基于BIM的數(shù)字化交付管理體系在工程中的應(yīng)用

金宇亮

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

1 工程竣工數(shù)字化交付

1.1 工程竣工數(shù)字化交付定義

工程竣工數(shù)字化交付是以工程項(xiàng)目為核心，在工程項(xiàng)目建設(shè)全過程中通過數(shù)字技術(shù)將工程設(shè)計(jì)、采購、施工等靜態(tài)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)組織模型，通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行表達(dá)、傳輸和處理的過程。其實(shí)現(xiàn)形式為建設(shè)單位對(duì)分部工程、單位工程及整體工程竣工BIM模型的信息內(nèi)容和交付時(shí)限等提出要求。各參建單位根據(jù)所承擔(dān)的建設(shè)任務(wù)提供相應(yīng)的分部工程竣工BIM模型，其中主要包括：設(shè)計(jì)階段施工圖模型；施工階段BIM模型構(gòu)件屬性信息以及施工過程資料信息；施工過程中工程驗(yàn)收信息以及工程竣工驗(yàn)收信息；建設(shè)方提出的滿足運(yùn)維要求的相關(guān)信息。工程竣工BIM模型經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，統(tǒng)一交由建設(shè)單位完成歸檔、備案及運(yùn)維交付。

1.2 工程竣工數(shù)字化交付特點(diǎn)

工程竣工數(shù)字化交付不是簡單的將紙質(zhì)文件改為電子文件或掃描文件進(jìn)行移交，不是形式上的數(shù)字化，而是從工程文件的源頭進(jìn)行控制。各參見單位及部門在全生命周期對(duì)工程文件進(jìn)行數(shù)字化管理，各自對(duì)自己產(chǎn)出的工程文件負(fù)責(zé)，逐步實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目文檔管理的3個(gè)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、從只管理最終版文件向全生命周期文件管理轉(zhuǎn)變（圖1）。

圖1 傳統(tǒng)交付與數(shù)字化交付對(duì)比示意

1.3 工程竣工數(shù)字化交付創(chuàng)新價(jià)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(jià)值主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

1）交付一體化提升價(jià)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(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)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(duì)工程全過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和移交管控，解決數(shù)據(jù)斷層問題。

2）平臺(tái)協(xié)同化優(yōu)化效率：平臺(tái)協(xié)同化主要體現(xiàn)在3個(gè)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(jìn)行采集和移交管控，三是工程全參與方在一個(gè)平臺(tái)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3個(gè)方面，一是可與工程檔案管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成；二是可與BIM項(xiàng)目管理平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成；三是可為BIM運(yùn)維管理提供數(shù)據(jù)支撐。

2 工程竣工數(shù)字化交付平臺(tái)

2.1 工程竣工數(shù)字化交付平臺(tái)目標(biāo)

工程竣工數(shù)字化交付平臺(tái)以工程竣工交付為主線，解決建設(shè)、運(yùn)維信息數(shù)據(jù)斷層難題，實(shí)現(xiàn)全生命周期工程數(shù)據(jù)可持續(xù)管理。通過平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)即時(shí)填報(bào)、信息共享、數(shù)字傳輸?shù)?，?shí)現(xiàn)工程參建各方全過程在線無紙化辦公及應(yīng)用。同時(shí)過程監(jiān)督在線化，將BIM模型信息集成至平臺(tái)，精確把控交付過程，實(shí)現(xiàn)公開透明的留痕管理，為后續(xù)竣工備案以及運(yùn)維管理提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 工程竣工數(shù)字化交付平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

工程竣工數(shù)字化交付平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)可分為數(shù)據(jù)源層、數(shù)字化交付平臺(tái)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(tái)提供信息數(shù)據(jù)，數(shù)字化交付平臺(tái)為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)化交付平臺(tái)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(yùn)維交付。3個(gè)不同業(yè)務(wù)主體可共用一個(gè)數(shù)據(jù)中心，通過BIM模型進(jìn)行業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)共享，最終形成工程項(xiàng)目高質(zhì)量的數(shù)字資產(chǎn)。

