卞若寧

(上海建工集團(tuán)股份有限公司，上海200080)

1 引言

BIM已成為工程建設(shè)行業(yè)最前沿的理念和技術(shù)。事實(shí)證明，對(duì)于復(fù)雜工程，BIM的介入確能有效地滿足日趨復(fù)雜的工程深化設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)綜合需求，改變?cè)O(shè)計(jì)和施工的工作效率，優(yōu)化各方成本投入，提高經(jīng)濟(jì)利益?，F(xiàn)在已不是爭(zhēng)論BIM是否有用，而是各方面努力如何更好地使用BIM，提升項(xiàng)目和企業(yè)甚至產(chǎn)業(yè)鏈的效益。在這樣的大背景之下，BIM標(biāo)準(zhǔn)的缺失已經(jīng)成為制約BIM發(fā)展的主要因素之一。俗話說:“沒有規(guī)矩，不成方圓”，工程建設(shè)行業(yè)最怕的就是標(biāo)準(zhǔn)的缺失。所謂標(biāo)準(zhǔn)，是為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定并有公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件[1]。創(chuàng)意性工作當(dāng)然需要各抒己見地自由發(fā)揮，項(xiàng)目的具體實(shí)施階段則需要諸多項(xiàng)目參建方必須按照統(tǒng)一的規(guī)則，即標(biāo)準(zhǔn)做事。相對(duì)于傳統(tǒng)工程建設(shè)行業(yè)已體系化的標(biāo)準(zhǔn)大軍，BIM因?yàn)槭切屡d事物，行業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)尚在襁褓[2]，各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)仍未確定，對(duì)此問題馬智亮[3](2010)和何清華[4](2012)等均已指出。而隨著行業(yè)內(nèi)特別是大型項(xiàng)目對(duì)BIM應(yīng)用需求的急劇增加，迫切需要解決項(xiàng)目層面上對(duì)類似于專業(yè)規(guī)范的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的需求，以確保項(xiàng)目BIM合同的順利有效履行，進(jìn)而全面發(fā)揮BIM的威力，為項(xiàng)目增值。

遠(yuǎn)觀國(guó)外，歐洲、美國(guó)、新加坡等國(guó)家和地區(qū)都頒布了自己的BIM標(biāo)準(zhǔn)，作為BIM在工程中應(yīng)用的重要參考。但是，一方面這些現(xiàn)行的各種BIM標(biāo)準(zhǔn)主要集中在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段[5]，另一方面，工程發(fā)包和實(shí)施的樣式在不同地區(qū)也各不相同，因此這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)國(guó)內(nèi)工程的適用性還有待研究。本文依托某重大工程BIM實(shí)施過程，淺析項(xiàng)目BIM實(shí)施者對(duì)項(xiàng)目BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的需求和認(rèn)識(shí)。本文所論述的項(xiàng)目BIM應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)”顯而易見只并不是真正的BIM規(guī)范性技術(shù)文件，實(shí)為項(xiàng)目BIM應(yīng)用“規(guī)則”。稱為“標(biāo)準(zhǔn)”并不是作者井底之蛙似地嘩眾取寵，只是想表達(dá)工程一線BIM實(shí)施單位和人員在施工實(shí)踐中為獲得BIM實(shí)施的最佳秩序，對(duì)國(guó)家層面盡快制定BIM標(biāo)準(zhǔn)的渴求和期盼。

2 工程BIM應(yīng)用背景

某重大工程建造伊始曾為國(guó)內(nèi)最高建筑物，且建筑復(fù)雜、結(jié)構(gòu)異形、系統(tǒng)繁多，涵蓋土建、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、機(jī)電系統(tǒng)、裝飾、電梯等多種專業(yè)。業(yè)主與總承包單位簽訂了國(guó)內(nèi)史無前例的重大工程全面應(yīng)用BIM的合同，對(duì)BIM為工程的增值有著特殊的期許?？偝邪鼏挝槐局鴮?duì)工程負(fù)責(zé)，突破傳統(tǒng)，提高創(chuàng)新的決心，投入充分的人力物力開展BIM應(yīng)用。但國(guó)內(nèi)工程邊設(shè)計(jì)邊施工的通病、工程的復(fù)雜性、工期的緊張等因素使得BIM應(yīng)用面對(duì)著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。且諸多專業(yè)分別使用各類專業(yè)軟件進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建模，必然涉及到數(shù)據(jù)系統(tǒng)的兼容性，給總包的整合和BIM應(yīng)用帶來極大的困難。面對(duì)種種難題和成熟案例的匱乏，總承包參考傳統(tǒng)工程技術(shù)、質(zhì)量、安全等條線的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，確定了必須制定一份符合項(xiàng)目特點(diǎn)的BIM實(shí)施規(guī)則的重要決定。事實(shí)證明，一份有效的“標(biāo)準(zhǔn)”決定了整個(gè)施工階段BIM應(yīng)用的成敗。

