利用BIM搭建數據管理平臺

文｜本刊記者 萬曉曦

從中國互聯網的個人和企業應用現狀可以看出，互聯網正在深刻影響和改變著人們的日常生活和工作。個人可以通過通信、采購、金融、教育、醫療、交通等互聯網應用，極大的提升生活質量；企業可以通過將系統化、集成化的互聯網應用工具應用于業務流程的各個環節，轉變企業的管理方法和模式，激發新的發展思路，有利于企業變革經營模式，催生出新的產業形態。在公共服務領域，互聯網也加快提升了公共服務水平，為有效促進民生改善與社會和諧提供了有力保障。

一直以來，我國都非常重視信息技術發展所帶來的信息消費對國民經濟發展的促進作用。兩會提出的"互聯網＋"行動計劃以及國務院通過的《"互聯網＋"行動指導意見》，進一步明確了利用互聯網改造傳統產業的發展方向。

《上海市推進“互聯網+”行動實施意見》也指出以創新、開放和包容的“互聯網＋”思維改革創新，打造“互聯網＋”產業融合新模式和“大眾創業、萬眾創新”的寬松生態環境，服務政府職能轉變和民生改善，實現經濟提質增效和轉型升級，形成對長三角乃至全國的產業輻射帶動能力，確立形成上海“互聯網＋”發展新優勢。

到2018年，形成經濟發展新動力。保持互聯網經濟高速增長態勢，引進和培育并舉，打造以開放創新為特征的互聯網經濟新產業；推動傳統產業融合互聯網思維，革新產品制造、生產組織和市場服務方式，帶動制造業、農業、服務業轉型升級，形成經濟發展新動力。

營造互聯網發展新環境。有效破除互聯網融合發展面臨的體制機制障礙，推動資源集聚、開放和共享，形成創新創業的濃厚氛圍；強化“互聯網＋”發展基礎資源支撐，健全制度、資本、文化要素，形成上海“互聯網＋”產業發展的新型生態圈。

標準助力應用規范

在過去的幾年時間里，BIM技術在我國工程建設領域得到了快速發展，從BIM技術實踐中可以發現，BIM技術呈現與互聯網集成應用的趨勢，二者集成可以發揮更大的價值。BIM技術基于共享的模型工作，模型中可集成各種業務信息，可以降低各方溝通協同的成本，同時，互聯網應用可以基于BIM模型實現數據信息采集、模型高效存儲分析、信息及時獲取和傳遞等，并將相應的信息通過可視化的模型展示出來，提高溝通協同與信息傳遞的準確性。

BIM主要價值在于通過在設計早期模擬施工、運維階段的工作，提前發現設計中的問題，改進設計，避免錯誤，以提高項目收益。BIM的可視化模型和格式化數據庫，為建筑項目及運維的信息管理提供了便捷，提高管理效益，并帶來增值收益。

BIM的核心是數據，最重要的就是數據的流轉和傳遞。CAD數據可以通過圖紙完全可視化，而BIM包含大量無法體現在圖紙上的信息，必須通過基于信息技術的數據交換來實現完整的信息傳遞。BIM信息交換帶來巨大價值，若標準不統一將極大地阻礙信息交換，也將大幅降低BIM的價值，這是整個行業不能接受的。

眼下，BIM應用存在一些問題，主要是薄弱的數據管理能力，數據無法在工程建設階段有效傳遞；工程建設各方互相割裂，信息難以整合以及BIM應用水平參差不齊。2014年，上海市先后發布了58號文和三年行動計劃，強調了需要形成滿足上海市BIM技術應用的配套標準規范體系。2015年，上海市主要完成了兩項工作，一是上海市BIM標準體系研究，二是上海市BIM應用標準編制。