2.3 工程竣工數(shù)字化交付平臺(tái)應(yīng)用功能

工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中通過平臺(tái)建立一系列主題數(shù)據(jù)庫，將BIM模型及其設(shè)計(jì)信息和建造信息進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理，為建設(shè)工程竣工備案、城建檔案報(bào)件、項(xiàng)目運(yùn)維提供數(shù)據(jù)支撐，其應(yīng)用功能主要包括運(yùn)維數(shù)字化交付、數(shù)字化竣工備案、數(shù)字化城建檔案報(bào)件等。

運(yùn)維數(shù)字化交付主要是為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位將數(shù)字化成果向物業(yè)運(yùn)維單位進(jìn)行交付，確保工程竣工后建設(shè)單位可以更便捷地完成電子檔案的歸檔移交，大幅度提升工程檔案的準(zhǔn)確度和時(shí)效。同時(shí)物業(yè)在運(yùn)維管理的過程中可以更方便、快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)提取。

數(shù)字化竣工備案主要是為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位按照建設(shè)主管機(jī)構(gòu)竣工備案要求，對(duì)數(shù)字化成果進(jìn)行的備案交付。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(gè)過程中無需前往備案機(jī)關(guān)提交任何紙質(zhì)材料，減輕了負(fù)擔(dān)；備案機(jī)關(guān)“接件、受理、審查、辦結(jié)”全流程隨時(shí)可查，提高了工作效率。

數(shù)字化城建檔案報(bào)件系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，將數(shù)字化成果向城建檔案機(jī)構(gòu)進(jìn)行交付。采用“互聯(lián)網(wǎng)＋BIM”的信息化手段，以建設(shè)工程項(xiàng)目BIM檔案數(shù)據(jù)的歸檔為目的，通過數(shù)字化城建報(bào)件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目電子檔案資料的在線指導(dǎo)、在線審核、在線驗(yàn)收，經(jīng)審核無誤后，移交城建檔案管理機(jī)構(gòu)，由城建檔案管理機(jī)構(gòu)出具合格證書。

3 工程應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目背景

金磚國家新開發(fā)銀行總部是首個(gè)落戶上海的政府間多邊國際組織，是上海市第一個(gè)正向設(shè)計(jì)的房建項(xiàng)目，合同目標(biāo)最終達(dá)到數(shù)字化交付的目標(biāo)。在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性變革，引入以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)、通過項(xiàng)目信息化協(xié)同管理平臺(tái)進(jìn)行管理的“BIM總發(fā)包管理模式”，其核心是發(fā)包方、建設(shè)管理方、設(shè)計(jì)總包方、施工總包方、工程監(jiān)理方在同一平臺(tái)上對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行“管理前置、協(xié)調(diào)同步、模式統(tǒng)一”的創(chuàng)新性管理模式?！癇IM總發(fā)包管理模式”可實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、開發(fā)、建造到運(yùn)維多方協(xié)同的全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈一體化管控。項(xiàng)目竣工時(shí)將同時(shí)交付數(shù)字化資產(chǎn)，包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、供應(yīng)商、合同等相關(guān)信息，為傳統(tǒng)運(yùn)維升級(jí)到BIM運(yùn)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(gè)支持項(xiàng)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，適用于商辦類BIM項(xiàng)目竣工資料的移交、查驗(yàn)、儲(chǔ)存以及管理。

3.2 項(xiàng)目實(shí)施分析

本項(xiàng)目在建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)字化建造與交付的要求高、工作量大、參與方眾多，因而事先需要明確項(xiàng)目參與各方的工作界面?；谠擁?xiàng)目的特點(diǎn)和建設(shè)目標(biāo)，為進(jìn)行本項(xiàng)目的全過程的數(shù)字化建造與交付，需要建立相應(yīng)的組織架構(gòu)（圖2）。

