工程設(shè)計(jì)企業(yè)BIM模型歸檔管理探索

陳曉潛

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200000)

1 BIM發(fā)展趨勢(shì)及文件格式

1.1 BIM技術(shù)運(yùn)用趨勢(shì)

BIM設(shè)計(jì)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)歷十多年的時(shí)間，但它依然是設(shè)計(jì)院的熱門詞匯，是工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的亮點(diǎn)標(biāo)識(shí)，不管是業(yè)主方、設(shè)計(jì)人員或施工、運(yùn)維單位都對(duì)BIM予以極大的關(guān)注。在國(guó)家層面，國(guó)務(wù)院辦公廳2017年發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》中明確提出要“加快推進(jìn)建筑信息模型(BIM)技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程的集成應(yīng)用”，從政策上推進(jìn)BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)院的發(fā)展，近年來(lái)也相繼出臺(tái)了多個(gè)BIM標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定性文件。

BIM技術(shù)在項(xiàng)目可視性、專業(yè)協(xié)調(diào)性、項(xiàng)目建成后功能模擬實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化方案等方面有著傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，其覆蓋了項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的全生命周期管理，因此這項(xiàng)技術(shù)是設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的方向。

1.2 BIM文件格式多樣化

BIM軟件按照應(yīng)用領(lǐng)域和功能劃分，可分為建模軟件、模型瀏覽軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、可視化軟件、模型結(jié)合碰撞檢測(cè)軟件、運(yùn)營(yíng)軟件、方案設(shè)計(jì)軟件等。建模軟件主要有Revit、Bentley、Civil 3D+InfraWorks等；BIM模型閱讀軟件有e建筑、BIM看圖大師等；結(jié)構(gòu)分析軟件有PKPM；方案設(shè)計(jì)軟件有OnumaPlanning System和Affinity等。

軟件的多樣化導(dǎo)致BIM模型文件格式不統(tǒng)一，常見的有RVT(Autodesk Revit)、RFT、PLN、FBX等，為了在設(shè)計(jì)交付中便于瀏覽、查詢、綜合應(yīng)用，也有其他幾種通用的、輕量化的數(shù)據(jù)格式，如NWD、IFC等。

2 BIM模型歸檔現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1 歸檔范圍不明確

國(guó)家相關(guān)的工程建設(shè)項(xiàng)目歸檔辦法等法律、法規(guī)、規(guī)范、制度中，在項(xiàng)目歸檔范圍這一部分都沒(méi)有明確將BIM模型列入。在《GB/T 50328—2014建設(shè)工程文件歸檔規(guī)范(2019版)》和《CJJ/T 117—2017建設(shè)電子文件與電子檔案管理規(guī)范》中，在歸檔文件格式中都提到了三維模型歸檔格式，但在歸檔內(nèi)容中都沒(méi)有將BIM作為必歸或選歸項(xiàng)，導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位對(duì)這項(xiàng)工作缺乏重視[1]。

目前，BIM模型電子文件作為電子文件中的“后起之秀”，各設(shè)計(jì)院對(duì)它的歸檔工作大多還處于摸索階段。有些設(shè)計(jì)公司視其為資料進(jìn)行收集，不進(jìn)入檔案管理系統(tǒng)；有些單位以二維圖紙作為歸檔標(biāo)準(zhǔn)，BIM模型不作為歸檔范圍，檔案部門完全不管，由設(shè)計(jì)人員、建模人員自行保管；也有些單位已經(jīng)開始重視用BIM軟件做三維正向設(shè)計(jì)的，BIM模型試點(diǎn)歸檔，但是管理制度、管理系統(tǒng)不完善，BIM模型歸檔和使用量比較少。

2.2 歸檔標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

2.2.1 電子文件格式不統(tǒng)一

以BIM為主導(dǎo)的三維模型還包含相關(guān)配合的文本文件、圖表文件、音頻、視頻等多種文件，聯(lián)合組成了三維電子文件，每個(gè)種類的文件都有自己的文件格式。

