基于BIM的建設項目全生命周期應用框架構建

彭正斌，紀文娟

(1.山東工業職業學院建筑與信息工程系,山東淄博256414；2.淄博市建筑設計研究院,山東淄博255000)

建設項目的全生命周期包括：規劃階段、設計階段、施工管理階段以及運維階段。在建設項目實施過程中，工程項目的所有的參與對象都有自己關注的問題要解決。BIM的出現，幫助建設項目各參與方建立一個統一模型，大家在同一個數據平臺上協同工作，數據共享， BIM的價值也是真正體現在建設項目的全生命周期各階段的實踐。但是目前國內BIM的應用集中體現在設計階段，再加上各個階段相對獨立，項目各參與方信息傳遞過程中的丟失，各個階段的協同應用還未很好實現，所以要想要想實現BIM的價值最大化，就必須在建筑的全生命周期中進行統一協同的實踐應用。

1 基于BIM的全生命周期應用框架的構建思路

建設項目全生命周期涉及到多方參與，參與方之間信息交換凌亂復雜，信息傳遞過程中損失嚴重，不利于建設項目全生命周期的應用，所以基于BIM的全生命管理框架的構建思路就是改變傳統的信息傳遞方式，發揮BIM信息集成和共享的優勢，實現建設項目真正全生命周期的管理應用。所以，對于框架的整體構建可以從三個方面展開：

1.1 框架構建基礎-數據

實施BIM要用到很多軟件，很多軟件的數據格式不開放不兼容，造成信息交流很大的障礙，這與BIM數據共享的理念正好相反，所以如何把這些不同軟件的各種數據共享，是我們目前BIM全生命周期應用急需解決的問題，也是最基礎的問題。

1.2 框架構建載體-模型

BIM的信息載體是nD模型，建設項目從最開始的概念設計到運營管理整個全生命周期的所有信息都包括在該模型之中，在全生命周期的各個階段，形成了對應的子系統，而BIM信息模型將各個子系統聯系在一起，形成一個整體模型，包括全生命周期建筑、結構、設備各個階段的模型，整體模型通過協調，使得項目全生命周期得以實現。

1.3 框架構建功能-應用

BIM數據通過構建的參數模型最終成果是BIM全生命周期各階段功能的實現，如沖突檢查，施工模擬，空間管理等功能的實現。

2 基于BIM的全生命周期應用框架的總體設計

有了以上框架構建的思路，基于BIM的全生命應用框架構建如圖1所示。該框架由三部分組成，基礎層數據，不同階段的數據應用通過載體來實現，每個階段的載體都有一個對應的模型。

圖1 基于BIM的全生命周期應用框架構建

該框架由基礎層-數據，載體層-模型，實現層-功能構成。基礎層就是BIM數據庫，主要實現各個階段。各個參與方之間數據存儲、交換、應用；載體層就是項目全生命周期應用的關鍵層，按全生命周期階段分為設計模型、施工模型以及運營管理模型。設計模型層是整個基礎數據的來源，施工模型、運營管理模型的基本數據信息都來源于設計模型，并在此基礎上擴展數據信息，并能保證數據聯動修改與共享；實現層是BIM在項目全生命周期各個階段的具體應用。

2.1 基于BIM的全生命周期應用的基礎

BIM數據庫是項目全生命周期應用的基礎，數據的開放性以及共享就成了實現BIM全生命周期應用的關鍵。數據的工作主要包括數據存儲、數據交換、數據應用。

2.1.1 數據存儲

項目全生命周期各個階段工作活動不相同，任務目標不一樣，產生的數據信息不相同，在數據存儲過程中，要了解信息的類型、分類標準，所處的階段，以保證存儲和檢索應用，最終實現不同專業不同階段數據信息快速查詢。

2.1.2 數據交換

在傳統數據管理模式下，常出現信息流失以及信息不能直接被后一階段使用，好比設計階段的數據不能直接被運營管理階段使用，不利于全生命周期目標的實現。出現問題的根本原因是不同的專業結合不同的BIM軟件進過分析后，由于軟件數據標準和接口的原因，導致數據交換難以體現在項目全生命周期。要解決信息交換問題，就要制定數據的標準格式，現在全世界普遍被接受的數據格式是持由國際協同工作聯盟組織(IAI)研究的IFC(Industry Foundation Class，工業基礎類)標準格式。IFC 標準的最終目標促成建筑業中不同專業以及同一專業中的不同軟件可以共享同一個數據源, 從而達到數據的共享和交互。

2.1.3 數據應用

數據應用是指建設項目全生命周期的各個階段，項目的所有參與方能夠及時的建立、更新、訪問各自所需的數據信息。數據應用的過程各個參與方還應注意哪些數據時保密數據，哪些數據是可以共享的數據，要做好數據邊界的界定，另外，任意一方在自己數據信息的權限內進行修改時，還要注意數據的聯動修改，以確保數據的時效性。

2.2 基于BIM 的全生命周期應用的載體

基于BIM全生命周期應用的載體是模型，在項目全生命周期的設計階段、施工階段、運營管理階段分別對應地建立設計模型、施工模型以及運營管理模型，在整個生命周期中，充分發揮BIM的數據共享性，參與方協同工作的優勢，真正實現BIM在項目全生命周期的集成應用。

2.2.1 設計模型

設計模型是整個全生命周期應用載體的基礎，在該階段會有很多不同專業的人員參與設計階段模型的建立，形成一個巨大的基礎信息庫，包括建筑設計、結構設計、水暖電設計等等，設計階段的這三個專業所形成的信息傳遞與流動，則構成了設計模型的數據庫(圖2)。

2.2.2 施工模型

目前國內施工企業所表現出來信息化的水平參差不齊，不少企業都已初步實現了企業的信息化管理，但多數施工企業的信息化程度還比較低，信息基礎平臺不健全，使得專業軟件很難發揮作用，如在施工軟件的時候，不能直接調去設計模型中的信息，還是需要將設計信息輸入軟件內，浪費了大量的資源 。而基于BIM技術的施工模型，直接從設計模型中提取信息，為施工階段使用，在對施工階段各種資源利用管理后，又增加了不少施工數據，比如成本、進度、質量等，把這些數據在傳遞到數據庫中去，有助于項目全生命周期的應用。

圖2 設計模型的形成

2.2.3 運營管理模型

如同設計模型數據如果不能為施工模型所用，設計模型、施工模型數據不能為運營管理模型所用時，也需要在運營管理模型中重新輸入數據，浪費大量資源，基于BIM的運營管理模型集成了設計模型與施工模型中的所有信息，利用共享信息形成的可視化模型，對建筑物進行運營維護。

3 結束語

本文對基于BIM 的建設項目全生命周期應用框架構建進行分析，然后總結應用框架的構建思路、總體設計，之后從應用框架的三個方面選取了應用框架的基礎、載體兩項內容闡述了BIM應用在建設項目全生命周期中，對于提高設計、施工、運營管理階段的水平，以及BIM在全生命周期應用的具體表現和發展前景作了闡述。

[1] McDraw-Hill Construction.北美BIM商業價值評估報告(2007-2012)[R].2012

[2] 王珺.BIM理念及BIM軟件在建設項目中的應用研究[D].西南交通大學,2011

[3] 柳娟花.基于BIM的虛擬施工技術研究[J].電腦知識與技術，2011，7(29)：266-268