基于BIM的建設(shè)工程竣工數(shù)字化交付研究

汪再軍 周 迎

(1.華中科技大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，武漢 430074； 2.廣聯(lián)達科技股份有限公司，北京 100193)

引言

在數(shù)字化時代火熱大潮中，各行各業(yè)都在向數(shù)字化靠攏，工程行業(yè)也不例外，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為嚴峻課題。為實現(xiàn)設(shè)計、采購、施工和調(diào)試及運維等工程全生命周期各個階段的數(shù)據(jù)信息共享和安全管理，并最終達到實時互聯(lián)、協(xié)同作業(yè)、情景關(guān)聯(lián)和智能預(yù)測等智能建筑卓越運營的標準，數(shù)字化建筑理念應(yīng)運而生。數(shù)字化建筑是建設(shè)智能建筑的必經(jīng)之路，而數(shù)字化交付，則是為建立數(shù)字化建筑和實現(xiàn)智能建筑提供數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的重要手段。因此，能否實現(xiàn)數(shù)字化交付是完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，而數(shù)字化交付的水平和能力則是衡量企業(yè)核心競爭力的重要指標之一。

建筑信息建模(BIM)“是一種創(chuàng)建和集成新舊建筑設(shè)施全生命周期可應(yīng)用格式的標準化機器可讀信息模型，用以改進建筑設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營和維護過程[1，2]”。BIM(Building Information Modeling)技術(shù)的推廣和應(yīng)用為數(shù)字建筑提供了良好的應(yīng)用載體，構(gòu)建建筑全生命周期的數(shù)據(jù)集約化管理體系，包括數(shù)據(jù)采集、計算、存儲、處理、應(yīng)用以及統(tǒng)計等，并通過三維模型或者可視化模塊將數(shù)據(jù)以多維方式呈現(xiàn)出來，以期達到加強項目在設(shè)計、施工、運營以及維護等各階段的管理效率和質(zhì)量的目的。但是，盡管自2010年以來就認識到建筑設(shè)施運營和維護中對BIM的需求[3-7]，但業(yè)主并未感受到BIM帶來的直接價值。2015年，在荷蘭進行的一項調(diào)查表明，即使對于已經(jīng)在設(shè)計和施工階段實施BIM的公司，BIM在建筑設(shè)施運營階段的附加值也是微不足道的[8]。這種低價值實現(xiàn)的主要原因是“在符合BIM基本原理的方式中，人員、流程和系統(tǒng)之間缺乏一致性”[8]。對于業(yè)主而言，如何使用BIM及其中包含的信息來支持建筑運營管理是一個問題。研究人員和行業(yè)專業(yè)人士需要對工程竣工數(shù)字化交付的數(shù)據(jù)形式、內(nèi)容及應(yīng)用對象進行進一步研究和總結(jié)，提升交付數(shù)據(jù)的可利用率和價值。但是針對基于BIM 技術(shù)的數(shù)字化交付的交付范圍、交付對象、支撐業(yè)務(wù)以及信息化平臺缺乏完整成體系的研究，給工程竣工交付的數(shù)字化落地實施帶來困難，本文研究旨在解決以下主要問題：

1)分析工程竣工數(shù)字化交付的交付對象和支撐業(yè)務(wù)是什么？需要交付哪些信息數(shù)據(jù)？

2)如何實現(xiàn)工程竣工的數(shù)字化交付？與傳統(tǒng)工程竣工交付相比，其優(yōu)勢和價值有何不同？

3)工程竣工數(shù)字化交付關(guān)鍵技術(shù)有哪些？如何解決關(guān)鍵技術(shù)難點？

4)如何利用BIM信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)工程竣工數(shù)字化交付？

5)研究的空白和未來研究方向是什么?

本文首先通過對工程竣工交付產(chǎn)業(yè)鏈各參與方工作內(nèi)容、工作流程進行回顧，分析工程竣工交付業(yè)務(wù)存在的工作難點，進一步總結(jié)工程數(shù)字化交付業(yè)務(wù)關(guān)鍵需求，定義工程竣工數(shù)字化交付業(yè)務(wù)、交付對象及業(yè)務(wù)范圍，形成工程竣工數(shù)字化交付整體解決方案，并提出其關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)辦法，然后詳細描述了基于BIM技術(shù)的信息化系統(tǒng)設(shè)計原理及業(yè)務(wù)架構(gòu)等概念實現(xiàn)，并給出了一個實際的用例、討論和結(jié)論。

1 相關(guān)研究

目前國內(nèi)外已有一些探討城建檔案建立相應(yīng)的 BIM 平臺研究的理論文章，但基于 BIM 竣工模型的歸檔研究、歸檔模型的分析探討還未發(fā)現(xiàn)。