軟件的多樣性造成了文件格式的多樣性。軟件不斷更新，新的文件格式不斷產(chǎn)生，舊的文件格式逐漸被淘汰，但查閱舊格式文件仍然需要舊程序的支持，新程序或多或少普遍存在一些兼容性問(wèn)題。因此，在對(duì)電子文件進(jìn)行長(zhǎng)期保存時(shí)會(huì)面臨眾多問(wèn)題。對(duì)于這些問(wèn)題，可以采取仿真、數(shù)據(jù)遷移等方法，但這些方法都存在一定的缺陷，且成本高，技術(shù)和管理復(fù)雜。因此，電子文件格式的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化就成為電子文件長(zhǎng)期保存的一個(gè)重要途徑[2]。

2.2.2 歸檔內(nèi)容不統(tǒng)一

現(xiàn)在設(shè)計(jì)單位的多種文件歸檔一般按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，但目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)BIM類型的檔案管理沒(méi)有明確規(guī)定，檔案人員對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中是否有BIM專業(yè)參加也不了解。一個(gè)大型項(xiàng)目一般包含多個(gè)子項(xiàng)，各子項(xiàng)建模情況不統(tǒng)一，所有基于BIM模型的可視化文件內(nèi)容難以核查，BIM模型建立后，難以將二維圖紙、說(shuō)明、計(jì)算書等電子文件關(guān)聯(lián)到BIM模型上，形成二維、三維檔案相互關(guān)聯(lián)，相互印證，因此歸檔范圍、歸檔內(nèi)容難以統(tǒng)一。

2.2.3 檔案管理系統(tǒng)缺少支撐

現(xiàn)行檔案管理系統(tǒng)一般是基于傳統(tǒng)紙質(zhì)檔案。隨著2021年新《檔案法》正式實(shí)施，電子檔案正式合法化了，檔案管理系統(tǒng)具有了電子文件“單軌制”管理的功能，歸檔時(shí)對(duì)文件進(jìn)行真實(shí)性、可用性、完整性、安全性檢測(cè)。但歸檔的電子文件基本以二維文件為絕對(duì)主體，電子文件整理、分類、立卷的原則與紙質(zhì)文件相同，僅在載體形式和利用方式從紙質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮樱瑥膶?shí)體借閱轉(zhuǎn)變到電子文件賦權(quán)，但三維、四維可視化模型檔案管理標(biāo)準(zhǔn)不一，沒(méi)有成熟的檔案管理系統(tǒng)。

2.2.4 檔案人員業(yè)務(wù)能力不匹配

BIM是一項(xiàng)新興的設(shè)計(jì)技術(shù)，與傳統(tǒng)的CAD繪圖有本質(zhì)的區(qū)別，產(chǎn)生的電子文件與二維電子檔案從收集到鑒定、合法性和合規(guī)性認(rèn)證、保管各環(huán)節(jié)都需要系統(tǒng)性的安全保障體系。傳統(tǒng)檔案管理人員需要經(jīng)過(guò)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)才能適應(yīng)BIM模型檔案管理的需求。

3 BIM模型歸檔管理系統(tǒng)構(gòu)建探索

以上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院為例，由于工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目種類多、檔案歸檔文件多、體量大、項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)，BIM模型需要涵蓋設(shè)計(jì)項(xiàng)目多個(gè)階段，在搭建BIM檔案管理系統(tǒng)時(shí)運(yùn)用云端管理思維，需要在平臺(tái)鏈接、電子文件標(biāo)準(zhǔn)化方面實(shí)現(xiàn)檔案收集、管理程序的科學(xué)化[3]。

