陳 禹 陳 燕 黃耀慶 王熙杰

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

2021年是“十四五”開局起步之年，在國家戰(zhàn)略體系引領(lǐng)下，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化升級改造再次被提上日程?；谌嫣嵘鞘衅焚|(zhì)，在推動建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面，全國各代表也紛紛表示要加快推進以BIM（建筑信息模型）數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)，實現(xiàn)設(shè)計、采購、生產(chǎn)、建造、交付、運行維護建筑全生命周期的信息化共享和一體化應(yīng)用等。

BIM是建筑數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新代表性技術(shù)，BIM核心理念與建筑全生命周期一致，皆是一體化交付完整建筑項目的推崇手段和方式?；贐IM模型的全生命周期應(yīng)用，愈發(fā)推動建筑往標準化、規(guī)范化、信息化和透明化發(fā)展。基于BIM的全過程項目管理，由BIM單點應(yīng)用、點階段、單參與應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)槿芷?、眾多參與方應(yīng)用，其實質(zhì)就是項目的全過程數(shù)字化協(xié)同化管理[1-4]。項目各參與方在項目初期就介入管理，基于數(shù)字化協(xié)同管理平臺，實現(xiàn)工作流與數(shù)字化資料管理的無縫結(jié)合，達到項目各參與方協(xié)同工作的目的，以全過程管理的角度對項目進行系統(tǒng)的規(guī)劃與管理。

1 基于業(yè)主需求的BIM協(xié)同管理平臺

本平臺是以業(yè)主為主導(dǎo)的數(shù)字化協(xié)同管理平臺，支持多項目管理，能夠整合工程項目的模型、文檔、圖紙等靜態(tài)數(shù)據(jù)，也能實現(xiàn)多用戶之間信息的交互和共享。在工程各個階段，以虛擬現(xiàn)實為基礎(chǔ)，基于BIM技術(shù)可視化監(jiān)管，大數(shù)據(jù)自動挖掘分析，為業(yè)主決策提供依據(jù)；流程自定義，實現(xiàn)多參與方在線業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，互聯(lián)協(xié)同輔助業(yè)主全過程管理；基于業(yè)主需求實行線上線下管理相結(jié)合，助力實現(xiàn)數(shù)字化、精細化、智能化管理。不同于施工單位應(yīng)用的管理平臺，其特點是基于業(yè)主角度，從全過程入手，即除了常規(guī)的對現(xiàn)場質(zhì)量安全進行把控，另一方面則是從業(yè)務(wù)流程角度考慮，招采流轉(zhuǎn)審批便捷化操作，為項目投資決策的及時性提供支持。

2 項目案例

2.1項目簡介

本平臺基于上海市重點創(chuàng)新城區(qū)，項目總用地面積17 525 m2，總建筑面積271 423 m2。項目總體包括辦公塔樓、商業(yè)裙房，地下室3層，與周邊地塊的地下空間整體開發(fā)，綜合利用。

2.2應(yīng)用需求

該項目基于其特殊性及重點性，亟需通過BIM數(shù)字化協(xié)同管理平臺，對工程性能、質(zhì)量、安全、進度等方面進行集成化管理，其需求分析如下：

1）本項目投資大、工期緊、影響范圍大，現(xiàn)有的建設(shè)管理模式難以滿足項目的管理需要，借助BIM協(xié)同管理平臺，基于BIM模型對項目建筑信息、進度信息以及各類現(xiàn)場動態(tài)信息進行全面管控，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一綜合管理，為智慧城市的建設(shè)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。

2）本項目建設(shè)參與方有業(yè)主、項管、設(shè)計、勘察、監(jiān)理、各專業(yè)顧問、各專業(yè)咨詢、施工總承包、各施工分包、供應(yīng)商等，同時工程需與市政管線公司、軌道交通等多家單位協(xié)調(diào)，導(dǎo)致工程信息總量龐大，交互需求緊迫，基于BIM協(xié)同管理平臺，能夠有效緩解各階段項目信息斷層問題，打通各階段、各專業(yè)、各參與方之間的信息傳遞，實現(xiàn)項目信息數(shù)字化輸入、儲存、傳遞、輸出等功能，大大保證了數(shù)據(jù)的實時性、準確性及可追溯性，提升了工作效率。

