基于BIM的建设项目全生命周期应用框架构建

2014-09-03彭正斌纪文娟

四川建筑 2014年5期

彭正斌，纪文娟

(1.山东工业职业学院建筑与信息工程系,山东淄博256414；2.淄博市建筑设计研究院,山东淄博255000)

建设项目的全生命周期包括：规划阶段、设计阶段、施工管理阶段以及运维阶段。在建设项目实施过程中，工程项目的所有的参与对象都有自己关注的问题要解决。BIM的出现，帮助建设项目各参与方建立一个统一模型，大家在同一个数据平台上协同工作，数据共享， BIM的价值也是真正体现在建设项目的全生命周期各阶段的实践。但是目前国内BIM的应用集中体现在设计阶段，再加上各个阶段相对独立，项目各参与方信息传递过程中的丢失，各个阶段的协同应用还未很好实现，所以要想要想实现BIM的价值最大化，就必须在建筑的全生命周期中进行统一协同的实践应用。

1 基于BIM的全生命周期应用框架的构建思路

建设项目全生命周期涉及到多方参与，参与方之间信息交换凌乱复杂，信息传递过程中损失严重，不利于建设项目全生命周期的应用，所以基于BIM的全生命管理框架的构建思路就是改变传统的信息传递方式，发挥BIM信息集成和共享的优势，实现建设项目真正全生命周期的管理应用。所以，对于框架的整体构建可以从三个方面展开：

1.1 框架构建基础-数据

实施BIM要用到很多软件，很多软件的数据格式不开放不兼容，造成信息交流很大的障碍，这与BIM数据共享的理念正好相反，所以如何把这些不同软件的各种数据共享，是我们目前BIM全生命周期应用急需解决的问题，也是最基础的问题。

1.2 框架构建载体-模型

BIM的信息载体是nD模型，建设项目从最开始的概念设计到运营管理整个全生命周期的所有信息都包括在该模型之中，在全生命周期的各个阶段，形成了对应的子系统，而BIM信息模型将各个子系统联系在一起，形成一个整体模型，包括全生命周期建筑、结构、设备各个阶段的模型，整体模型通过协调，使得项目全生命周期得以实现。

1.3 框架构建功能-应用

BIM数据通过构建的参数模型最终成果是BIM全生命周期各阶段功能的实现，如冲突检查，施工模拟，空间管理等功能的实现。

2 基于BIM的全生命周期应用框架的总体设计

有了以上框架构建的思路，基于BIM的全生命应用框架构建如图1所示。该框架由三部分组成，基础层数据，不同阶段的数据应用通过载体来实现，每个阶段的载体都有一个对应的模型。

图1 基于BIM的全生命周期应用框架构建

该框架由基础层-数据，载体层-模型，实现层-功能构成。基础层就是BIM数据库，主要实现各个阶段。各个参与方之间数据存储、交换、应用；载体层就是项目全生命周期应用的关键层，按全生命周期阶段分为设计模型、施工模型以及运营管理模型。设计模型层是整个基础数据的来源，施工模型、运营管理模型的基本数据信息都来源于设计模型，并在此基础上扩展数据信息，并能保证数据联动修改与共享；实现层是BIM在项目全生命周期各个阶段的具体应用。

2.1 基于BIM的全生命周期应用的基础

BIM数据库是项目全生命周期应用的基础，数据的开放性以及共享就成了实现BIM全生命周期应用的关键。数据的工作主要包括数据存储、数据交换、数据应用。

2.1.1 数据存储

项目全生命周期各个阶段工作活动不相同，任务目标不一样，产生的数据信息不相同，在数据存储过程中，要了解信息的类型、分类标准，所处的阶段，以保证存储和检索应用，最终实现不同专业不同阶段数据信息快速查询。

2.1.2 数据交换

在传统数据管理模式下，常出现信息流失以及信息不能直接被后一阶段使用，好比设计阶段的数据不能直接被运营管理阶段使用，不利于全生命周期目标的实现。出现问题的根本原因是不同的专业结合不同的BIM软件进过分析后，由于软件数据标准和接口的原因，导致数据交换难以体现在项目全生命周期。要解决信息交换问题，就要制定数据的标准格式，现在全世界普遍被接受的数据格式是持由国际协同工作联盟组织(IAI)研究的IFC(Industry Foundation Class，工业基础类)标准格式。IFC 标准的最终目标促成建筑业中不同专业以及同一专业中的不同软件可以共享同一个数据源, 从而达到数据的共享和交互。

2.1.3 数据应用

数据应用是指建设项目全生命周期的各个阶段，项目的所有参与方能够及时的建立、更新、访问各自所需的数据信息。数据应用的过程各个参与方还应注意哪些数据时保密数据，哪些数据是可以共享的数据，要做好数据边界的界定，另外，任意一方在自己数据信息的权限内进行修改时，还要注意数据的联动修改，以确保数据的时效性。

2.2 基于BIM 的全生命周期应用的载体

基于BIM全生命周期应用的载体是模型，在项目全生命周期的设计阶段、施工阶段、运营管理阶段分别对应地建立设计模型、施工模型以及运营管理模型，在整个生命周期中，充分发挥BIM的数据共享性，参与方协同工作的优势，真正实现BIM在项目全生命周期的集成应用。

2.2.1 设计模型

设计模型是整个全生命周期应用载体的基础，在该阶段会有很多不同专业的人员参与设计阶段模型的建立，形成一个巨大的基础信息库，包括建筑设计、结构设计、水暖电设计等等，设计阶段的这三个专业所形成的信息传递与流动，则构成了设计模型的数据库(图2)。

2.2.2 施工模型

目前国内施工企业所表现出来信息化的水平参差不齐，不少企业都已初步实现了企业的信息化管理，但多数施工企业的信息化程度还比较低，信息基础平台不健全，使得专业软件很难发挥作用，如在施工软件的时候，不能直接调去设计模型中的信息，还是需要将设计信息输入软件内，浪费了大量的资源。而基于BIM技术的施工模型，直接从设计模型中提取信息，为施工阶段使用，在对施工阶段各种资源利用管理后，又增加了不少施工数据，比如成本、进度、质量等，把这些数据在传递到数据库中去，有助于项目全生命周期的应用。