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(yè)職業(yè)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(guī)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(xiàn)，幫助建設項目各參與方建立一個統(tǒng)一模型，大家在同一個數(shù)據(jù)平臺上協(xié)同工作，數(shù)據(jù)共享， BIM的價值也是真正體現(xiàn)在建設項目的全生命周期各階段的實踐。但是目前國內(nèi)BIM的應用集中體現(xiàn)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(xié)同應用還未很好實現(xiàn)，所以要想要想實現(xiàn)BIM的價值最大化，就必須在建筑的全生命周期中進行統(tǒng)一協(xié)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(tǒng)的信息傳遞方式，發(fā)揮BIM信息集成和共享的優(yōu)勢，實現(xiàn)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(shù)據(jù)

實施BIM要用到很多軟件，很多軟件的數(shù)據(jù)格式不開放不兼容，造成信息交流很大的障礙，這與BIM數(shù)據(jù)共享的理念正好相反，所以如何把這些不同軟件的各種數(shù)據(jù)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(tǒng)，而BIM信息模型將各個子系統(tǒng)聯(lián)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(xié)調(diào)，使得項目全生命周期得以實現(xiàn)。

1.3 框架構建功能-應用

BIM數(shù)據(jù)通過構建的參數(shù)模型最終成果是BIM全生命周期各階段功能的實現(xiàn)，如沖突檢查，施工模擬，空間管理等功能的實現(xiàn)。

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(shù)據(jù)，不同階段的數(shù)據(jù)應用通過載體來實現(xiàn)，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(shù)據(jù)，載體層-模型，實現(xiàn)層-功能構成?；A層就是BIM數(shù)據(jù)庫，主要實現(xiàn)各個階段。各個參與方之間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的來源，施工模型、運營管理模型的基本數(shù)據(jù)信息都來源于設計模型，并在此基礎上擴展數(shù)據(jù)信息，并能保證數(shù)據(jù)聯(lián)動修改與共享；實現(xiàn)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(shù)據(jù)庫是項目全生命周期應用的基礎，數(shù)據(jù)的開放性以及共享就成了實現(xiàn)BIM全生命周期應用的關鍵。數(shù)據(jù)的工作主要包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)應用。

2.1.1 數(shù)據(jù)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(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息不相同，在數(shù)據(jù)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(xiàn)不同專業(yè)不同階段數(shù)據(jù)信息快速查詢。

2.1.2 數(shù)據(jù)交換

在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模式下，常出現(xiàn)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(shù)據(jù)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(xiàn)。出現(xiàn)問題的根本原因是不同的專業(yè)結合不同的BIM軟件進過分析后，由于軟件數(shù)據(jù)標準和接口的原因，導致數(shù)據(jù)交換難以體現(xiàn)在項目全生命周期。要解決信息交換問題，就要制定數(shù)據(jù)的標準格式，現(xiàn)在全世界普遍被接受的數(shù)據(jù)格式是持由國際協(xié)同工作聯(lián)盟組織(IAI)研究的IFC(Industry Foundation Class，工業(yè)基礎類)標準格式。IFC 標準的最終目標促成建筑業(yè)中不同專業(yè)以及同一專業(yè)中的不同軟件可以共享同一個數(shù)據(jù)源, 從而達到數(shù)據(jù)的共享和交互。

2.1.3 數(shù)據(jù)應用

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)應用的過程各個參與方還應注意哪些數(shù)據(jù)時保密數(shù)據(jù)，哪些數(shù)據(jù)是可以共享的數(shù)據(jù)，要做好數(shù)據(jù)邊界的界定，另外，任意一方在自己數(shù)據(jù)信息的權限內(nèi)進行修改時，還要注意數(shù)據(jù)的聯(lián)動修改，以確保數(shù)據(jù)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(fā)揮BIM的數(shù)據(jù)共享性，參與方協(xié)同工作的優(yōu)勢，真正實現(xiàn)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(yè)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(yè)所形成的信息傳遞與流動，則構成了設計模型的數(shù)據(jù)庫(圖2)。

2.2.2 施工模型

目前國內(nèi)施工企業(yè)所表現(xiàn)出來信息化的水平參差不齊，不少企業(yè)都已初步實現(xiàn)了企業(yè)的信息化管理，但多數(shù)施工企業(yè)的信息化程度還比較低，信息基礎平臺不健全，使得專業(yè)軟件很難發(fā)揮作用，如在施工軟件的時候，不能直接調(diào)去設計模型中的信息，還是需要將設計信息輸入軟件內(nèi)，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(shù)據(jù)，比如成本、進度、質(zhì)量等，把這些數(shù)據(jù)在傳遞到數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)如果不能為施工模型所用，設計模型、施工模型數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(nèi)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(xiàn)和發(fā)展前景作了闡述。

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