BIM協同管理平臺應用現狀與趨勢研究

曹芳

摘 要：隨著BIM技術的快速發展，BIM協同管理平臺在設計和施工階段的應用越來越廣泛，功能也在不斷擴展。基于BIM內涵的分析，對BIM協同管理平臺開發現狀及在設計和施工階段的各項應用進行了闡述，并對協同管理平臺發展趨勢進行了分析，可為BIM的應用提供參考。

關鍵詞：BIM;協同管理;設計

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）19-0103-03

Abstract： With the rapid development of BIM technology， BIM collaborative management platform is more and more widely used in the design and construction， and its functions are also expanding. Based on the connotation analysis of BIM， the development status of BIM collaborative management platform and its application in the design and construction stages were described. The development trend of BIM collaborative management platform could analyzed， which can provide reference for the specific implementation of BIM application.

Keywords： BIM;collaborative management;design

自從建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的概念被提出后，經過近20年的推廣與發展，目前已成為建設行業發展的一項重要技術，助力行業轉型升級。伴隨著互聯網等技術的快速發展，BIM技術的應用范圍也越來越廣，應用深度也在不斷發展。隨著各項技術的成熟與新技術的出現，BIM必將融入建設行業的各項技術實施和管理過程中。

BIM技術在我國得到快速發展，在各類工程中已得到大量應用[1，2]。為了更好地應用BIM模型，近些年開發了大量的協同管理平臺，在設計和施工階段實現更好的協同與溝通[3，4]。

為了更全面地理解BIM協同管理平臺的應用價值，本文首先對BIM的內涵進行闡述，然后對協同管理平臺開發現狀及相關應用進行分析，最后基于BIM的內涵分析協同管理平臺應用的發展趨勢，分析結果可為BIM應用提供參考。

1 BIM的內涵

BIM的理念與制造業中集CAD、CAE于一體的計算機集成制造系統理念和基于產品數據管理與產品模型數據交換標準的產品信息模型概念相近。但是，建設行業各項活動涉及的人、物、事均比制造業復雜，實施的難度要遠大于制造業，且在方法論層面具有不可復制性。

在BIM的定義中，信息模型的含義分為模型、模型應用和管理3個方面，即BIM表達了虛擬產品、實施過程中的各項應用和信息管理。可以認為，模型是載體，信息是靈魂，通過協同提高效率。BIM是數據模型，包含了幾何信息、屬性信息、時間信息等數據，形成基本信息載體;BIM是協同應用，可在進度管理、資源管理、質量安全管理、文檔管理等過程中實施，實現信息的采集與交互;BIM是管理模式，通過基礎數據載體、過程信息采集和數據分析處理等，為管理決策提供支撐。基于BIM技術的信息采集和交互將傳統無序的信息交互變得有序，是BIM技術的核心。

BIM技術將給施工企業項目精細化管理、企業集約化管理和企業的信息化管理帶來強大的數據支撐和技術支撐。但是，目前BIM應用實施還存在諸多問題，如應用缺乏系統性、信息交互的便利性，數據互操作性不足等。BIM應用的思維將經歷軟件應用思維、BIM應用思維和智能化工具思維3個層次，目前BIM應用處于軟件應用思維這個層次，主要是軟件集成應用，還沒有達到真正的BIM應用思維層次。通過BIM還無法實現行業的大數據積累、智慧化應用、智慧決策、智能驅動建造等。

2 BIM協同管理平臺應用

2.1 平臺開發現狀

BIM協同管理平臺主要是以BIM模型為基本載體，結合業務需求實現網絡協同的功能平臺，在PC端、網絡端和移動端均可以應用。BIM平臺類產品主要分為3類：第一類為BIM模型查看工具，主要提供以在線方式查看BIM模型的功能，與業務結合不夠緊密;第二類為BIM平臺類產品，可以導入BIM模型場景進行開發的平臺，將業務功能與BIM場景進行結合，集成開發實現BIM應用系統;第三類為BIM引擎，將BIM模型的展示、操作、BIM信息提取等功能進行封裝，以API的形式開放給第三方開發者，與業務系統完整分離。可以看出，由于需要BIM模型作為應用基本載體，BIM引擎是進行協同管理平臺開發的基礎，主要采用的底層技術有WebGL、OSG、Unity3D、UE4等圖形技術和引擎。

目前，國內外已開發上百個功能類似的BIM協同管理平臺產品，主要功能有二維圖紙和三維模型聯動查看，任務流程管理，基于模型的設計問題反饋，移動端辦公，企業和項目數據看板、報表、進度和成本管理等，與GIS、二維碼、設備監測數據相結合的技術應用等。