3）本項目涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)、機電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等各專業(yè)模型，搭建模型的軟件不完全相同，項目體量大，對模型數(shù)據(jù)整合，基于Web交付難度大，借助BIM協(xié)同管理平臺，能夠?qū)Ω黝惸Ｐ驼虾筮M行管理。此外，針對大體量的模型優(yōu)化處理，還將進一步開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，最大限度地讓各參建方基于該平臺即可直觀瀏覽項目整體模型，同時將質(zhì)量、安全、風(fēng)險所涉及的位置標注在模型上，便于管理方及時發(fā)現(xiàn)、處理問題。利用模型反映現(xiàn)場施工進度，方便管理方實時把控現(xiàn)場情況，從而進行項目決策。

4）本項目為區(qū)重點項目，需定期進行項目匯報及形象展示，基于BIM協(xié)同管理平臺，利用其數(shù)據(jù)集成的特點，能夠?qū)椖繌慕ㄔO(shè)初期到項目建成整個過程的工程信息進行追溯，完整還原整個建設(shè)周期，同時結(jié)合BIM＋GIS技術(shù)，對項目整體效果進行最優(yōu)展示，對項目起到了很好的宣傳作用。

5）本項目涉及專業(yè)、設(shè)備多，采購需求大，對項目招標采購進行及時、有效的管理，也是該項目建設(shè)方最大的需求之一，基于BIM協(xié)同管理平臺的流程管理功能，利用平臺流程自定義及表單自定義的功能，能夠?qū)椖空麄€周期內(nèi)所有的招采項目進行流程化的自定義配置，發(fā)起—審批—閉合一系列完整的業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)項目精細化管控。

6）本項目服務(wù)周期長，人員變動大，基于BIM協(xié)同管理平臺，能夠使項目前后期人員無差別對接，大大提升了工作的效率，實現(xiàn)建設(shè)項目管理信息化。

2.3搭建原則

1）可靠性原則：盡可能采用當前穩(wěn)定的信息技術(shù)，能夠保證落地應(yīng)用，穩(wěn)定運營。服務(wù)器本地端保障了數(shù)據(jù)的安全可靠。

2）落地性原則：進度管控按現(xiàn)場實際情況定制模塊，而非理論進度，現(xiàn)場進度及時獲取，實現(xiàn)有效管理；現(xiàn)場質(zhì)量安全管理，配置和現(xiàn)場一致的流程，貼合現(xiàn)場操作習(xí)慣；流程實現(xiàn)完全自定義，定義審核人員、內(nèi)容、審核形式等，滿足單線、多線流程自定義，滿足現(xiàn)場不同階段流程需求，保障項目有效推進。

3）操作便利原則：平臺操作步驟實行三步走原則，即盡可能簡化操作步驟及流程；資料管理實現(xiàn)拖拽功能，可批量上傳下載記錄，使用操作更加便捷；整個模塊錄入項盡可能進行選項預(yù)設(shè)，或?qū)崿F(xiàn)已錄入信息記憶功能。減少使用人員操作失誤率，提高日常工作效率。

4）輕量化原則：結(jié)合市面上成熟的輕量化引擎，基于項目實際需求，進行二次開發(fā)，進而進一步提高模型輕量化程度。

5）目標確定性原則：平臺搭建初期，通過調(diào)研等方式了解業(yè)主需求及項目應(yīng)用目標，進而形成BIM協(xié)同管理平臺搭建策劃書，同時，與軟件開發(fā)團隊緊密溝通，以最優(yōu)方案實現(xiàn)平臺效果。

3 基于業(yè)主需求的BIM數(shù)字化協(xié)同管理平臺

3.1系統(tǒng)框架

本文提出的基于BIM需求的BIM協(xié)同管理平臺，是從業(yè)主角度出發(fā)，分析管理者應(yīng)用需求，并結(jié)合項目特點及實際情況，搭建基于BIM的協(xié)同管理系統(tǒng)框架，該系統(tǒng)主要把控三大主線：以模型管理為導(dǎo)向的協(xié)同管理系統(tǒng)，以流程管理為導(dǎo)向的協(xié)同管理系統(tǒng)，以文檔管理為導(dǎo)向的協(xié)同管理系統(tǒng)（圖1）。

圖1 BIM協(xié)同管理平臺搭建主線

3.2平臺邏輯架構(gòu)

