BIM技术原理及应用：6.2.3平台功能全解析

(1)BIM平台需求

越来越多的工程建设单位对基于BIM的平台的需求迫切,以期待解决如下的问题。

①参建方众多,多渠道数据的集成管理需求。业主方、主设计方、BIM咨询方、施工总承包商方、幕墙钢结构等深化设计方等,都会在业主的统一管理下展开BIM应用。由于每一参建方都需要创建、管理各自的BIM信息,若仍采用传统的点对点的信息沟通方式,则在项目建设过程中会发生信息丢失问题。项目参建各方由点对点的沟通方式转变为基于信息系统的集中式沟通方式,是BIM协同平台信息管理的基本需求。

②项目信息以及BIM模型文件格式多样化,整合非结构化数据的需求。大型项目各专业、各参建方所使用的BIM软件类型非常多,此类数据的特点是大多以文件形式存在,很难保存在一般的数据库系统中,只有把文件所包含的关键数据存储在数据库系统中,才能实现BIM信息的整合,并为业主所用。

③BIM模型的存储与内部数据检索的需求。目前市场上已经有一些成熟的图档管理软件,可以实现普通图文档的数据协同、版本处理以及文件归档等功能,但是BIM数据有其自身的特点,普通的图文档软件无法胜任BIM数据的管理需求。一是BIM文件一般比较大,大数据量的网络传输时间长,用户浏览模型的效率问题无法解决;二是BIM文件包含的信息量非常大,需要迫切研究深入BIM文件内部的数据检索问题;三是一个BIM文件的形成需要众多项目参建主体的参与,BIM实体对象关系复杂,BIM时代的数据协作标准、BIM文件命名规则、BIM文件版本控制标准等基础性问题亦需要仔细斟酌。

④BIM模型用于项目管理的需求。BIM模型除了完成BIM设计优化、施工组织模拟、三维出图以及可视化交底等常见专业应用外,必须帮助业主完成合同管理,成本分析等项目管理功能才能更有效地发挥其作用。

例如,在深圳市建筑业主方政府公共工程BIM应用实施管理标准中,也提到了BIM平台的应用,并对平台需求如下:

a.保证多源BIM模型的有效提交;

b.保证工程建设与管理信息的无损传递;

c.保证工程建设相关方的协同工作;

d.实现模型与信息的有效管理;

e.实现园区管理制度及建设标准对工程项目建设与管理的自动审核;

f.保证信息资源库的高效管理和使用;

g.保证园区BIM应用价值的实现;

h.满足信息安全的基本要求。

(2)BIM平台的功能

BIM平台的功能至少应包括两个方面内容:BIM设计平台(存储与管理模型文件)与BIM项目管理平台(抽取模型文件信息用于项目管理)。分别说明如下。

①BIM设计平台的功能^[13]

a.建筑模型信息存储功能

建筑领域中各部门各专业设计人员协同工作的基础是建筑信息模型的共享与转换,这也是BIM技术实现的核心基础。所以,BIM设计协同平台应具备良好的存储功能。目前在建筑领域中,大部分建筑信息模型的存储形式仍为文件存储,这样的存储形式对于处理包含大量数据且改动频繁的建筑信息模型效率是十分低下的,更难以对多个项目的工程信息进行集中存储。而在当前信息技术的应用中,以数据库存储技术的发展最为成熟、应用最为广泛。并且数据库具有存储容量大、信息输入输出和查询效率高、易于共享等优点,所以采用数据库对建筑信息模型进行存储,可以解决上文所述的关于BIM技术发展的问题。例如,可根据IFC标准构建BIM建筑信息模型数据库,同时此数据库可以对多个项目的工程信息进行集中存储。

b.图形编辑平台

在BIM协同平台上,各个专业的设计人员需要对BIM数据库中的建筑信息模型进行编辑,转换、共享等操作。这就需要在BIM数据库的基础上,构建图形编辑平台。图形编辑平台的构建可以对BIM数据库中的建筑信息模型进行更直观地显示,专业设计人员可以通过它对BIM数据库内的建筑信息模型进行相应的操作。不仅如此,存储整个城市建筑信息模型的BIM数据库与GIS、交通信息等相结合,利用图形编辑平台进行显示,可以实现真正意义上的数字城市。

c.建筑专业应用软件

建筑业是一个包含多个专业的综合行业,如设计阶段,需要建筑师、结构工程师、暖通工程师、电气工程师、给排水工程师等多个专业的设计人员进行协同工作,这就需要用到大量的建筑专业软件,如结构性能计算软件、光照计算软件等。所以,在BIM建筑协同平台中,需要开发建筑专业应用软件以便于各专业设计人员对建筑性能进行设计和计算。(www.xing528.com)

d.协同平台

由于在建筑全生命周期过程中有多个专业设计人员的参与,如何能够有效地管理是至关重要的。所以,需要开发协同平台,通过此平台可以对各个专业的设计人员进行合理的权限分配、对各个专业的建筑功能软件进行有效的管理、对设计流程、信息传输的时间和内容进行合理的分配,这样才能更有效挥基于BIM技术建筑协同平台的优势,为BIM技术的实现奠定基础。