新加坡使用自動化程序?qū)ㄖO(shè)計的成果進行數(shù)字化的檢查，以發(fā)現(xiàn)其中違反建筑規(guī)范要求之處。設(shè)計人員可以先通過系統(tǒng)的 BIM 工具對設(shè)計成果進行加工準備，然后將其提交給系統(tǒng)進行在線的自動審查，但僅強制要求建筑設(shè)計部分使用 BIM，其他設(shè)計部分可根據(jù)項目情況自行決定是否采用 BIM 技術(shù)，其目標將是全面使用 BIM，提交最終 BIM 模型，且建筑結(jié)構(gòu)與模型內(nèi)部的碰撞需要進行存檔。目前國內(nèi)BIM技術(shù)尚在持續(xù)發(fā)展中，在采用BIM技術(shù)工程驗收交付環(huán)節(jié)，張校偉在2012年基于IPD的系統(tǒng)優(yōu)化的管理模式對整個項目完整且全過程地對BIM技術(shù)交付方式進行了相關(guān)研究，介紹了項目交付的原則及實質(zhì)[9]； 周成2013年基于IDM對數(shù)據(jù)交付標準進行了研究[10]； 陳偉民在2015年也對BIM交付標準進行了系統(tǒng)研究[11]； 2016朱晶探討了基于BIM技術(shù)的工程驗收資料交付標準[12]； 另外，從2012年開始，寧冉[13]、孫莉[14]、樓躍清[15]、棟莉莉[16]、張峰[17]、陳達非[18]等人分別基于各自不同專業(yè)領(lǐng)域?qū)IM交付進行了實踐研究并提出各專業(yè)工程BIM模型交付所需的條件； 浦東新區(qū)檔案局《基于 BIM 技術(shù)的三維城建檔案接收保管和應(yīng)用模式課題研究報告》初步探究了 BIM 技術(shù)與城建檔案管理工作的融合。

基于 BIM 竣工模型歸檔的研究目前查不到相關(guān)可借鑒的文獻資料，城市綜合管廊工程管線、機電設(shè)備眾多， 對管線、機電設(shè)備的定位以及參數(shù)信息的存檔也沒有可參考的相關(guān)文獻。

2 研究方法

本文研究方法分為以下四個步驟(圖1)，來解決引言中總結(jié)的五個問題：

1)通過對政府部門、行業(yè)協(xié)會、工程項目參建企業(yè)、信息系統(tǒng)供應(yīng)商等相關(guān)方進行調(diào)研，了解工程竣工、交付業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀； 同時對比工程竣工數(shù)字化交付領(lǐng)域最新期刊論文文獻研究成果，梳理當(dāng)前研究領(lǐng)域存在的局限性，形成本文研究主題。

2)分析工程竣工交付行業(yè)工作流程、涉及參與方、信息流輸入輸出，梳理交付過程中存在的困難和痛點，總結(jié)工程竣工數(shù)字化交付業(yè)務(wù)關(guān)鍵需求。

3)圍繞上述關(guān)鍵需求，定義工程竣工數(shù)字化交付的業(yè)務(wù)范圍及交付對象，設(shè)計業(yè)務(wù)邏輯及應(yīng)用場景，并在此基礎(chǔ)上形成交付系統(tǒng)的概念設(shè)計。

4)通過實際案例應(yīng)用對概念方案進行驗證，給出下一步改進目標和未來研究方向。

3 工程竣工數(shù)字化交付規(guī)劃設(shè)計

3.1 工程竣工交付業(yè)務(wù)分析

本節(jié)重點介紹了工程竣工交付的內(nèi)涵、發(fā)展現(xiàn)狀，包括相關(guān)參與方工作內(nèi)容、業(yè)務(wù)流程及交付成果； 總結(jié)工程竣工交付存在的現(xiàn)實問題，進而分析業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢。

3.1.1 工程竣工交付內(nèi)涵

傳統(tǒng)的竣工交付分為工程實體驗收交付和技術(shù)資料驗收交付部分，另外還需要依據(jù)竣工資料進行工程結(jié)算。傳統(tǒng)驗收即對于即將完工的工程，應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件及施工合同所規(guī)定的內(nèi)容，制定驗收方案，按照工程質(zhì)量合格的要求進行驗收。驗收方案中，應(yīng)明確實體的驗收范圍、驗收依據(jù)、驗收人員、驗收方法，并對分部分項的工程資料進行檢查。在實體驗收時一并整理過程文件，并在驗收過程中逐漸形成系列驗收記錄及資料。另外，加上合同與協(xié)議、開工與竣工報告、竣工驗收通知及意見、工程竣工圖紙等項，組成了技術(shù)資料驗收的內(nèi)容。在建設(shè)工程竣工驗收后，建設(shè)單位辦理建設(shè)工程檔案接收證明書，領(lǐng)取房屋建設(shè)工程竣工驗收備案表。以上實體和資料驗收交付共同組成了驗收交付的工作內(nèi)容，交付流程見圖2所示。

