空間信息技術(shù)集成應(yīng)用與實(shí)踐

前言：“互聯(lián)網(wǎng)＋”的概念被正式提出之后迅速發(fā)酵，各行各業(yè)紛紛嘗試借助互聯(lián)網(wǎng)思維推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，建筑施工行業(yè)也不例外。隨著BIM應(yīng)用逐步走向深入，單純應(yīng)用BIM的項(xiàng)目越來(lái)越少，更多的是將BIM與其他先進(jìn)技術(shù)集成或與應(yīng)用系統(tǒng)集成，以期發(fā)揮更大的綜合價(jià)值。BIM＋PM、BIM＋云計(jì)算、BIM＋物聯(lián)網(wǎng)……“BIM＋”＋什么？怎么＋？梳理2015版中國(guó)建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告，在BIM與九大技術(shù)集成應(yīng)用的理論與實(shí)踐中尋找答案。

BIM＋PM

PM是項(xiàng)目管理的英文縮寫，是在限定的工期、質(zhì)量、費(fèi)用目標(biāo)內(nèi)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行綜合管理以實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的管理工作。BIM與PM集成應(yīng)用，是通過(guò)建立BIM應(yīng)用軟件與項(xiàng)目管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，充分利用BIM的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，為項(xiàng)目管理的各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)確及時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)分析手段，配合項(xiàng)目管理的流程、統(tǒng)計(jì)分析等管理手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)使用、流程審批、動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、決策分析的完整管理閉環(huán)，以提升項(xiàng)目綜合管理能力和管理效率。

BIM與PM集成應(yīng)用，可以為項(xiàng)目管理提供可視化管理手段。如，二者集成的4D管理應(yīng)用，可直觀反映出整個(gè)建筑的施工過(guò)程和形象進(jìn)度，幫助項(xiàng)目管理人員合理制訂施工計(jì)劃、優(yōu)化使用施工資源。同時(shí)，二者集成應(yīng)用可為項(xiàng)目管理提供更有效的分析手段。如，針對(duì)一定的樓層，在BIM集成模型中獲取收入、計(jì)劃成本，在項(xiàng)目管理系統(tǒng)中獲取實(shí)際成本數(shù)據(jù)，并進(jìn)行三算對(duì)比分析，輔助動(dòng)態(tài)成本管理。此外，二者集成應(yīng)用還可以為項(xiàng)目管理提供數(shù)據(jù)支持。如，利用BIM綜合模型可方便快捷地為成本測(cè)算、材料管理以及審核分包工程量等業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)，在大幅提升工作效率的同時(shí)，也可有效提高決策水平。

針對(duì)超高層施工難度大、多專業(yè)施工立體交叉頻繁等問(wèn)題，廣州周大福國(guó)際金融中心項(xiàng)目與廣聯(lián)達(dá)軟件股份有限公司合作開發(fā)了東塔BIM綜合項(xiàng)目管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了BIM模型與項(xiàng)目管理中各種數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，有效降低了成本，縮短了工期，項(xiàng)目管理水平大大提升，成為了BIM與PM集成應(yīng)用于超高層建筑施工的典范。

據(jù)預(yù)測(cè)，基于BIM的項(xiàng)目管理系統(tǒng)將越來(lái)越完善，甚至完全可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)?；贐IM的項(xiàng)目管理也會(huì)促進(jìn)新的工程項(xiàng)目交付模式IPD得到推廣應(yīng)用。IPD是項(xiàng)目集成交付的英文縮寫，是在工程項(xiàng)目總承包的基礎(chǔ)上，要求項(xiàng)目參與各方在項(xiàng)目初期介入，密切協(xié)作并承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，直至項(xiàng)目交付。參與各方著眼于工程項(xiàng)目的整體過(guò)程，運(yùn)用專業(yè)技能，依照工程項(xiàng)目的價(jià)值利益做出決策。在IPD模式下，BIM與PM集成應(yīng)用可將項(xiàng)目相關(guān)方融入團(tuán)隊(duì)，通過(guò)擴(kuò)展決策圈擁有更為廣泛的知識(shí)基礎(chǔ)，共享信息化平臺(tái)，做出更優(yōu)決策，實(shí)現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化，減少浪費(fèi)而獲得各方收益。因此，IPD模式將是項(xiàng)目管理創(chuàng)新發(fā)展的重要方式，也是BIM與PM集成應(yīng)用的一種新的應(yīng)用模式。