3 BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)建立原則

項(xiàng)目BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的原則應(yīng)該是確保BIM實(shí)施和實(shí)施過程的規(guī)范化和制度化。我們參考已有的對(duì)BIM設(shè)計(jì)階段[6]和專業(yè)應(yīng)用階段工作流程的研究[7]，并重點(diǎn)依據(jù)制造業(yè)的特點(diǎn)將項(xiàng)目BIM應(yīng)用工作的內(nèi)容和流程切割細(xì)分，再盡可能地優(yōu)化工作流程設(shè)計(jì)，使BIM應(yīng)用中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都盡量無縫貼合，所有模型、信息都可以被快速檢索，且過程不依賴于人員，形成了一種接近制造業(yè)流水線化的工作模式，如圖1。這樣可以解決當(dāng)前項(xiàng)目BIM實(shí)施常遇到的兩個(gè)問題:

圖1 項(xiàng)目BIM工作流程示例

3.1 工作效率

每一次BIM應(yīng)用都需要由一項(xiàng)一項(xiàng)細(xì)小的，甚至是瑣碎的工作行為累計(jì)而成，例如:模型精度確定、模型傳送、模型分類、模型整合、數(shù)據(jù)查找、數(shù)據(jù)附著、撰寫報(bào)告等等。每一項(xiàng)具體的工作都需要占用時(shí)間，如果不能把這些瑣碎的工作耗時(shí)壓縮到可接受的范圍，那么每一次BIM應(yīng)用所需的周期就將很長(zhǎng)，工作效率必然不高。

3.2 人員更替

BIM雖已日益成為高等學(xué)校教學(xué)及應(yīng)用關(guān)注的焦點(diǎn)[8]，必將培養(yǎng)出大量專業(yè)人才。但現(xiàn)階段市場(chǎng)對(duì)具有BIM專長(zhǎng)人員的旺盛需求使BIM人才流動(dòng)成為必然。BIM應(yīng)用過程中，硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)畢竟只是工具，人員才是更重要的基礎(chǔ)資源。比如，熟練工與新手使用的工具往往沒有什么區(qū)別，但是工作的成果卻會(huì)有很大的區(qū)別。而老手的離開和新人的進(jìn)入，勢(shì)必會(huì)造成工作效率的降低，所以通過制度化和規(guī)范化的職責(zé)和流程界定，盡快讓新人清楚工作要求和進(jìn)入工作狀態(tài)就顯得至關(guān)重要。

4 BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)

該工程施工階段BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)主要明確了以下四項(xiàng)內(nèi)容:

4.1 工作責(zé)權(quán)與體系架構(gòu)

這是流水線化管理的第一步，責(zé)權(quán)明確，則可做到各司其職。其中專業(yè)分包在整個(gè)BIM運(yùn)作體系中主要充當(dāng)內(nèi)容供應(yīng)的角色，即提供模型與數(shù)據(jù);而工程總包就需要承擔(dān)分配任務(wù)、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)和匯總等協(xié)調(diào)工作。

在整個(gè)BIM運(yùn)作體系中，所有的專業(yè)分包單位都有可能需要相互調(diào)用相關(guān)專業(yè)的模型或數(shù)據(jù)，就可能產(chǎn)生如圖2的關(guān)系模式，每一個(gè)專業(yè)必須與多個(gè)相關(guān)專業(yè)溝通。對(duì)于本身已經(jīng)承擔(dān)建模、修改、數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)工作的團(tuán)隊(duì)來說，不斷地與不同團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)溝通將牽扯大量精力，必將影響他們職責(zé)內(nèi)的工作效率。

圖2 項(xiàng)目BIM工作關(guān)系

圖3 項(xiàng)目BIM工作星形拓?fù)潢P(guān)系

依據(jù)實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)，BIM應(yīng)用過程中約有85%以上的人員和70%以上的時(shí)間被投入到模型制作和信息添加這類基礎(chǔ)工作中去。如果能夠提升基礎(chǔ)工作的效率，必然會(huì)對(duì)整個(gè)BIM應(yīng)用帶來好的效果。相對(duì)來說，采用如圖3所示星形的拓?fù)潢P(guān)系就能夠有效地提升整個(gè)體系的工作效率。每個(gè)專業(yè)分包只對(duì)總包負(fù)責(zé)，而總包則需向分包提供符合要求的模型和數(shù)據(jù)。被簡(jiǎn)化的組織體系可以節(jié)省專業(yè)分包BIM團(tuán)隊(duì)在交流上的時(shí)間和人力，從而把主要精力投入到基礎(chǔ)模型和數(shù)據(jù)的架構(gòu)上。