圖2 工程竣工交付流程

3.1.2 工程竣工交付現(xiàn)狀

通過對工程竣工交付相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范標準及實踐環(huán)節(jié)進行詳細研究，可以看出主要涉及建設(shè)行政主管部門和參建主體企業(yè)兩個層級，其工作內(nèi)容和現(xiàn)狀問題如圖3所示。

圖3 工程竣工交付現(xiàn)狀

我國在建設(shè)工程法規(guī)體系和工程竣工交付體制的完善上有很多空間，雖然已經(jīng)制定頒布了一系列的法律、法規(guī)、規(guī)范標準，但隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，一個大規(guī)模產(chǎn)生、分享、應(yīng)用數(shù)據(jù)的時代已經(jīng)來臨，現(xiàn)有管理制度和實施措施在實踐中暴露的弊端也越來越明顯，其主要表現(xiàn)在以下三個方面：

1)巨量建設(shè)工程數(shù)據(jù)采集、存儲及交付靠人工(資料員)完成，工作強度大，效率低下；

2)數(shù)據(jù)利用率不足、數(shù)據(jù)丟失問題嚴重、線上線下銜接困難、協(xié)同應(yīng)用效率低下、生產(chǎn)與經(jīng)營脫節(jié)等現(xiàn)象；

3)工程數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲需要投入大量的人(專職資料員)、財(薪資、物資成本、存儲空間成本)、物(存儲媒介、空間)等，而在成果應(yīng)用階段，存在數(shù)據(jù)利用率不足、價值轉(zhuǎn)化弱及關(guān)注度低等問題，產(chǎn)出遠遠小于投入。

3.2 工程竣工數(shù)字化交付

本節(jié)重點介紹了工程竣工數(shù)字化交付的定義、業(yè)務(wù)特點，并對新型交付模式下的業(yè)務(wù)場景進行了設(shè)想，總結(jié)工程竣工數(shù)字化交付模式的創(chuàng)新優(yōu)勢。

3.2.1 工程竣工數(shù)字化交付事理

工程竣工數(shù)字化交付是應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，為建筑業(yè)建設(shè)單位提供工程數(shù)字化交付產(chǎn)品及服務(wù)，解決工程數(shù)據(jù)交付困難、利用率低等問題，升級建設(shè)工程數(shù)據(jù)交付方式及成果形式，實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)資源化、資產(chǎn)化、資本化，促進數(shù)據(jù)流通、激活數(shù)據(jù)價值。其實現(xiàn)形式為建設(shè)單位對分部(子分部)工程、單位(子單位)工程及整體工程竣工BIM模型的信息內(nèi)容和交付時限等提出明確要求，參建各方按照要求形成本單位所承擔(dān)建設(shè)任務(wù)相應(yīng)的分部(子分部)工程竣工BIM模型，其主要包括四類信息：

1)設(shè)計階段模型相關(guān)信息；

2)施工階段模型構(gòu)件屬性信息、施工技術(shù)管理資料等；

3)分部(子分部)工程驗收及工程竣工驗收的信息；

4)建設(shè)方提出運維要求后形成的滿足運行與維護管理基本要求的信息。

工程竣工BIM模型經(jīng)過檢驗合格后統(tǒng)一交付建設(shè)單位完成城建檔案館歸檔、竣工驗收備案及運維交付。

3.2.2 工程竣工數(shù)字化交付特點

工程竣工數(shù)字化交付區(qū)別于傳統(tǒng)以紙介質(zhì)為主體的交付方式，不是單純地將紙質(zhì)檔案改為電子檔案進行移交，不是紙質(zhì)檔案全部掃描移交，不能形式上的數(shù)字化，必須從文件產(chǎn)生的源頭進行控制，從工程文件全生命周期進行數(shù)字化管理，數(shù)字化交付只是其中的一個移交環(huán)節(jié)。在工程文件全生命周期中，各部門(單位)共同參與、共同協(xié)作，各自對自己的環(huán)節(jié)負責(zé)，對自己的產(chǎn)出物負責(zé)。通過管理優(yōu)化，逐步實現(xiàn)項目文檔管理的三個轉(zhuǎn)變：從管理紙質(zhì)檔案向管理電子檔案轉(zhuǎn)變，從管理電子文檔向數(shù)字化文檔過程管理轉(zhuǎn)變，從只管理終版文件向全生命周期文件管理轉(zhuǎn)變，如圖4所示。