基于三大主線對整個BIM協(xié)同管理平臺進行搭建，主要分為基礎(chǔ)層、平臺層、應(yīng)用層。以BIM輕量化引擎、工作流引擎、圖形引擎為基礎(chǔ)技術(shù)支撐，兼容市面上主流建模軟件，整合多專業(yè)BIM模型，以集成模型為載體，結(jié)合平臺應(yīng)用層，利用BIM模型的形象直觀、可計算、可模擬、可分析的特性，為工程項目質(zhì)量、安全、進度管理等方面提供數(shù)據(jù)支撐。同時，基于平臺層對數(shù)據(jù)的采集、分析與比對，為項目提供具有參考價值的數(shù)據(jù)信息，輔助各參建方了解、掌握項目情況。

3.3平臺功能

3.3.1 模型管理

接口開放，兼容市面上的主流建模軟件，各專業(yè)模型輕量化集成，支持Web端和移動端查看三維可視化模型，可在線對三維模型進行局部放大、測量、漫游、剖切、批注等操作，此外，BIM模型與質(zhì)量問題、安全問題、實際進度信息、相關(guān)附件等進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)點擊模型中構(gòu)件即可查看構(gòu)件相關(guān)的各種信息及其關(guān)聯(lián)文件。

3.3.2 質(zhì)量、安全管理

平臺可用于項目施工各個階段，實時發(fā)起問題，并關(guān)聯(lián)模型進行可視化三維展示；支持以文字、圖片、語音等多媒體形式對問題進行描述，大大提高問題處理效率；支持通過不同的操作系統(tǒng)進行問題的發(fā)起、處理、審核；支持項目參與各方針對BIM視點進行問題交流。

3.3.3 流程管理

管理者可以對項目建設(shè)過程中的設(shè)計變更、模型審核等流程進行管理，根據(jù)現(xiàn)場實際情況設(shè)置流程參與方及應(yīng)用表單，實時跟蹤流轉(zhuǎn)節(jié)點和人員，逾期自動提醒，后期數(shù)據(jù)自動匯總分析，實現(xiàn)線下流程線上化。

3.3.4 進度管理

利用BIM模型與現(xiàn)場實際進度相掛鉤，每周更新現(xiàn)場實際進度并勾選相應(yīng)模型構(gòu)件，系統(tǒng)會在后臺自動對模型進行處理，實現(xiàn)現(xiàn)場進度通過三維可視化模型展示；虛實結(jié)合展示項目整體建成效果；圖像分析比對前后進度，定期匯總生成圖表；支持在線編排和跟蹤項目進度計劃。

3.3.5 資料管理

兼容文檔、圖片、視頻格式，滿足工程項目各參建方、各專業(yè)實時協(xié)同辦公的應(yīng)用需求；支持歷史文檔自動更新替換；支持審批文檔在線流轉(zhuǎn)，助力線上協(xié)同辦公的推進；建立文件標簽庫，強化平臺文件類別及檢索功能。

3.3.6 系統(tǒng)管理

對平臺的用戶及其信息進行管理，支持分級人員權(quán)限配置，即可對使用者瀏覽、操作的模塊及模塊下功能的權(quán)限進行分別配置，以用戶角色配置對使用者進行管理；統(tǒng)一管理用戶使用日志。

3.4平臺保障措施

3.4.1 網(wǎng)絡(luò)安全

按照B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，本平臺物理框架系統(tǒng)由Web端、中心服務(wù)器組成（圖2）?；诰W(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、文件管理、模型管理等服務(wù)器，分別為Web端提供服務(wù)，同時網(wǎng)絡(luò)配置防火墻，從物理連接上保證平臺數(shù)據(jù)的安全性。同時，通過穩(wěn)定的云計算技術(shù)分布式存儲數(shù)據(jù)，實時備份、定期處理，保障數(shù)據(jù)的安全和穩(wěn)定性。

圖2 BIM協(xié)同管理平臺物理結(jié)構(gòu)

3.4.2 用戶安全

所有系統(tǒng)使用統(tǒng)一身份驗證系統(tǒng)，采取輸入用戶名與密碼的方式進行用戶身份識別與驗證。用戶身份關(guān)聯(lián)系統(tǒng)所生成的唯一二維碼，確保系統(tǒng)中無相同身份標識，保證身份信息安全性。

3.4.3 訪問安全

管理員在新增人員后，將根據(jù)使用者在工程項目中的單位、角色等身份信息，對使用者可瀏覽、操作的平臺模塊及各模塊中的權(quán)限進行分別配置，最大化地實現(xiàn)權(quán)限的分配。此外，應(yīng)用系統(tǒng)日志信息覆蓋每個用戶的操作以及安全事件，如用戶訪問、刪除等操作，對平臺數(shù)據(jù)的訪問安全進一步提供保障。