BIM＋云計(jì)算

云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，以這種方式共享的軟硬件和信息資源可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他終端使用。BIM與云計(jì)算集成應(yīng)用，是利用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)將BIM應(yīng)用轉(zhuǎn)化為BIM云服務(wù)，目前在我國(guó)尚處于探索階段。

基于云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力，可將BIM應(yīng)用中計(jì)算量大且復(fù)雜的工作轉(zhuǎn)移到云端，以提升計(jì)算效率；基于云計(jì)算的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可將BIM模型及其相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步到云端，方便用戶隨時(shí)隨地訪問(wèn)并與協(xié)作者共享；云計(jì)算使得BIM技術(shù)走出辦公室，用戶在施工現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)連接云服務(wù)，及時(shí)獲取所需的BIM數(shù)據(jù)和服務(wù)等。

不久前剛剛封頂?shù)奶旖蚋咩y金融117大廈項(xiàng)目，在建設(shè)之初啟用了廣聯(lián)云服務(wù)，將其作為BIM團(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)管理、任務(wù)發(fā)布和信息共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)，并提出基于廣聯(lián)云的BIM系統(tǒng)云建設(shè)方案，開展BIM技術(shù)深度應(yīng)用。廣聯(lián)云為該項(xiàng)目管理了上萬(wàn)份工程文件，并為來(lái)自10個(gè)不同單位的項(xiàng)目成員提供模型協(xié)作服務(wù)。項(xiàng)目部將BIM信息及工程文檔同步保存至云端，并通過(guò)精細(xì)的權(quán)限控制及多種協(xié)作功能，滿足了項(xiàng)目各專業(yè)、全過(guò)程海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、多用戶同時(shí)訪問(wèn)及協(xié)同的需求，確保了工程文檔能夠快速、安全、便捷、受控地在團(tuán)隊(duì)中流通和共享，大大提升了管理水平和工作效率。

根據(jù)云的形態(tài)和規(guī)模，BIM與云計(jì)算集成應(yīng)用將經(jīng)歷初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)發(fā)展階段。初級(jí)階段以項(xiàng)目協(xié)同平臺(tái)為標(biāo)志，主要廠商的BIM應(yīng)用通過(guò)接入項(xiàng)目協(xié)同平臺(tái)，初步形成文檔協(xié)作級(jí)別的BIM應(yīng)用；中級(jí)階段以模型信息平臺(tái)為標(biāo)志，合作廠商基于共同的模型信息平臺(tái)開發(fā)BIM應(yīng)用，并組合形成構(gòu)件協(xié)作級(jí)別的BIM應(yīng)用；高級(jí)階段以開放平臺(tái)為標(biāo)志，用戶可根據(jù)差異化需要從BIM云平臺(tái)上獲取所需的BIM應(yīng)用，并形成自定義的BIM應(yīng)用。

BIM＋物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議將物品與互聯(lián)網(wǎng)相連進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

BIM與物聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用，實(shí)質(zhì)上是建筑全過(guò)程信息的集成與融合。BIM技術(shù)發(fā)揮上層信息集成、交互、展示和管理的作用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則承擔(dān)底層信息感知、采集、傳遞、監(jiān)控的功能。二者集成應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)建筑全過(guò)程“信息流閉環(huán)”，實(shí)現(xiàn)虛擬信息化管理與實(shí)體環(huán)境硬件之間的有機(jī)融合。目前BIM在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用較多，并開始向建造和運(yùn)維階段應(yīng)用延伸。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目前主要集中在建造和運(yùn)維階段，二者集成應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生極大的價(jià)值。

在工程建設(shè)階段，二者集成應(yīng)用可提高施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理能力，確定合理的施工進(jìn)度，支持有效的成本控制，提高質(zhì)量管理水平。如，臨邊洞口防護(hù)不到位、部分作業(yè)人員高處作業(yè)不系安全帶等安全隱患在施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)處不在，基于BIM的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)這些隱患并報(bào)警提示。高空作業(yè)人員的安全帽、安全帶、身份識(shí)別牌上安裝的無(wú)線射頻識(shí)別，可在BIM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)精確定位，如果作業(yè)行為不符合相關(guān)規(guī)定，身份識(shí)別牌與BIM系統(tǒng)中相關(guān)定位會(huì)同時(shí)報(bào)警，管理人員可精準(zhǔn)定位隱患位置，并采取有效措施避免安全事故發(fā)生。