在上海市地方標準《建筑信息模型應用標準》中，數據是核心，協同是關鍵，模型是載體，應用是目標。

數據是核心。IFC數據標準就是公開的、結構化的、基于對象的數據標準，它貫穿項目全生命期，全球可用，跨專業、跨軟件可用。采用以應用為導向的信息交換模板指導項目數據交換，為現在割裂的建設模式提出可操作性的數據傳遞方式。信息交換模板是在信息交換需求和軟件實現基礎上產生的特定類型的電子文檔，主要面向最終用戶，承載可用于機器交互和人員閱讀的BIM交換信息。

本標準所描述的D0-D3深度等級主要是針對元素幾何屬性的描述，并包含少量的為滿足建設程序需要所創建的部分非幾何屬性信息。對于BIM元素和BIM構件中應包含的非幾何屬性信息，應通過信息交換模板進行定義。所以在模型創建的初期，應該選擇合適于項目應用的信息交換模板，以指導定義和輸入BIM元素和由BIM元素創建的BIM構件的非幾何信息。

BIM元素與模型表達相關的信息按工程項目發展階段表達的需要可分為四個深度等級，各深度等級應符合以下規定：0級元素（D0）：元素示意表達，對象的占位符號，不設置比例，通常是電氣符號、二維圖元、CAD樣式等非三維對象。1級元素（D1）：元素概念表達，簡單的三維占位圖元，包含少量的細節，粗略的尺寸，使用統一的材質，僅供辨識。2級元素（D2）：元素設計定義表達，建模詳細度足以辨別出元素的類型及組件材質，通常包含三維細節，該級元素應滿足大多數項目設計表達要求。3級元素（D3）：元素的用途定義表達，用于施工管理和采購，元素的位置、幾何尺寸、非幾何屬性應滿足生產加工、采購招標、施工管理和竣工驗收等各項要求。根據項目應用需求，選擇不同的信息交換模板，以指導信息的定義，實現BIM數據的快速、便捷交付。

上海市地方標準《建筑信息模型應用標準》所闡述的協同工作的核心理論和原則，來自于目前全球范圍內協同工作方法最成熟、效益最明顯的IT行業軟件開發模式——集成產品開發（Integrated Product Development,簡稱IPD）。以IPD模式的理論和方法作為基礎，結合建筑行業的特點以及ISO質量要求，加以內容的改造和延伸，同時匯集多位具有多年建筑行業協同工作經驗、參與和指導了大量國內外協同工作項目的專業人員意見，對建筑行業協同工作的要素和方法進行總結，形成標準協同工作章節內容。

協同是關鍵。協同平臺工作區包括編輯區、共享區、發布區、歸檔區，各工作區應符合以下規定：一是編輯區為各參與方的獨立工作區域，該區域用于對文件進行編輯；二是共享區為各參與方的過程交互區域，該區提供滿足一定交互條件的編輯區文件供各參與方參考；三是發布區為各參與方文件的公開發布區域，該區域內發布的文件已完成質量確認；四是歸檔區為各參與方的節點交付區域，該區域存放包括編輯區、共享區以及發布區的需歸檔內容。

模型是載體。目前，我國的BIM模型呈割裂的建設模式，構件非幾何屬性信息在設計階段無法完全確認。構件的非幾何屬性信息是隨著BIM應用的深入不斷深化的，構件的非幾何屬性信息應與具體的BIM應用需求掛鉤。而在上海市地方標準《建筑信息模型應用標準》中BIM模型的定義方式為，BIM元素與模型表達相關的信息，按工程項目發展階段表達的需要分為四個深度等級D0-D3，本標準所描述的D0-D3深度等級主要是針對元素幾何屬性的描述，并包含少量的為滿足建設程序需要所創建的部分非幾何屬性信息。構件的其他非幾何屬性信息應基于各BIM應用層面通過信息交換模板進行規定。

基于云架構的BIM數據管理平臺

基于云架構的BIM數據管理平臺以企業私有云計算架構技術為基礎，建立跨地域與跨企業、面向工程項目全過程服務的協同工作環境，深入推進 “建筑信息模型（BIM）” 在建設項目中的應用，促進建筑業生產能力提升。