圖4 傳統(tǒng)交付與數(shù)字化交付對比

3.2.3 工程竣工數(shù)字化交付應(yīng)用場景設(shè)想

基于以上分析，總結(jié)面向建設(shè)方、運維方以運維為目的的工程數(shù)字化交付、面向城建檔案歸檔的工程數(shù)字化交付以及面向建設(shè)主管部門的竣工驗收備案數(shù)字化交付等三個應(yīng)用場景。

1)城建檔案報件交付應(yīng)用場景

以城建檔案歸檔為目的工程數(shù)字化交付是基于BIM技術(shù)對工程建造全參與方、全過程的城建檔案歸檔數(shù)據(jù)信息采集、校驗、審核及移交的過程，參與方按照要求將工程圖紙、工程文件、工程數(shù)據(jù)經(jīng)由監(jiān)理方檢查后統(tǒng)一交付建設(shè)方匯總并整合形成工程竣工信息模型，按照規(guī)定向城建檔案管理機構(gòu)報送歸檔，如圖5所示。

2)竣工驗收備案交付應(yīng)用場景

以竣工驗收備案為目的工程數(shù)字化交付是基于BIM技術(shù)對工程建造全參與方、全過程的竣工備案數(shù)據(jù)信息采集、校驗、審核及移交的過程，參與方按照要求將工程圖紙、工程文件、工程數(shù)據(jù)經(jīng)由監(jiān)理方檢查后統(tǒng)一交付建設(shè)方匯總并整合形成工程竣工信息模型，竣工驗收合格后按照建設(shè)主管部門竣工備案相關(guān)要求提交備案機構(gòu)進行審查和登記，如圖5所示。

3)運維交付應(yīng)用場景

以運維為目的工程數(shù)字化交付是基于BIM技術(shù)對工程建造全參與方、全過程的運維管理數(shù)據(jù)信息采集、校驗、審核及移交的過程，參與方按照要求將工程圖紙、工程文件、工程數(shù)據(jù)經(jīng)由監(jiān)理方檢查后統(tǒng)一交付建設(shè)方匯總并整合形成工程竣工信息模型，提交物業(yè)承接查驗合格后移交給物業(yè)管理方，如圖5所示。

圖5 數(shù)字化交付應(yīng)用場景

3.2.4 工程竣工數(shù)字化交付創(chuàng)新價值

與傳統(tǒng)交付方式相比，工程竣工數(shù)字化交付創(chuàng)新價值主要體現(xiàn)在三個方面：

1)交付一體化提升價值：橫向一體化體現(xiàn)在全參與方一體化，政府相關(guān)主管部門和工程五方責(zé)任主體通過一個數(shù)據(jù)平臺業(yè)務(wù)協(xié)同和應(yīng)用； 縱向一體化體現(xiàn)在工程全過程一體化，對工程全過程的數(shù)據(jù)進行采集和移交管控，解決數(shù)據(jù)斷層問題。

2)平臺協(xié)同化優(yōu)化效率：平臺協(xié)同化體現(xiàn)在三個方面，一是工程全息數(shù)據(jù)邏輯集成； 二是工程全過程數(shù)據(jù)進行采集和移交管控； 三是工程全參與方在一個平臺協(xié)同工作。

3)系統(tǒng)集成化深化應(yīng)用：系統(tǒng)集成化深化應(yīng)用體現(xiàn)在三個方面，一是可與工程檔案管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成； 二是可與BIM項目管理平臺進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成； 三是可為BIM運維管理提供數(shù)據(jù)支撐。

4 工程竣工數(shù)字化交付平臺

數(shù)字化交付的目標是形成項目建設(shè)階段高質(zhì)量的數(shù)字資產(chǎn)，數(shù)字化交付平臺是用于承載和管理數(shù)字化交付信息，可與多種工程軟件集成并兼容多種文件格式的信息管理系統(tǒng)，可承載各參建單位移交的數(shù)字交付物并能對其進行整合管理。

4.1 工程竣工數(shù)字化交付平臺目標

工程竣工數(shù)字化交付平臺以工程竣工交付業(yè)務(wù)為主線，服務(wù)政府監(jiān)管部門、建設(shè)方及運維方，規(guī)范工程竣工的數(shù)字化交付行為和成果，突破建設(shè)、運維信息數(shù)據(jù)斷層，實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)全生命周期管理的質(zhì)量和可持續(xù)性，體現(xiàn)在以下三個方面：