②BIM项目管理平台

BIM项目管理平台,将包含有大量信息的模型通过轻量化处理后上传至线上,各参与方无须学习专业的软件就可以便捷地浏览三维模型,通过浏览模型发现问题,及时记录沟通,将包含有信息的模型最大化的用于各专业间,加强各专业间协调、同步紧密的配合。项目协同管理平台的主要功能如下^[14]。

a.数据文档存储交换

一个建设项目从前期规划设计到后期施工单位,参与单位非常多,不同单位之间的信息数据交换非常烦琐,都需要通过业主单位作为中间环节,将图纸、报告、文档等数据信息传递给其他单位,很容易造成数据信息沟通滞后,增加项目各方的沟通成本。项目协同管理平台实现了对项目文档数据、信息数据等汇总、分类管理及储存,在平台中根据不同项目参与方角色创建与之唯一匹配的项目文件夹,通过权限设置进行项目参与方与相关文件夹之间点对点的单一操作关联,其他参与方想要访问该文件夹需经过管理员的权限审核。这样,既能保证文档数据的安全保密,又能有序地关联文档流转。平台支持在线查看Office、CAD、Revit、Pdf等常用软件的文件。这样,既能高效利用平台资源,也可省去在本地安装各种软件客户端的麻烦。

通过明确文档命名规则,并提供一系列的文档标签进行版本标识,确保在过程中快速查找到指定的文档,也不会出现因为重名导致文档丢失的情况。通过平台进行文档存储数据交换能够极大地提高项目数据存储的安全性,也能满足各专业间、各参与方间的数据、信息的规则交换需求。

b.目任务分工协作及即时沟通

在协同管理平台中,可以让项目参与人员通过在线浏览模型和图纸对发现的问题进行视点保存和批准,将视点以任务的形式发送给责任人员,责任人员收到任务后可对视点描述的问题进行回复,并能够在平台任务列表中跟踪任务进展情况。

协同管理平台还提供即时沟通功能,在推送任务的同时可以就某些重要话题创建沟通交流群,在线进行沟通交流,即能保证交流内容的隐秘性、安全性,还可以对交流内容进行存档,方便后期查看。

c.项目设计协调管理

随着项目的复杂程度越来越高,要在传统的二维平面图纸和纸质记录文件中发现、解决问题难度很大。通过平台线上发现问题,及时沟通交流,进行多方协同解决,如多专业管道碰撞、不规则或异形的设计跟结构位置不协同、设计维修空间不足等问题。通过平台问题跟踪的功能,可以将问题按照规定的格式填报至平台问题跟踪表单中,并指定问题责任方,设置解决期限。问题责任方在接收到问题后,可以在平台上对问题进行协同沟通讨论,并将解决方案上传至平台。问题审核人针对解决方案进行审核,审核通过后即可对问题进行销项处理。

d.轻量化模型可视化浏览

现阶段,BIM技术对硬件设备要求极高,尤其针对大体量的项目,往往需要高配置的工作站才能实现BIM模型的浏览。通过研发基于B/S架构的模型浏览平台,并且针对项目特性对模型进行轻量化处理,实现了在普通电脑设备上就能轻松地浏览项目整体模型。基于Web端的三维模型浏览平台采用Unity 3D底层技术,无须安装任何模型操作软件,即可随时随地查看三维模型、属性、工程量等信息;并且由于其操作简单、功能定制化,操作人员也无须经过专业的软件培训就能很快掌握平台查看模型的技能。基于Web端的三维模型浏览,可以实现三维校审,大大减少错、碰、漏、缺现象,在设计成果交付前消除设计错误,减少设计变更,有效控制项目建设成本。

e.项目进度协调管控

项目协同管理平台的最大特点是协调性,通过平台对各家单位的实施进度进行节点把控。各家单位在平台中输入进度计划,由业主进行审核,各单位之间的节点具备一定的关联性,上家单位的节点变化会影响下家,下家单位的节点会进行提醒及自动调节,实现进度计划的协调管控。

通过协同管理平台可以将模型与进度节点进行挂接,模拟实际的施工建造过程。进行虚拟施工以后,可以检查时间节点与施工进度之间的状况是否匹配,进度计划设定是否合理,工序与工法能否顺利等,可以导成数据报表,进行量化分析,从而制定一套切实可行的施工方案,优化管理。

f.项目成本优化

BIM技术的基本属性之一就是成本管控,通过项目协同管理平台,能够在平台上将设计阶段的模型直接导出符合国家计算规则的工程量,并能根据清单编码自动匹配清单综合单价,这样就能快速准确地算出项目概算。为项目招标阶段的清单编制以及项目预算提供核算依据。

针对设计变更部分,协同管理平台能够将传统的设计变更单内容通过BIM模型以直观的方式进行展示,还能提供变更前后的模型对比分析,验证设计变更的技术可行性。同时针对变更部分的成本差异,平台能够直接查看变更前后的量差,造价人员可以通过平台对变更进行经济分析,这样就能验证设计变更的经济可行性,从而达到控制项目成本的目的。

g.项目质量监督检查

针对现场施工质量,项目质检人员可以通过手持端平台APP,将现场的质量问题直接拍照并与模型进行关联,形成质量整改单,将整改单发送给责任人员。责任人员收到质量整改单后,立即对现场问题进行整改,整改完成后通过平台回复质量整改详情,质检人员在收到质量整改详情后再通过平台对现场进行验收,验收合格后将质量整改单进行评估,完成质量整改。

针对材料、设备的验收,也可以通过平台完成,通过平台对现场材料、设备进行二维码扫描,扫描后将材料、设备的验收详情输入至平台中,并与平台中存储的材料、设备验收合格条进行比对,从而完成材料、设备的质量验收。