在項目設計階段引入BIM數據管理云平臺，可以保證建筑工程信息在項目各階段的一致性，實現建筑全生命周期數據管理。

以上海市BIM應用示范項目——上海瑞金醫院腫瘤（質子）中心為例，該項目是國家衛生部、科技部、中科院與上海市政府合作項目。項目總建筑面積 26075平方米，用地面積約40畝， 總投資40452萬元，是集門診、科研、檢查、診斷、治療功能于一體的腫瘤治療及臨床設施研究中心。

該項目采用中科院自主研發的質子醫療設備，高精尖的設備需要精細化的基礎設施，項目建造要求精益化。該項目在建造過程中有諸多特點，包括組成部門較多，不同部門有自設標準和使用要求；獨立體系較多，特殊醫療設備與普通醫療設備體系繁多；更新速度較快，醫療設備及醫療技術發展迅速；需求把握較難，專業背景差異難免有溝通障礙。

數據顯示，上海現代BIM數據管理平臺自2015年1月27日建立起，截至2016年3月15日，項目用戶登陸1086次（同一用戶每個工作日只計一次），各類文件總數1557個，各類任務及消息215條。

基于云架構的BIM數據管理平臺可以使三維模型直接生成二維視圖，且可以同步更新，解決目前建筑圖紙普遍存在的平立面信息不一致情況。生成的二維視圖可包含機電、設備構件，更有效的闡釋建筑空間和功能。

在對基地原址舊廠房動遷時，該項目在動遷拆樁時遇到原有樁位與圖紙對不上問題，引入三維掃描儀進行現場三維掃描來獲取準確現場信息，將31個站點拼接起來得到完整的數據。使用三維掃描儀對質子醫院基地舊廠房內部柱墻位置和設備安放點進行掃描，并得到CAD圖紙，經過與原設計資料進行分析，可以較快確定地下樁位，縮短工期。

基于云架構的BIM數據管理平臺實現了工程設計全過程流程和文檔管控。按照設計流程梳理各環節產生文檔分析其信息點，共計13個大環節－55類文檔－90類信息點。在關鍵節點核查管控歸檔文件、圖紙，實現設計全過程檔案收集和質量管理，提高設計管理效率及質量。

建筑等產品在設計階段性能是關鍵，仿真可提高建筑性能，實現能耗的節約，并提高產出效益。基于模型的仿真數據管理技術(SLM)，可管理分析模型、流程、結果和實驗數據，提供決策支持。支持設計分析一體化，實現快速、自動化分析。

質子醫院項目綠色目標是獲得綠色建筑三星級設計評價標識，保證安全與舒適性前提下，實現建筑的節能運營，實現適合本項目特征的技術體系，降低增量成本。為了實現該項目的綠色目標，項目團隊選擇適宜、成熟的技術，并將技術與設計整合為一體 ，適當突出項目亮點。

由于該項目主體建筑進深較大（超過50m），建筑二層、三層采用退臺設計，退臺后分別形成“U”、“L”形建筑環抱的大面積屋頂花園，有利于風的導入，同時進深減小，有利于自然通風。門窗優化方面則形成良好的通風線路，并對外窗兩種上懸向外開啟角度15°和30°進行模擬分析。通過建筑平面布局和開窗優化，所有主要功能房間均能保證2次/小時的通風換氣次數，自然通風條件良好。與15°開啟角度相比，30°上懸外開的開窗方式過渡季節可以增加13.2%的通風換氣量，夏季可以增加11.8%的通風換氣量，可以更有效促進自然通風效果，改善室內舒適度。

BIM的核心是數據，價值發揮的前提是標準?；谠朴嬎慵軜嫷臄祿芾韰f同平臺是數據創建、收集與管理的關鍵，也是BIM發展的重要方向。新時代建筑業生產力提升的基礎是新一代信息技術在工程行業的應用，實現“互聯網+BIM”發展。