2.2 平臺主要應用

BIM協同管理平臺的主要應用包括設計協同管理、智慧工地管理、移動端應用以及信息統計等。信息分類與統計在平臺中可以針對不同人員權限開展，也可以根據項目和企業等不同層次開展，在多個產品中稱之為“駕駛艙”。圖1為某個平臺的項目數據看板，頁面包含了項目BIM模型、質量安全問題統計、進度情況、塔吊檢測、現場視頻監控和環境監控等。

設計協同管理主要應用包括方案比選、協作交流、碰撞報告生成、凈空分析、問題標注和模型分享等。在具體應用和實施過程中，需要對BIM模型進行輕量化處理。為了實現二維CAD圖紙與三維模型聯動，還需要對CAD圖紙進行轉化和匹配。在模型瀏覽方面，可實現2D-3D聯動、漫游、構件移動、測量、剖切、構件分解、屬性查看與添加等功能。基于模型和CAD圖紙，可以方便實現設計協作，項目管理人員可以通過熟悉的二維圖紙找到對應的三維構件進行模型查看，也可以通過三維模型定位找到二維圖紙中的定位。在平臺上可以實現多人協作，支持電腦端、移動端同時參與協作，任意參與方均可以操作模型，畫面實時同步，并支持實時問題溝通，大大提高了溝通效率。結合BIM模型可開展多終端實時討論、模型和視點分享、模型共享交流、凈空分析、問題標記、碰撞報告或設計變更自動生成與協作、實景模型上傳等。同時，可以實現流程管理與資料反查定位到模型等功能。通常模型經過輕量化處理后，只需要普通的網絡瀏覽器即可查看BIM模型，不需要安裝軟件與插件，方便各方進行協作交流。圖2為某平臺由視點發起碰撞報告流程，在實現碰撞報告快速生成并發起任務協作，通過發起人發起問題，經過設計回復、意見確認、閉環等步驟可記錄設計問題解決過程，并可以自動生成報告。

智慧工地管理主要應用包括進度管理、現場巡檢二維碼管理、物料管理、施工監控、工程量統計、環境監測和勞務管理等。移動端應用主要包括模型瀏覽、協作交流、二維碼分享、現場巡檢、文檔查看、流程審批和報表查看等。在進度管理方面，目前可實現的主要功能有結合模型的時間進度計劃模擬、全景查看等，大部分平臺支持將傳統進度計劃導入并與BIM模型關聯，實現進度模擬、計劃與實際進度對比，結合無人機航拍和全景查看達到全面了解施工現場進度的目的。但是，對于進度計劃自動調整、動態控制等功能還未普遍實現。現場巡檢二維碼管理通常結合流程管理并與BIM模型結合，配合二維碼和移動端隨時調用相關流程，通過管理與檢查，記錄數據，業主可根據質量問題情況對作業單位進行相應管理。物料管理主要通過將所有實體單據和檢驗報告上傳系統，形成系統化的管理流程，并形成數據統計臺賬，便于對物料進行及時追查，保證施工質量。工程量統計主要利用BIM模型進行工程量計算，并可以通過框選模型計算。勞務管理目前主要是通過人臉識別、打卡等技術，精確統計現場人員數據。環境監測主要是在平臺中有效監測工地揚塵污染和噪聲，一般通過接入第三方氣象監測系統，可在平臺中查閱現場各種監控監測系統的實時數據。

3 BIM協同管理平臺應用發展趨勢

由于BIM應用目前還未進入系統化應用階段，協同管理平臺的應用并不深入，與BIM模型的融合度并不高，主要集中于業務流程、協同管理和結合模型的初步應用，以模型可視化輔助應用為主。隨著網絡傳輸技術、信息技術和BIM技術的發展，協同應用將更加深入。模型信息將更加全面地應用于設計和施工過程，從可視化應用階段進入應用信息階段。依靠BIM標準完善和實施，協同管理平臺將為企業采集大數據，為企業決策提供支持。在技術方面，結合物聯網技術將解決BIM應用中的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，在施工階段實現施工質量、安全、物料的動態監管，在運維階段實現建筑資產、設備、設施管理，開展能耗分析、節能監控和結構健康監測等。在模型融合生產過程方面，將實現融合數字化現實捕捉技術的虛實結合、模型數據驅動的數字化加工與建造等。

4 結論

BIM協同管理平臺在近幾年得到了迅速發展，充分發揮了BIM的應用價值。從局域網的項目協作逐漸拓展為互聯網和云平臺協同，實現了基于時間和空間的信息搜索與聚合、基于屬性的模型搜索與定位、業務與模型的動態關聯等應用。隨著各項技術的進步和BIM標準的完善，BIM協同管理平臺將在智能化、自動化、大數據方面有更加深入地應用。

參考文獻：

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