基于 IPD 模式的企業 BIM 資源庫研究

陳翔宇，葉 建，魏 恒，周曉帆，戴 路

（中建三局工程總承包公司，湖北 武漢 430064）

0 引言

目前關于企業 BIM 資源庫的研究主要集中在 BIM模型構件庫。Y.Arayici 等［1］提出建筑公司搭建BIM構件庫將減少建模工作提高生產效率；朱文杰等［2］以中鐵電氣化局為例，針對集團級施工企業特點，BIM 技術應用與構件數字資源管理現狀，梳理形成企業構件庫建設方法，并在工程項目建模應用中取得了良好的效果；文伏靈等［3］研究了面向云服務平臺的 Revit 族庫管理系統建設方案，通過企業的實際應用，驗證了云平臺在族文件標準化、規范化管理，降低硬件成本，保證數據安全方面等方面的應用價值；姜瑩［4］介紹了上海市政總院所研發的 SMEDI-BIM 構件庫管理系統在突破了軟件平臺的限制，解決 Revit 和 CATIA 軟件間構件存儲格式不同、存儲方式不同的問題，統一信息展示技術方案方面取得的成果。

綜合來看，搭建企業構件庫，通過對已有標準化構件的重復利用，可以提高 BIM 建模效率和模型質量，并為后續應用的批量化操作奠定基礎，降低 BIM 實施成本。但 BIM 應用推廣過程中仍面臨著數據安全、信息碎片化嚴重、缺乏 BIM 專業人才和知識儲備、BIM 數據分散、割裂等問題［5］，這些問題制約著 BIM 技術的發展，僅有構件庫力有未逮。因此需要以企業業務流程為核心，搭建 BIM 資源庫，通過廣泛的復用及高效的檢索來更加合理地對 BIM 資源進行管理，提高 BIM 工作的應用價值。

1 企業 BIM 資源庫建設的理論指導

BIM 模型搭建及施工應用過程，匯集著各個環節的信息，有效收集、整理及傳遞信息的難度大，通常會面臨著如下一些問題。

1）項目需求的傳遞出現偏差，主要體現在內部信息的傳遞環節，導致 BIM 模型在應用廣度和深度上存在不足，無法有效指導施工。

2）項目生產人員對建模工作進展不了解，無法正確安排與之配合的工作計劃。

3）建模人員經驗不足，無法在模型中滿足項目需求。

4）模型傳遞過程中通常采用即時通訊工具，數據安全性不高，且歸檔困難。

5）模型瀏覽工具不便捷，常出現無法打開模型或操作過于繁瑣等問題。

如果將 BIM 技術作為信息匯總和信息交流的媒介，就可以實現資源共享，提升 BIM 服務效果。企業級 BIM 資源庫的建設，以滿足高效建模和施工應用為目標，以一線建模人員及項目技術人員的生產需求為導向，進行系統的架構設計。其核心在于，利用計算機網絡對 BIM 服務過程中所產生的信息流進行梳理、加工、利用，實現流程的不斷優化。

1.1 IPD 思想在企業 BIM 服務中的應用概述

IPD（Integrated Product Development，集成產品開發）思想最早來源于美國 PRTM 咨詢公司提出的 PACE（Product And Cycle-time Excellence，產品及周期優化法）理論，是一套產品開發模式、理念與方法，強調市場導向和投資驅動，把產品開發看成一種投資行為，其中最重要的三大流程是市場管理流程、需求管理流程和集成產品開發流程。通過 IPD 模式可以協同合作，降低成本，使交付產品實現結果最優化、效益最大化。隨著計算機信息技術的不斷發展，BIM 應用也日趨成熟，項目的 BIM 成果可以看成一款產品，IPD 思想對提高項目成果交付的質量具有很高的借鑒價值。

企業 BIM 服務依托于所承接的工程項目，其市場管理流程同時要兼容企業發展戰略、BIM 技術發展趨勢和項目需求，細分合理的服務內容，對 BIM 服務清單進行選擇和優先級排序，從而制定可執行的業務活動，實現 BIM 服務的價值創造。

需求管理流程所要解決的核心問題就是，項目期待的 BIM 成果和最終接收到的成果之間存在落差，需要通過運用科學的需求分析方法，根據優先級高低排序，及時將需求傳遞到市場管理流程和 BIM 建模過程中，確保 BIM 服務滿足項目需求。

集成產品開發流程涵蓋從項目啟動到項目結束為止的所有活動，并把流程分為五個階段，即項目 BIM 策劃、BIM 計劃、模型創建、模型審核、模型交付，每個階段有各自的實施準則，只有達成了這些準則，才能將 BIM 服務推進至下一階段。其邏輯架構如圖 1 所示。

圖1 IPD 產品管理體系的邏輯架構

IPD 流程使整個 BIM 服務過程是基于流程而不是依賴個體，把個人能力轉化成為組織能力，BIM 模型不再是簡單地追求零碰撞而是以項目需求為導向，聚焦需求的確認和實現，確保交付的成果可以滿足項目生產需求。

1.2 基于 IPD 思想的企業 BIM 服務流程梳理

通過 IPD 模式實現 BIM 項目在財務指標和質量指標上均達到最優，則一方面要把項目當成一項投資，進行虛擬產值核算，據此計算不同項目的工效指標，并對歷史數據及同類項目進行對比分析；另一方面建立 BIM 服務評價體系，包括內部項目對 BIM 服務的考核打分以及外部報獎對成果先進性的檢驗，進而根據指標進行 PDCA 的 BIM 服務體系循環，檢驗流程中需求是否收集全面，交付成果是否與需求匹配，業務規劃是否具有前瞻性，流程運轉是否達到最優。