4 實踐應(yīng)用及思考

4.1模型輕量化瀏覽待加強

隨著工程項目的進行，模型的體量將會越來越大，若日常各參建方基于平臺模型進行問題討論，那模型的加載速度則對工作效率有很大的影響，該平臺采用B/S的架構(gòu)，雖只需網(wǎng)絡(luò)、瀏覽器就能夠隨時隨地實行查詢、瀏覽等協(xié)同辦公業(yè)務(wù)，共享性強，但其數(shù)據(jù)安全性問題，以及對服務(wù)器的高要求是目前需要優(yōu)化改進的關(guān)鍵性內(nèi)容。

4.2施工進度智能化生成

施工進度的管控是每個項目主要關(guān)注的核心問題之一，利用BIM協(xié)同管理平臺結(jié)合無人機航拍技術(shù)，可實現(xiàn)實際與計劃進度的展示對比，但還未能基于平臺實時根據(jù)對比分析結(jié)果自動優(yōu)化工程進度計劃，實現(xiàn)動態(tài)控制。

4.3模型自動審核

該項目采取基于BIM的業(yè)主主導(dǎo)，施工前置，設(shè)計施工正向優(yōu)化深化模式。因此模型準確無誤并有效傳遞則顯得尤為重要。若能在平臺現(xiàn)有的功能模塊基礎(chǔ)上實現(xiàn)模型自動審核，則能極大地加快進度及提高模型質(zhì)量，起到事半功倍的作用。模型自動審核具體包括以下幾個方面：通過軟件自動對比前后兩版模型的差異；預(yù)設(shè)標高，自動查檢出標高不滿足要求的點；自動檢查模型中非良性剪切關(guān)系；自動檢測出模型開洞合理性；模型顏色命名等非幾何信息自動篩查。

4.4基于BIM的建設(shè)項目工作進度管控

在國內(nèi)普遍出現(xiàn)項目建造周期相對緊張的情況下，要保障BIM有效落地應(yīng)用，同時前置于設(shè)計出圖、施工生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，對模型的及時性有極大的要求?；贐IM的建設(shè)項目工作進度管控模塊能輔助實現(xiàn)這一需求，模型傳遞結(jié)合施工的流水段、分部分項需求及設(shè)計的出圖規(guī)范要求綜合考慮，通過施工計劃倒排進度及設(shè)計出圖正排需求進行模型劃分及計劃編排。自動篩查緊急計劃，并根據(jù)施工設(shè)計計劃自動調(diào)整模型計劃。

4.5流程自定義功能改進

流程自定義功能對項目的落地起到關(guān)鍵作用，但該功能的流程前期定義環(huán)節(jié)操作較煩瑣，需要對代碼等IT技術(shù)有一定的認識基礎(chǔ)。若能實現(xiàn)類似Visio形式進行流程自定義功能，則能在很大程度上降低操作的復(fù)雜度，提升平臺使用功能的便捷性。

4.6有效的數(shù)據(jù)分析

在信息時代，數(shù)據(jù)作為最核心的產(chǎn)物之一，收集數(shù)據(jù)，并對其進行有效的統(tǒng)計分析，在一定程度上為項目的決策提供幫助。當前平臺能實現(xiàn)對質(zhì)量、安全相關(guān)問題的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，但分析數(shù)據(jù)多采用人為的方式進行，若平臺能實現(xiàn)對采集到的質(zhì)量、安全數(shù)據(jù)進行有效分析，即統(tǒng)計分析常發(fā)現(xiàn)的問題、問題多發(fā)區(qū)域等，并推送以往類似事件的處理方法，進而輔助現(xiàn)場管理人員進行有效決策。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)模式的安全、質(zhì)量和進度管理面臨當前建筑業(yè)市場和社會環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)?；贐IM技術(shù)的協(xié)同管理平臺的應(yīng)用，將為項目生產(chǎn)管理帶來巨大的改變。經(jīng)過多方調(diào)研及需求分析，特建立基于業(yè)主需求的全過程BIM數(shù)字化協(xié)同管理平臺，集成項目設(shè)計、施工等各階段工程信息，實現(xiàn)以BIM模型為載體的施工項目協(xié)同管理，為數(shù)字化工程管理提供平臺保障及大數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)項目建筑全過程管理的數(shù)字化、協(xié)同化。