(1)“一次填報”全程應(yīng)用

通過工程建設(shè)過程數(shù)據(jù)即時填報、實現(xiàn)信息共享、數(shù)字傳輸?shù)裙δ埽瑢⒖⒐を炇针A段成果移交轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ倘^程無紙化獲取應(yīng)用，實現(xiàn)工程參與各方“一次填報”，全程在線應(yīng)用，大大減輕企業(yè)成本。

(2)“一個平臺”監(jiān)管到底

建立工程全過程全息數(shù)據(jù)中心，打破現(xiàn)有管理方式，實現(xiàn)竣工交付數(shù)字化，過程監(jiān)督在線化，為整個工程建設(shè)項目的竣工驗收備案、城建檔案報件、運維交付提供公開透明的查詢管理、留痕管理，精確把控交付過程。

(3)“一套模型”延伸應(yīng)用

實施工程項目數(shù)字化管理，把完整竣工BIM模型歸檔至數(shù)據(jù)庫中，利用BIM模型信息集成實現(xiàn)整個工程建設(shè)項目檔案管理完整性，在后續(xù)改擴建工程和運維管理過程中，為企業(yè)和政府相關(guān)主體提供調(diào)檔服務(wù)，為工程建設(shè)項目事后監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支撐。

4.2 工程竣工數(shù)字化交付平臺系統(tǒng)架構(gòu)

工程竣工數(shù)字化交付產(chǎn)品從數(shù)據(jù)流角度分為三層，數(shù)據(jù)源層、數(shù)字化交付平臺層及業(yè)務(wù)應(yīng)用層，數(shù)據(jù)源層為數(shù)字化交付平臺提供信息數(shù)據(jù)，數(shù)字化交付平臺為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)應(yīng)用。其中，數(shù)字化項目管理平臺和工程檔案管理系統(tǒng)等可作為工程全息數(shù)據(jù)的采集終端系統(tǒng)； 數(shù)字化交付平臺中支撐三個不同客戶群數(shù)據(jù)應(yīng)用的竣工備案數(shù)據(jù)、城建檔案報件數(shù)據(jù)和運維交付數(shù)據(jù)庫共用一個數(shù)據(jù)中心——工程竣工數(shù)據(jù)模型，有利于業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)共享； 數(shù)據(jù)化交付平臺支撐的業(yè)務(wù)應(yīng)用主要包括數(shù)字化城建檔案歸檔、數(shù)字化竣工備案及數(shù)字化運維交付等，如圖6所示。

圖6 工程竣工數(shù)字化交付平臺系統(tǒng)架構(gòu)

4.3 工程竣工數(shù)字化交付平臺應(yīng)用功能

圍繞BIM資源的收集、管理和利用工作所涉及的數(shù)據(jù)內(nèi)容，結(jié)合建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)特點，通過梳理數(shù)據(jù)構(gòu)成和數(shù)據(jù)規(guī)則，梳理數(shù)據(jù)目錄與數(shù)據(jù)關(guān)系，明確數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)容。通過建立一系列主題數(shù)據(jù)庫，將BIM模型及其設(shè)計信息和建造信息統(tǒng)一存儲與管理，為建設(shè)工程竣工備案、城建檔案報件、項目運維提供數(shù)據(jù)支撐，其應(yīng)用功能主要包括運維數(shù)字化交付、數(shù)字化竣工備案、數(shù)字化城建檔案報件等。

1)運維數(shù)字化交付

運維數(shù)字化交付主要是為實現(xiàn)建設(shè)單位將數(shù)字化成果向物業(yè)運維單位進行交付。以建設(shè)工程項目BIM 檔案數(shù)據(jù)的在線收集、審核、關(guān)聯(lián)及歸檔為目的，按照數(shù)字化交付標準相關(guān)規(guī)定，通過數(shù)字化交付系統(tǒng)，實現(xiàn)對建設(shè)工程項目電子檔案資料的實時匯集和管理指導(dǎo)，確保工程竣工后建設(shè)單位可以方便、快捷地完成電子檔案的歸檔移交，大幅度提升工程檔案的準確度和時效性。

2)數(shù)字化竣工備案

數(shù)字化竣工備案主要是為實現(xiàn)建設(shè)單位按照建設(shè)主管機構(gòu)竣工備案要求將數(shù)字化成果進行備案交付。采用“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”的信息化手段，建設(shè)單位將相關(guān)材料的原件拍照或掃描后上傳，整個過程中無需前往備案機關(guān)提交任何紙質(zhì)材料，減輕了負擔(dān)； 備案機關(guān)“接件、受理、審查、辦結(jié)”全流程隨時可查，提高了工作效率。