3.1 BIM模型歸檔系統(tǒng)應(yīng)與模型建設(shè)平臺(tái)相連接

新《檔案法》第三十六條中指出：“機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企業(yè)事業(yè)單位和其他組織應(yīng)當(dāng)積極推進(jìn)電子檔案管理信息系統(tǒng)建設(shè)，與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等相互銜接?！痹谠O(shè)計(jì)單位，BIM模型是在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中產(chǎn)生的，平臺(tái)有模型數(shù)據(jù)庫(kù)和模型協(xié)同區(qū)，在三維設(shè)計(jì)過(guò)程中，項(xiàng)目各專業(yè)設(shè)計(jì)人員在同一模型庫(kù)工作，并在成品區(qū)以二維圖紙和三維模型的形式發(fā)布，無(wú)論是二維圖紙或是三維可視化模型都應(yīng)該在成品區(qū)分階段先完成成品輸出歸檔，再將已歸檔的成品復(fù)制后向顧客交付。

BIM交付產(chǎn)品根據(jù)合同要求應(yīng)包含BIM模型、基于BIM的模型分析報(bào)告、碰撞檢測(cè)報(bào)告、BIM算量模型、施工模擬動(dòng)畫、工程量統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告、工程量清單、技術(shù)交底要點(diǎn)等。在BIM模型歸檔環(huán)節(jié)應(yīng)有電子文件四性檢測(cè)、模型文件標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)、模型文件與二維文件關(guān)聯(lián)性檢測(cè)等功能，確保模型可視化歸檔文件的真實(shí)性、完整性、可靠性。BIM模型的元數(shù)據(jù)還應(yīng)包含軟件信息、原始信息和輕量化轉(zhuǎn)換信息。

3.2 BIM模型歸檔文件標(biāo)準(zhǔn)化

3.2.1 模型文件格式標(biāo)準(zhǔn)化

2017年由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《CJJ/T 117—2017建設(shè)電子文件與電子檔案管理規(guī)范》中對(duì)歸檔電子文件格式作了規(guī)定，各設(shè)計(jì)院多采用Autodesk Navisworks Manage軟件，它是一款多領(lǐng)域設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可整合進(jìn)單一集成的項(xiàng)目模型，軟件具有三維模型展示、動(dòng)畫漫游和4D場(chǎng)景模擬等功能，其支撐的文件格式有NWC和IFC，符合規(guī)范歸檔文件要求。所以，BIM歸檔平臺(tái)應(yīng)在BIM電子文件歸檔前進(jìn)行文件格式檢查、格式標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換、電子簽名、電子簽章確認(rèn)等事項(xiàng)，使BIM模型文件符合歸檔要求。

各設(shè)計(jì)單位還應(yīng)該按照國(guó)家要求和本單位BIM文件形成的情況，以制度形式將BIM電子文件命名規(guī)則、歸檔模型文件格式作具體規(guī)定，檔案移交平臺(tái)在歸檔校驗(yàn)通過(guò)后，系統(tǒng)能自動(dòng)捕獲BIM模型的元數(shù)據(jù)，并將元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)著錄。

3.2.2 建模深度標(biāo)準(zhǔn)化

一個(gè)建筑模型包含建筑、結(jié)構(gòu)、水電、暖通等多個(gè)專業(yè)，市政設(shè)施包含道路、橋梁、給排水、電氣、管道等，在不同的設(shè)計(jì)階段，依據(jù)不同業(yè)主的要求，會(huì)有不同的設(shè)計(jì)文件深度。BIM模型一般由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)交換層、應(yīng)用層等組成，每個(gè)架構(gòu)體系都會(huì)有數(shù)據(jù)，在同一個(gè)項(xiàng)目中又有多個(gè)子項(xiàng)目。在初步設(shè)計(jì)、施工圖階段，模型可按照《GB/T51301-2018 建筑信息模型設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》把模型分為4級(jí)：項(xiàng)目級(jí)、功能級(jí)、構(gòu)件級(jí)、零件級(jí)，分別包含項(xiàng)目(或子項(xiàng)目)信息、層級(jí)信息、單元構(gòu)成部分信息、安裝施工要素信息；采用BIM+GIS的模型，可通過(guò)搭載系統(tǒng)將信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，并構(gòu)建可視化模型，從而促使檔案管理實(shí)現(xiàn)集成化、共享化。

