息、工程項目業(yè)務(wù)信息、與業(yè)主供應(yīng)商分包商交互的文檔信息等，需要采用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值，為企業(yè)的發(fā)展提供決策支撐。

3 公司BIM平臺規(guī)劃及實現(xiàn)方式

3.1 BIM平臺規(guī)劃

結(jié)合公司信息化現(xiàn)狀和BIM平臺發(fā)展需求，公司BIM平臺（如圖3所示）包括了BIM數(shù)據(jù)庫層、BIM應(yīng)用支撐層、應(yīng)用集成層（界面集成、數(shù)據(jù)集成、用戶/權(quán)限集成）、業(yè)務(wù)管理層、大數(shù)據(jù)分析層（項目收付款、進度、資金流等）、用戶層（領(lǐng)導層、職能部門層、項目實施人員、業(yè)主層、分包商層等）[4，5]。

（1）BIM數(shù)據(jù)庫：用于存儲各類數(shù)據(jù)；

（2）BIM應(yīng)用支撐層：用于支撐BIM平臺的運行；

（3）應(yīng)用集成層：集成公司其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)；

（4）業(yè)務(wù)管理層：通過BIM平臺管理公司業(yè)務(wù)流程；

（5）大數(shù)據(jù)分析層：用于對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析及領(lǐng)導層決策；

圖3 數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計

（6）用戶層：用于不同的用戶登錄查看不同的數(shù)據(jù)。

BIM平臺架構(gòu)具有通用性、擴展性和靈活性。通用性是為不同的項目管理模式和組織架構(gòu)提供統(tǒng)一的接口，適應(yīng)公司業(yè)務(wù)發(fā)展需求和組織結(jié)構(gòu)的變動；擴展性是為了過程中能夠保證各模塊數(shù)據(jù)的相對獨立性，降低模型間的相互影響；靈活性是為了在數(shù)據(jù)存儲、接口開發(fā)、流程配置上具有可調(diào)整和定制性。

3.2 BIM平臺實現(xiàn)方式

（1）BIM開發(fā)模式

采用ASP.NET、JAVA等結(jié)合工作流引擎、報表工具等建立公司BIM平臺。

（2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計架構(gòu)如圖3所示，實現(xiàn)公司業(yè)務(wù)鏈數(shù)據(jù)，以及與其他平臺的交互數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)維護

包括建設(shè)BIM中心數(shù)據(jù)庫的容災容錯、數(shù)據(jù)庫的定期備份機制、BIM主數(shù)據(jù)庫與相關(guān)系統(tǒng)（PEC、財務(wù)）間數(shù)據(jù)連接及共享方式。

4 BIM平臺在天津院的應(yīng)用案例展示

4.1 BIM平臺功能框圖

針對BIM業(yè)務(wù)需求，BIM平臺主要有市場管理、設(shè)計管理、工程管理、運維管理、供應(yīng)商協(xié)同、完全管理以及系統(tǒng)管理等功能模塊（如圖4所示）。

（1）市場管理模塊包括市場開拓、市場投標、合同簽署、項目統(tǒng)計等功能，統(tǒng)一進行網(wǎng)上記錄、審批和維護，可掌握每項業(yè)務(wù)各個階段的進度完成情況、預計成交額、拜訪記錄等信息，并提供各項分析報表，為企業(yè)強化或調(diào)整銷售策略提供依據(jù)。

圖4 BIM平臺功能框圖

（2）設(shè)計管理模塊包括項目管理、網(wǎng)上審批和模型上傳等，在平臺上實現(xiàn)了部門任務(wù)分配、績效分解、項目任務(wù)分解、完成進度查詢以及基于3D的模型審查、圖紙存檔記錄等功能。

（3）工程管理模塊包括項目策劃、4D5D模擬、進度管理、施工管理、費用管理及質(zhì)量管理。實現(xiàn)了項目經(jīng)理對項目的管理策劃；通過輕量化模型實現(xiàn)了可視化虛擬施工；能夠及時對工程項目進度進行反饋和監(jiān)控；通過移動互聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場物資入庫、出庫管理；通過可視化流程保證項目費用和成本的精細化管控。

（4）運維管理模塊提供可視化的生產(chǎn)管理和運維平臺，將三維模型、信息屬性、監(jiān)測數(shù)據(jù)等有機結(jié)合，實現(xiàn)三維可視化動態(tài)設(shè)備管理；實現(xiàn)遠程調(diào)試、監(jiān)控、協(xié)助和遠程維護；實現(xiàn)區(qū)域化多工廠備件統(tǒng)籌計劃，提高效率，降低成本。

（5）供應(yīng)商協(xié)同模塊為合作伙伴提供了一個高效的協(xié)同商務(wù)平臺，通過在線協(xié)作，減少了人工費用；實現(xiàn)了掃碼系統(tǒng)在裝箱管理的應(yīng)用，減少了企業(yè)方的入庫工作量；實現(xiàn)了電子開票與電子對賬的應(yīng)用，提高財務(wù)透明度。

（6）安全管理模塊圍繞人員、設(shè)備、流程、環(huán)境等項目各環(huán)節(jié)的接入，通過硬件設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集、平臺的統(tǒng)計分析及業(yè)務(wù)處理的閉環(huán)流程，滿足項目人員、勞務(wù)人員、企業(yè)及集團等多維度用戶的使用。

（7）系統(tǒng)管理模塊用于平臺管理人員對平臺進行管理維護、統(tǒng)一設(shè)置組織機構(gòu)并分配功能權(quán)限；同時，用于平臺開發(fā)人員對平臺功能進行開發(fā)和擴展。

4.2 主要功能展示

4.2.1 Web端

系統(tǒng)主界面如圖5所示，用戶登錄后能夠看到個人待辦事項、已辦事項、相關(guān)消息等。根據(jù)權(quán)限設(shè)計，個人能夠看到相應(yīng)模塊功能，進行相關(guān)數(shù)據(jù)查詢、提交、審批等。同時根據(jù)業(yè)務(wù)需要，開設(shè)了業(yè)主訪問端口、供應(yīng)商訪問端口、分包商訪問端口，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)間的實時傳遞和交互，也保證了數(shù)據(jù)的準確性。

4.2.2 APP端

圖5 BIM平臺主界面

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，移動端APP的應(yīng)用對BIM數(shù)字化具有顯著的好處。可在APP上錄入信息，數(shù)據(jù)直接返回管理平臺統(tǒng)一匯總，提高了發(fā)運工作效率。查詢時，通過APP即可查看所有數(shù)據(jù)，方便快捷，提高了查詢效率。系統(tǒng)主界面如圖6所示，APP端主要實現(xiàn)了以下功能：

圖6 APP主界面

（1）掃碼功能，方便供應(yīng)商在裝箱、物流等環(huán)節(jié)的出入庫管理；

（2）發(fā)起流程和待辦任務(wù)功能，工作人員可隨時隨地，高效完成流程的審批全過程；

（3）人員管理功能，提供員工簽到、定位、工作日志填寫等功能；

（4）國際化功能，提供中/英文版本，根據(jù)工作需要實現(xiàn)自由切換；

（5）施工現(xiàn)場設(shè)備安裝工人可將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳回管理平臺，為項目高效運行提供數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)語

本文結(jié)合天津院BIM平臺的關(guān)鍵需求對BIM平臺規(guī)劃、BIM平臺實現(xiàn)方式（包括開發(fā)模式，數(shù)據(jù)庫設(shè)計計及維護方法）、BIM平臺功能等進行了詳細論述。通過BIM平臺的建立及應(yīng)用，大幅提高了工程預算、工程管理和采購物流的精細化控制。