3)數(shù)字化城建檔案報件

數(shù)字化城建檔案報件系統(tǒng)是為實現(xiàn)建設(shè)單位按照相關(guān)規(guī)范標準要求將數(shù)字化成果向城建檔案機構(gòu)進行交付。采用“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”的信息化手段，以建設(shè)工程項目BIM 檔案數(shù)據(jù)的歸檔為目的，通過數(shù)字化城建報件系統(tǒng)，實現(xiàn)對建設(shè)工程項目電子檔案資料的在線指導(dǎo)、在線審核、在線驗收，審核無誤后，移交城建檔案管理機構(gòu)，由城建檔案管理機構(gòu)出具合格證書。

5 應(yīng)用案例

5.1 項目背景

某商業(yè)地產(chǎn)為確保輕資產(chǎn)項目的規(guī)模化發(fā)展，在“總包交鑰匙模式”的基礎(chǔ)上再次進行創(chuàng)新性變革，引入以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)、通過項目信息化集成管理平臺進行管理的“BIM總發(fā)包管理模式”，其核心是開發(fā)方、設(shè)計總包方、工程總包方、工程監(jiān)理方在同一平臺上對項目實現(xiàn)“管理前置、協(xié)調(diào)同步、模式統(tǒng)一”的創(chuàng)新性管理模式。“BIM總發(fā)包管理模式”可實現(xiàn)從設(shè)計、開發(fā)、建造到運維多方協(xié)同的全生命期，全產(chǎn)業(yè)鏈一體化管控。項目竣工時將同時交付數(shù)字化資產(chǎn)，包括項目設(shè)計、施工、供應(yīng)商、合同等相關(guān)信息，為傳統(tǒng)運維升級到BIM運維管理創(chuàng)造了條件。研發(fā)數(shù)字化移交管理系統(tǒng)，建立一個支持多項目管理的結(jié)構(gòu)化、數(shù)字化的建筑基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，適用于商業(yè)廣場BIM項目竣工資料的移交、查驗、儲存以及管理。

通過這套系統(tǒng)將移交的建筑設(shè)備信息資料、文檔轉(zhuǎn)換為信息化數(shù)據(jù)，并與竣工圖紙或模型(構(gòu)件)進行關(guān)聯(lián)； 以便在運維階段進行數(shù)據(jù)調(diào)用，滿足運維應(yīng)用所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需求，大幅度提升管理效率的同時，保障數(shù)據(jù)的一致性。

在竣工移交方式上，力求改變傳統(tǒng)的竣工資料移交節(jié)點式的管控模式，轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程管控模式。即在設(shè)備安裝調(diào)試后就可及時完成資料提交和數(shù)據(jù)填報工作，對資料移交進行有序管理，解決目前項目竣工資料移交中存在的資料不完整、管理困難等問題。

5.2 項目系統(tǒng)實現(xiàn)

5.2.1 設(shè)計原則

數(shù)字化移交管理系統(tǒng)架構(gòu)遵循如下原則：

(1)高可用性設(shè)計

系統(tǒng)運行依賴于一系列的內(nèi)外部組件、服務(wù)以及其他基礎(chǔ)設(shè)施。任何一個環(huán)節(jié)的失效，都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)服務(wù)故障或中斷。因此，在設(shè)計數(shù)字化移交管理系統(tǒng)架構(gòu)時，充分考慮內(nèi)外部組件和服務(wù)失效的情況，并在部署架構(gòu)上消除單點故障隱患，在應(yīng)用架構(gòu)上引入服務(wù)降級和災(zāi)后恢復(fù)等機制，以盡可能地提升數(shù)字化移交管理系統(tǒng)的可用性。

(2)可彈性擴展

為了提供對動態(tài)容量需求的適應(yīng)能力，數(shù)字化移交管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲容量、用戶請求處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬等方面均采用了可彈性擴展的架構(gòu)，以提升系統(tǒng)資源的使用效率和對未來需求的擴展能力。

(3)并行計算

對于需要消耗大量計算資源的功能模塊(如模型文件轉(zhuǎn)換模塊)，數(shù)字化移交管理系統(tǒng)采用基于消息隊列的并行計算架構(gòu)，以提升系統(tǒng)的計算效率。

(4)安全性

數(shù)字化移交管理系統(tǒng)采取身份認證、權(quán)限控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸、部署環(huán)境、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份等多種主動安全防御機制，并輔以安全漏洞掃描和安全測試等手段，從而從多維度保障和提升系統(tǒng)的安全性，包括數(shù)據(jù)不丟失、數(shù)據(jù)不泄漏、系統(tǒng)不被惡意訪問等。

5.2.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)

本系統(tǒng)采用BS架構(gòu)，在充分考慮業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的同時，兼顧與萬達已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)系，基于業(yè)界主流、成熟的技術(shù)體系架構(gòu)思想進行設(shè)計，系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計如圖7所示。