在建筑運(yùn)維階段，二者集成應(yīng)用可提高設(shè)備的日常維護(hù)維修工作效率，提升重要資產(chǎn)的監(jiān)控水平，增強(qiáng)安全防護(hù)能力，并支持智能家居。

上海浦江大型PC保障房項(xiàng)目將BIM與物聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用，基于BIM技術(shù)構(gòu)建起預(yù)制建筑建造信息管理平臺(tái)，研究制訂了構(gòu)件編碼規(guī)則，結(jié)合射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，嘗試了BIM技術(shù)在預(yù)制混凝土裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及施工全過(guò)程管理中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、安裝的信息智能、動(dòng)態(tài)管理，提高了施工管理效率。

BIM與物聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用目前處于起步階段，尚缺乏數(shù)據(jù)交換、存儲(chǔ)、交付、分類和編碼、應(yīng)用等系統(tǒng)化、可實(shí)施操作的集成和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，且面臨著法律法規(guī)、建筑業(yè)現(xiàn)行商業(yè)模式、BIM應(yīng)用軟件等諸多問(wèn)題，但這些問(wèn)題將會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展及管理水平的不斷提高得到解決。

BIM與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合與應(yīng)用，勢(shì)必將智能建造提升到智慧建造的新高度，開創(chuàng)智慧建筑新時(shí)代，是未來(lái)建設(shè)行業(yè)信息化發(fā)展的重要方向之一。未來(lái)建筑智能化系統(tǒng)，將會(huì)出現(xiàn)以物聯(lián)網(wǎng)為核心，以功能分類、相互通信兼容為主要特點(diǎn)的建筑“智慧化”大控制系統(tǒng)。

BIM＋數(shù)字化加工

數(shù)字化是將不同類型的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字，將這些數(shù)字保存在適當(dāng)?shù)哪Ｐ椭校賹⒛Ｐ鸵胗?jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過(guò)程。數(shù)字化加工則是在應(yīng)用已經(jīng)建立的數(shù)字模型基礎(chǔ)上，利用生產(chǎn)設(shè)備完成對(duì)產(chǎn)品的加工。

BIM與數(shù)字化加工集成，意味著將BIM模型中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化加工所需的數(shù)字模型，制造設(shè)備可根據(jù)該模型進(jìn)行數(shù)字化加工。目前，主要應(yīng)用在預(yù)制混凝土板生產(chǎn)、管線預(yù)制加工和鋼結(jié)構(gòu)加工3個(gè)方面。一方面，工廠精密機(jī)械自動(dòng)完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制加工，不僅制造出的構(gòu)件誤差小，生產(chǎn)效率也可大幅提高；另一方面，建筑中的門窗、整體衛(wèi)浴、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等許多構(gòu)件，均可異地加工，再被運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，既可縮短建造工期，也容易掌控質(zhì)量。

深圳平安金融中心為超高層項(xiàng)目，有十幾萬(wàn)平方米風(fēng)管加工制作安裝量，如果采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)加工制作安裝，不僅大量占用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地，而且受垂直運(yùn)輸影響，效率低下。為此，該項(xiàng)目探索基于BIM的風(fēng)管工廠化預(yù)制加工技術(shù)，將制作工序移至場(chǎng)外，由專門加工流水線高效切割完成風(fēng)管制作，再運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)指定樓層完成組合拼裝。在此過(guò)程中依靠BIM技術(shù)進(jìn)行預(yù)制分段和現(xiàn)場(chǎng)施工誤差測(cè)控，大大提高了施工效率和工程質(zhì)量。

未來(lái)，將以建筑產(chǎn)品三維模型為基礎(chǔ)，進(jìn)一步加入資料、構(gòu)件制造、構(gòu)件物流、構(gòu)件裝置以及工期、成本等信息，以可視化的方法完成BIM與數(shù)字化加工的融合。同時(shí)，更加廣泛地發(fā)展和應(yīng)用BIM技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的集成，進(jìn)一步拓展信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能卡技術(shù)、家庭智能化技術(shù)、無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術(shù)、雙向電視傳輸技術(shù)等與BIM技術(shù)的融合。

（作者：霍立）