3.2.3 關(guān)聯(lián)文件標(biāo)準(zhǔn)化

BIM模型應(yīng)與對(duì)應(yīng)的二維電子文件、圖紙同時(shí)歸檔，并且在二維圖紙與三維模型間建立邏輯關(guān)聯(lián)，所以BIM模型歸檔文件標(biāo)準(zhǔn)化是二維與三維文件同步標(biāo)準(zhǔn)化。在檔案管理系統(tǒng)中可以從BIM模型構(gòu)件點(diǎn)查看到CAD圖紙，也可以從二維施工圖鏈接到模型實(shí)況，實(shí)現(xiàn)2D與3D間的無(wú)縫銜接，這就需要在歸檔命名規(guī)則、檔案系統(tǒng)中的標(biāo)識(shí)碼有邏輯對(duì)應(yīng)，所以歸檔范圍、模型關(guān)聯(lián)圖紙需要標(biāo)準(zhǔn)化。由BIM導(dǎo)出的圖紙必須符合國(guó)家規(guī)定，有標(biāo)準(zhǔn)化圖紙尺寸及圖面布局，圖號(hào)編制、設(shè)計(jì)人、校對(duì)人、審核人、審定人、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)單位電子章要齊全。

4 BIM建設(shè)項(xiàng)目電子檔案管理體系發(fā)展方向

4.1 云平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

BIM模型數(shù)據(jù)多、體量大，對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求很高，采用“BIM+云平臺(tái)”可以把模型及相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器，通過(guò)三維協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作模型在線協(xié)同、設(shè)計(jì)輸出交付及產(chǎn)品歸檔。讓設(shè)計(jì)人員、經(jīng)營(yíng)人員、質(zhì)量管理人員、檔案管理人員都能保持?jǐn)?shù)據(jù)的唯一性和一致性。在設(shè)計(jì)施工總承包項(xiàng)目中，通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀，實(shí)測(cè)實(shí)量?jī)x、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)施工數(shù)據(jù)錄入，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4.2 輕量化模型歸檔與IFC格式

BIM模型體量巨大，通常有20兆以上，所以BIM模型需要輕量化歸檔，包含參數(shù)信息、模型幾何信息的壓縮和簡(jiǎn)化，壓縮后的RAR文件約為原文件的1/15。IFC是國(guó)際上通用的BIM模型格式，也是輕量化歸檔格式的選擇。IFC是由國(guó)際協(xié)同工作聯(lián)盟建立，采用BIM概念及面向?qū)ο蟮葋?lái)進(jìn)行信息內(nèi)容的處理，旨在通過(guò)這種開放性質(zhì)的信息格式，作為信息的交換以及共享使用，讓不同軟件信息可相互交換，無(wú)需再各自建立信息，避免信息傳遞時(shí)發(fā)生錯(cuò)漏，但其兼容性依然存在問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

工程設(shè)計(jì)單位BIM模型歸檔管理已經(jīng)成為檔案人員面臨的新課題。因此需要建立基于BIM模型為主體的三維可視化檔案體系，通過(guò)BIM模型與二維電子檔案相融合，實(shí)現(xiàn)二維與三維檔案的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更好地為數(shù)字檔案升級(jí)創(chuàng)造條件。本文從設(shè)計(jì)單位BIM設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)入手，分析了BIM文件的特點(diǎn)以及歸檔存在的問(wèn)題，提出了健全BIM模型歸檔制度和標(biāo)準(zhǔn)化模型歸檔格式、構(gòu)建適應(yīng)BIM管理要求的檔案系統(tǒng)、采用BIM模型輕量化等方案，以解決設(shè)計(jì)單位在BIM模型檔案管理中的難題。