實施 IPD 模式對于技術要求很基礎的一點就是綜合研發流程與業務實施流程分離，確保項目實施過程中采用的技術是成熟的，工效指標是可度量的，進而打造 CBB（公用構建模塊），與模塊化、分層的架構理念類似，將 BIM 實施流程進行分解，對其中關鍵流程或構件進行結構化和標準化處理，形成底層數據，通過調用底層數據，提高工作效率，即大中臺，小前臺模式。

綜合研發基于市場管理流程，保證 BIM 服務方向及內容是符合企業發展戰略和項目生產需求的，擁有的技術儲備是符合 BIM 發展趨勢的。運用嚴格、規范的方法對未來趨勢及項目需求進行分析，對外部環境及內部資源能力進行研究，做到外部與內部對齊，以及長中短期的對齊，細分提供的 BIM 服務內容，并進行優先級排序，明確提供的 BIM 服務跟各類需求的對應關系，從而制定可執行的業務活動，確保總體規劃的實現，并對業務計劃進行閉環管理，監控業務計劃的實施，及時糾偏。

業務實施流程中策劃階段需要明確需求，評估項目 BIM 需求是否與企業 BIM 實施戰略一致，進而做出決策，編制項目策劃文件；計劃階段是對項目策劃的驗證，完成項目服務清單與交付成果的分解，并在計劃期間內持續收集項目需求；項目實施階段采用異步生產模式，傳統服務模式下，所有的技術問題都在項目里面，異步生產模式下提前了解項目需求，提前進行成果儲備，這樣整個項目周期就會縮短；審查階段檢驗項目需求與交付成果是否匹配，確保 BIM 成果能滿足項目生產需求；交付階段是對整個 BIM 實施流程的驗證，通過項目反饋對 IPD 流程進行梳理，查漏補缺。整體實施流程如圖 2 所示。

圖2 基于 IPD 的 BIM 項目實施流程

2 企業 BIM 資源庫建設的重點內容

2.1 需求池系統的建立

需求池是承載需求的“容器”，共分為三個模塊，需求收集模塊，需求分析模塊和需求分配模塊。需求收集模塊收集 BIM 項目參與方在項目實施過程中的各類需求錄，并對收集到的需求按照一定規則進行結構化展示，不一定每個需求都會實現，但每個需求都要放入需求池中，保證需求的全面性。需求分析模塊首先需要將需求條目化，把一個份表述籠統的需求拆分為幾條具體、清晰、可分步實施的需求，對于表述模糊的需求還需要不斷追問，明確需求提出者的真實需求。其次為每條需求賦予標簽，標簽是對需求分類的進一步細化，需要在創建需求池時同步梳理完成，并在和后續接收需求時逐步完善補充，通過標簽為需求池設立索引，從而更直觀地掌握需求與業務的匹配情況以及當前狀態［6］。最后進行需求分類，從時間維度上將需求分為長期需求，中期需求，短期需求和緊急需求；從需求收集渠道上分為外部渠道和內部渠道，并進一步細分；從需求重要性上分為核心需求和非核心需求；從實施難度上分為難、中、易等，從而確定需求實現的優先級。需求分配模塊將分解后的實施需求分配到具體的業務模塊，進入 IPD 流程。

2.2 BIM 構件庫的建立

BIM 構件庫是 IPD 模式的 CBB 模塊，也是資源庫的重要組成部分。BIM 構件庫的應用包含 PC 端和資源庫端兩個模塊，PC 端上構件庫作為 BIM 軟件插件上的一個功能菜單，提供搜索、上傳、下載、預覽、審核等功能，方便使用者操作目標族文件。資源庫端實現對構件的儲存和管理，通過脫離 BIM 軟件的簡化方式來進行。提供用戶管理、日志管理、統計中心、文件管理等功能。

在構件庫的使用上，BIM 工程師創建或搜集建模需要的構件，上傳提交審核，管理員賦予審核人員權限，審核人員對構件的命名、分類、預覽等內容進行判定，對不符合要求的構件返回至 BIM 工程師處進行修改，滿足要求構件，傳至構件庫中供 BIM 工程師使用。在族庫使用過程中，BIM 工程師對族文件使用實時反饋，管理員后臺查看反饋意見，并對反饋意見進行處理。

2.3 歸檔系統的建立

信息復用是現階段企業信息化的必要過程，同時它又可以推動企業信息化向更高階段發展［7］。數字資源庫需要與 BIM 實施流程緊密結合。流程管理的目標是達到常規工作流程化，組織形式標準化，管理模式自動化的管理狀態。讓不同的人在不同的時間做同樣的事情，能夠取得相同的效果，從而使 BIM 交付的成果質量不再依賴于個人能力，而是基于流程［8］。因此，需要構建企業 BIM 資源庫的歸檔與利用模式，促進相關數據資源與 BIM 應用流程的深度融合，各方共享，發揮數字資源的巨大優勢具有很高的研究價值［9］。BIM 實施過程中所形成的成果上傳至歸檔系統中，項目通過系統瀏覽使用 BIM 成果，大大提高了數據傳遞的安全性，以及成果瀏覽的便捷性。

3 結語

本研究從 IPD 模式與企業 BIM 資源庫深度融合的角度，探討了通過 IPD 模式優化企業 BIM 服務流程，并基于該流程進行資源庫建設。通過建立需求池系統、BIM 構件庫和歸檔系統，優化 BIM 服務流程，明確用戶需求，提高技術人員的工作效率，保證管理者可以實施追蹤服務進度，從而確保服務成果的質量。此外，財務評價指標和質量評價指標貫穿于整個 BIM 服務的 PDCA 循環過程，提高了 BIM 工作的應用價值。基于 IPD 模式的企業 BIM 資源庫建設，聚焦于明確項目需求，實現管理流程的不斷優化，為 BIM 技術的發展提供了一個新的研究方向。Q