4.2 軟件鏈與數(shù)據(jù)兼容

雖然說在BIM應(yīng)用中，人是決定成敗的最大因素，但是選擇合適的工具組合(也就是“軟件鏈”)也可以促成事半功倍的效果。該工程實(shí)施過程中，選擇了Autodesk Revit作為土建、管線綜合等專業(yè)的建模軟件;選擇了Rhino 3D作為幕墻專業(yè)的建模軟件;選擇了Tekla作為鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的建模軟件。模型文檔、輸出格式和坐標(biāo)體系都逐一規(guī)定，保證在模型整合時(shí)不存在任何兼容性問題。數(shù)據(jù)傳遞路徑如圖4所示，自左至右四列分別為軟件名稱、文檔格式、輸出格式和整合平臺(tái)。

圖4 項(xiàng)目BIM數(shù)據(jù)傳遞途徑

確定軟件鏈和數(shù)據(jù)格式的工作應(yīng)該在工程早期策劃時(shí)完成，并且把這種策劃明確地記錄在項(xiàng)目BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中，這樣才能保證到應(yīng)用階段不會(huì)因?yàn)檫x擇的不謹(jǐn)慎而導(dǎo)致工作效率下降，甚至是數(shù)據(jù)傳遞中斷。

4.3 文件交換

在BIM應(yīng)用過程中，基本都會(huì)搭建基于互聯(lián)網(wǎng)的資訊交互平臺(tái)，用于儲(chǔ)存模型、交換文檔和互通信息。但是隨著工程推進(jìn)，數(shù)據(jù)資料會(huì)呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)，于是文件快速檢索和模型內(nèi)構(gòu)件的快速檢索就顯得尤其重要。

要確保檢索的高效，最通用也是最有效的方式就是規(guī)范文件命名和構(gòu)件編號(hào)。在該工程標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)定義了文件和文件夾的命名規(guī)則，實(shí)施效果如圖5所示。

圖5 項(xiàng)目BIM文件命名示例

與此同時(shí)，在模型內(nèi)部的編號(hào)和顏色定義也有相應(yīng)的規(guī)定。

所有需要使用模型或查閱信息的人員，只需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中說明的規(guī)則，就可以快速得到自己所需要的內(nèi)容，文件交換的效率就可以保持在一個(gè)較高的水平。

4.4 工程應(yīng)用實(shí)踐

為了提高工作效率，標(biāo)準(zhǔn)中如上述三點(diǎn)的系統(tǒng)性的規(guī)定必不可少，而針對(duì)具體工作行為的規(guī)定也可以提供很大的幫助。

圖6 項(xiàng)目BIM模型定義

以最常見的碰撞分析為例，通常在被用來測(cè)評(píng)軟件性能的案例中，都會(huì)列舉出上千次碰撞結(jié)果，然后逐一解決。但是在超100層的該工程BIM應(yīng)用初期，每一層的碰撞次數(shù)都可能破千。對(duì)于這樣一個(gè)規(guī)模，“逐一列舉、逐一解決”就幾乎是“不可能完成的任務(wù)”。所以就需要設(shè)計(jì)一套“檢測(cè)——?dú)w納——報(bào)告——反饋——復(fù)檢”的程序，提升“理解——尋找——修改”這個(gè)過程的效率。不然，BIM團(tuán)隊(duì)的精力就可能被完全消耗在這漫長(zhǎng)的碰撞分析過程中。

通過在標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置這種“最佳實(shí)踐”的程序，使得該項(xiàng)目每個(gè)功能分區(qū)的碰撞檢測(cè)從初期四周完成一次，到后期兩周完成一次;施工計(jì)劃模擬從兩月完成一次到三周完成一次。

5 結(jié)語

實(shí)踐表明該工程BIM施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)提升了BIM應(yīng)用的效率，實(shí)施下來效果顯著。但由于缺乏相應(yīng)參考資料，特別是國(guó)標(biāo)等指導(dǎo)性資料的缺失，使項(xiàng)目BIM標(biāo)準(zhǔn)的編制過程屬于“摸著石頭過河”，走了許多彎路，如今回顧歷歷在目。今作此文，敘述個(gè)中要點(diǎn)，為日后工程借鑒參考。

[1]GB/T 20000.1-2002《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南:第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化和相關(guān)活動(dòng)的通用詞匯》.北京:中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2002:229.

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[4]何清華，錢麗麗，段運(yùn)峰等.BIM在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及障礙研究及[J].工程管理學(xué)報(bào)，2012(9):15.

[5]周毅，李曦，陳永祥.工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑信息模型的主要障礙與對(duì)策[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2012(11):102.

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