圖2 數(shù)字化交付管理組織架構(gòu)

本項(xiàng)目的數(shù)字化交付是利用BIM技術(shù)和信息集成技術(shù)，以三維數(shù)字化的形式，基于本項(xiàng)目的BIM協(xié)同管理平臺(tái)，整合建筑信息模型和建設(shè)過程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的直觀展示和工程資料的綜合管理。數(shù)字化成果的移交目標(biāo)為：實(shí)現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)成果歸檔的完整性、準(zhǔn)確性，為后期運(yùn)維提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；完成施工過程信息的全面保留，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的透明、可追溯性；具體交付內(nèi)容包括竣工模型、竣工圖模型、建設(shè)過程數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的數(shù)字化成果與建筑物實(shí)體的同步交付。

竣工模型及竣工圖模型：竣工模型是在施工深化設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上，由施工總包單位按照現(xiàn)場實(shí)際變更逐步完善的模型，與竣工的建筑實(shí)體保持一致，竣工模型中包含完整的設(shè)計(jì)和施工階段模型數(shù)據(jù)，是開展運(yùn)維管理的基礎(chǔ)模型（圖3）。

圖3 竣工模型及竣工圖模型創(chuàng)建流程及數(shù)據(jù)流向示意

竣工圖模型是在施工圖設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上，由設(shè)計(jì)單位按照設(shè)計(jì)變更單和工作聯(lián)系單逐步完善，最后直接導(dǎo)出合格竣工圖紙的模型，不包含完整的模型數(shù)據(jù)，是項(xiàng)目交付的重要檔案資料。

基于平臺(tái)的建設(shè)過程數(shù)據(jù)庫：本項(xiàng)目基于BIM協(xié)同管理平臺(tái)開展建設(shè)全過程的溝通協(xié)調(diào)及資料管控（圖4），項(xiàng)目建設(shè)過程中的各項(xiàng)資料均基于BIM協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)，最終形成建設(shè)過程數(shù)據(jù)庫，作為項(xiàng)目數(shù)字化交付的重要組成部分。

圖4 基于協(xié)同平臺(tái)的BIM成果信息交互示意

本項(xiàng)目的BIM協(xié)同平臺(tái)資料管理數(shù)據(jù)庫中共包括歸檔文件、設(shè)計(jì)管理、施工管理、投資控制及綜合管理6大文件夾，各文件夾中包含了各參建單位在項(xiàng)目實(shí)施過程中的各類資料和數(shù)據(jù)。

3.3 項(xiàng)目應(yīng)用效果

本項(xiàng)目數(shù)字化移交平臺(tái)從協(xié)同管理平臺(tái)中抽取符合需求的數(shù)字化成品數(shù)據(jù)，包括各階段的模型、建設(shè)過程數(shù)據(jù)庫、竣工模型及竣工圖模型和竣工圖紙，并通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入數(shù)字化移交平臺(tái)，在移交平臺(tái)中的各類數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照業(yè)主指定的移交規(guī)范完成數(shù)據(jù)的組織管理以及關(guān)聯(lián)規(guī)則的建立，然后通過移交平臺(tái)進(jìn)行打包輸出，形成一個(gè)業(yè)主可瀏覽顯示、查詢檢索和模擬運(yùn)行的數(shù)字化成果數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包刻錄至光盤中，既可滿足項(xiàng)目建成交付后檔案館歸檔的要求，又可形成項(xiàng)目建成后的數(shù)據(jù)庫，完成本項(xiàng)目BIM實(shí)施數(shù)字化交付的最終任務(wù)。

4 結(jié)語

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(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和深度利用的發(fā)展方向?；贐IM的工程管理注重工程信息的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性、集成性，將項(xiàng)目參與方在建設(shè)過程中的實(shí)況及時(shí)輸入建設(shè)工程模型，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(xiàng)研究對(duì)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(yùn)營具有積極的指導(dǎo)意義，最終可推動(dòng)建筑企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。