圖7 工程竣工數(shù)字化交付平臺系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)主要分四層進行設(shè)計：

1)技術(shù)支撐層，提供基礎(chǔ)的技術(shù)平臺能力，包括圖形操作能力、文檔管理能力、工作流處理能力，以及人員管理等基礎(chǔ)框架能力；

2)數(shù)據(jù)層，用于存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其中包括模板數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫又分為項目級的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫以及集團級的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，分別存儲不同管理維度的數(shù)據(jù)；

3)業(yè)務(wù)應(yīng)用層，即系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能模塊，包括基礎(chǔ)配置、項目填報管理、數(shù)據(jù)服務(wù)三大模塊，以及相應(yīng)的子功能模塊；

4)接入層，是用戶進行交互的使用界面，包括移動端與PC端，根據(jù)用戶的不同權(quán)限，提供相應(yīng)的功能和界面供用戶使用。消息的交互，可以匯總各個項目的實時數(shù)據(jù)，通過各種直管的圖形、圖表和報表展現(xiàn)出來，是決策支持平臺。

5.2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

竣工資料數(shù)字化移交管理系統(tǒng)為企業(yè)集團總部、項目公司和施工總包等項目相關(guān)方提供統(tǒng)一的商業(yè)廣場項目竣工資料數(shù)字化移交管理平臺，通過本系統(tǒng)實現(xiàn)竣工資料數(shù)字化、電子化、過程化移交，并建立統(tǒng)一的建筑竣工資料數(shù)據(jù)庫，為BIM運維應(yīng)用或其他業(yè)務(wù)運維系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)主要功能模塊如下：基礎(chǔ)設(shè)置、項目填報管理、數(shù)據(jù)服務(wù)等。整體功能如圖8所示。

圖8 工程竣工數(shù)字化交付平臺系統(tǒng)功能

1)基礎(chǔ)設(shè)置功能模塊是在完成系統(tǒng)環(huán)境搭建工作后，開始系統(tǒng)基礎(chǔ)配置工作，包括人員、角色、權(quán)限的配置，以及基礎(chǔ)字典、標準模板的配置工作，如圖9所示。

圖9 標準模板設(shè)置

2)項目填報管理

在完成系統(tǒng)基礎(chǔ)配置工作后，在建立項目并確定使用用戶及相應(yīng)的權(quán)限后，用戶在本系統(tǒng)使用自己的賬戶登錄，進入自己負責(zé)管理或?qū)嵤┑捻椖浚诒鞠到y(tǒng)按照相應(yīng)的權(quán)限范圍完成相應(yīng)的填報、審核工作，如圖10所示。

圖10 項目資料填報

3)項目數(shù)據(jù)服務(wù)

數(shù)據(jù)服務(wù)主要實現(xiàn)交付數(shù)據(jù)的應(yīng)用，包括竣工信息查詢?yōu)g覽、信息抓取、錯誤糾偏、版本管理、數(shù)據(jù)接口等功能，如圖11所示。

圖11 信息瀏覽

該系統(tǒng)通過過程管控和現(xiàn)場核驗兩個層面保障了移交數(shù)據(jù)的標準性和準確性，以計劃任務(wù)為界面開展協(xié)作，最大限度地保障了移交工作的效率和規(guī)范。針對運維階段所需的各類文件資料、設(shè)備和空間數(shù)據(jù)，需要通過竣工數(shù)字化移交管理系統(tǒng)完成運維基礎(chǔ)信息的填報、審核和維護更新，從而建立一個支持多項目管理的結(jié)構(gòu)化、數(shù)字化的運維基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，保障運維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性，提升運維業(yè)務(wù)應(yīng)用的開發(fā)效率。同時該系統(tǒng)需要具備設(shè)置人員角色、控制功能和數(shù)據(jù)權(quán)限來保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性。竣工數(shù)字化移交管理系統(tǒng)定義企業(yè)自身運維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的標準，系統(tǒng)滿足自定義設(shè)置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標準字典和標準模板，含資料、圖紙、模型、設(shè)備、空間等。通過設(shè)置多個項目或多個任務(wù)進行數(shù)據(jù)填報審核工作； 按照標準化項目模板進行運維數(shù)據(jù)資產(chǎn)填報審核工作； 過程中可以校驗、規(guī)范等個性化設(shè)置輔助審核； 為了提升數(shù)據(jù)采集效率，系統(tǒng)提供設(shè)備型號庫輔助填報。

5.3 應(yīng)用效果

通過項目實踐，工程竣工數(shù)字化交付應(yīng)用取得了入校效果：竣工數(shù)字化移交平臺打通建筑施工到運維的最后一公里，建立起標準化、數(shù)字化和精細化的竣工數(shù)字化信息基礎(chǔ)，面向廣場商管運維管理階段，提供建筑各類竣工信息數(shù)據(jù)資料傳承，保障進入運維階段的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量，從運維源頭建立起統(tǒng)一的數(shù)字化資產(chǎn)底座，為運維人員提供高質(zhì)量、完善的數(shù)字化資產(chǎn)管理工具，支撐運維信息化系統(tǒng)體系的更加可靠運轉(zhuǎn)。

5.4 未來方向

基于BIM 的建設(shè)工程竣工數(shù)字化交付管理體系是未來大數(shù)據(jù)分析以及利用的重要基礎(chǔ)，因此不斷豐富基于BIM技術(shù)的工程數(shù)據(jù)快速采集、交付以及成果可應(yīng)用性是未來真正實現(xiàn)智能化管理的重要內(nèi)容，可以從數(shù)據(jù)資產(chǎn)應(yīng)用、政府和行業(yè)操作政策等兩方面考慮進一步建設(shè)。

5.4.1 數(shù)據(jù)資產(chǎn)應(yīng)用

1)智能提取工程數(shù)據(jù)

交付模型信息提取算法，智能識別提取建設(shè)工程數(shù)據(jù)高效形成工程資料數(shù)據(jù)，解放/替代專職資料員。

2)數(shù)據(jù)資產(chǎn)應(yīng)用

以算法和模型為重點提供數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、并行計算等分析服務(wù)； 總結(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)部規(guī)律、展現(xiàn)價值信息，為建筑企業(yè)開展資產(chǎn)運營、商業(yè)運作及投資決策等提供信息支撐。

5.4.2 政府和行業(yè)操作政策

數(shù)字化交付的最大瓶頸是外部環(huán)境約束與傳統(tǒng)觀念。由于政府和行業(yè)尚未制定出數(shù)字化交付的具體標準和要求，竣工檔案移交采用的仍然是實體檔案為主、電子檔案為輔的方式。接收方對數(shù)字化交付成果的接受程度不高，對沒有手寫簽名和印章的紙質(zhì)文件持懷疑甚至拒絕態(tài)度。由此看來，竣工檔案的數(shù)字化交付是全行業(yè)關(guān)注的課題，需要建設(shè)單位、設(shè)計單位、勘察、施工、監(jiān)理等單位勇敢地帶頭打破常規(guī)，更需要相關(guān)各方尤其是政府和行業(yè)主管部門的協(xié)調(diào)并進，制定三維數(shù)字化竣工驗收備案規(guī)范、三維數(shù)字化竣工驗收模型交付標準，建設(shè)房屋建筑工程BIM竣工模型竣工驗收備案平臺，推進行政審批制度改革，整合優(yōu)化建設(shè)工程竣工驗收、備案及歸檔模式、流程，全面提升各職能部門工作效率，強化驗收管理綜合可視化協(xié)同，切實提高行政服務(wù)水平； 在政策上鼓勵有條件的單位先行先試，提倡試點應(yīng)用，在大量實踐中探索行之有效的方法與措施，共同推進數(shù)字化交付的全面普及。

6 結(jié)論

建立基于BIM 的建設(shè)工程竣工數(shù)字化交付管理體系是協(xié)同參建各方以及政府主管部門的重要樞紐中心，是未來樹立大數(shù)據(jù)思維，加大數(shù)據(jù)資產(chǎn)的梳理和積累，利用先進技術(shù)手段進行數(shù)據(jù)處理和深度利用的發(fā)展方向。

本文深入研究了基于BIM 技術(shù)的數(shù)字化交付的交付范圍、交付對象、支撐業(yè)務(wù)等完整性交付管理體系，總結(jié)并形成了一套建設(shè)工程竣工數(shù)字化交付環(huán)節(jié)BIM應(yīng)用模式，建立數(shù)據(jù)資產(chǎn)的采集、存儲、處理、管理和應(yīng)用平臺，完善數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理標準和規(guī)范，逐步構(gòu)建數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄體系和管理體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理的信息化、標準化和科學(xué)化。基于BIM的工程管理注重工程信息的及時性、準確性、完整性、集成性，將項目參與方在建設(shè)過程中的實際情況及時輸入到建設(shè)工程模型，將工程所有資料按交付要求整理、審核并提交，體現(xiàn)模型數(shù)據(jù)與實際工程的有效一致性，最終形成竣工模型，滿足數(shù)據(jù)化交付及數(shù)據(jù)資產(chǎn)應(yīng)用要求。

本項研究對未來建筑企業(yè)滿足基于BIM的竣工交付基本要求以及數(shù)字化運營具有積極的指導(dǎo)意義，將最終推動實現(xiàn)建筑企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。