王露倩，劉秋媛，金曉友，陳亮

（中天建設(shè)集團(tuán)有限公司）

1 引言

在建模軟件Revit中，族的建立和應(yīng)用體現(xiàn)了使用者的參數(shù)化思路。族是模型的基礎(chǔ)構(gòu)件，富含豐富的圖元信息，是后續(xù)表單要素提取的重要對(duì)象。標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的統(tǒng)一制作、集成調(diào)用是提高模型效率與質(zhì)量的常規(guī)手段，如場(chǎng)地布置CIS構(gòu)件、預(yù)制混凝土構(gòu)件等方面的應(yīng)用，都很好的詮釋了這一途徑的優(yōu)勢(shì)。建立企業(yè)級(jí)BIM構(gòu)件庫(kù)是對(duì)企業(yè)基層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集、歸整及共享，對(duì)企業(yè)推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用有著重要的意義。建立構(gòu)件的管理標(biāo)準(zhǔn)以及開發(fā)維護(hù)等專業(yè)人員保障措施是驅(qū)使這項(xiàng)工作可持續(xù)發(fā)展的必要條件。

2 研究現(xiàn)狀

自2011年起，建筑信息模型(BIM)的作用大面積宣傳被行業(yè)內(nèi)熟知，眾多建筑企業(yè)開始在項(xiàng)目試行，同年5月，住建部發(fā)布了《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》（建質(zhì)函[2011]67號(hào)）。這是BIM第一次出現(xiàn)在我國(guó)行業(yè)技術(shù)政策中，是國(guó)內(nèi)BIM起步的政策，文中9次提到BIM技術(shù)，把BIM作為“支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心技術(shù)”重點(diǎn)發(fā)展。

隨后在2012年，住建部啟動(dòng)“勘察設(shè)計(jì)和施工BIM發(fā)展對(duì)策研究”課題研究，參考發(fā)達(dá)國(guó)家的成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我們本土的國(guó)情制定了在建筑設(shè)計(jì)施工領(lǐng)域的技術(shù)政策發(fā)展方向、技術(shù)路線以及近些年的主要工作任務(wù)等。這為后期《關(guān)于推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》（建質(zhì)函[2015]159號(hào)）和《2016-2020建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》（建質(zhì)函[2016]183號(hào)）的推出打下了基礎(chǔ)[1]。

隨著政府和各軟件商日漸完善的政策及軟件，我司于2013年成立建筑信息化部門，開始學(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用BIM以逐步完成供給側(cè)改革，將先進(jìn)高效的生產(chǎn)方式與傳統(tǒng)的工作方法相適應(yīng)和結(jié)合，以完成業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型、服務(wù)升級(jí)。在企業(yè)推行BIM技術(shù)的歷程中也存在著諸多問題：

①項(xiàng)目上BIM人員存在流動(dòng)性大、基礎(chǔ)薄弱等問題，模型在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理應(yīng)用中難以推行；

②集團(tuán)推廣標(biāo)準(zhǔn)化做法，但模型和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化各區(qū)域各項(xiàng)目參差不齊，需要集成共享；

③場(chǎng)布CIS構(gòu)件、預(yù)制構(gòu)件等復(fù)用率高，集團(tuán)缺乏有效的管理手段將此類族收集、整理、共享成為BIM數(shù)字資源；

④工程項(xiàng)目的日益增多以及高周轉(zhuǎn)的工期要求，在時(shí)間、成本、精力的壓迫下，大部分項(xiàng)目知難而退。

如何幫助基層項(xiàng)目快速掌握應(yīng)用BIM助力建筑現(xiàn)代化建設(shè)，提升建筑質(zhì)量，建立構(gòu)件管理平臺(tái)是企業(yè)BIM技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。在項(xiàng)目模型中對(duì)族質(zhì)量的把關(guān)直接影響模型質(zhì)量及后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。近些年BIM技術(shù)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外眾多軟件公司紛紛研發(fā)族庫(kù)平臺(tái)，搶占客戶信息，競(jìng)爭(zhēng)激烈各有優(yōu)劣（見表1）。在方便用戶下載使用族的同時(shí)也存在采用公共的云族數(shù)據(jù)庫(kù)，族文件的參數(shù)、屬性不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)格式不規(guī)范，無法支持建筑全生命期的數(shù)據(jù)創(chuàng)建、存儲(chǔ)需求的問題。建立企業(yè)BIM構(gòu)件庫(kù)是BIM模型在實(shí)際項(xiàng)目中能夠落地應(yīng)用的基本保障。

表1 國(guó)內(nèi)各軟件廠商的族庫(kù)產(chǎn)品比較

3 建筑工程構(gòu)件庫(kù)

3.1 構(gòu)件庫(kù)需求

BIM構(gòu)件庫(kù)是族資源的集成整合，具有信息化、參數(shù)化、集成化的技術(shù)特點(diǎn)，易創(chuàng)建相對(duì)應(yīng)的管理制度。構(gòu)件庫(kù)通過項(xiàng)目應(yīng)用逐步積累數(shù)據(jù)成為BIM應(yīng)用企業(yè)的信息資產(chǎn)，在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維建筑全生命周期應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)共享與復(fù)用，確保為以后的性能分析、數(shù)據(jù)計(jì)算、運(yùn)行維護(hù)等擴(kuò)展應(yīng)用以及其他數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)源。因此，BIM模型資源庫(kù)、BIM項(xiàng)目類型資源庫(kù)、BIM企業(yè)資源庫(kù)的創(chuàng)建與管理是集團(tuán)項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化工作的夯基環(huán)節(jié)。

目前，在我們企業(yè)各區(qū)域公司根據(jù)自身的業(yè)務(wù)特點(diǎn)出發(fā)，編制了適合本單位的BIM標(biāo)準(zhǔn)，如區(qū)域BIM建模規(guī)范、BIM模型標(biāo)準(zhǔn)、模型審查要點(diǎn)、BIM構(gòu)件庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)、BIM構(gòu)件庫(kù)使用手冊(cè)族制作、驗(yàn)收規(guī)范等，對(duì)構(gòu)件管理標(biāo)準(zhǔn)化的研發(fā)搭建了原始框架。

3.2 構(gòu)件庫(kù)規(guī)劃

3.2.1 構(gòu)件庫(kù)分類規(guī)劃

根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)，將各自所需的構(gòu)件資源分門別類，搜索關(guān)鍵詞可快速篩選出目標(biāo)族，并提供相應(yīng)的軟件類型及軟件版本信息。

3.2.2 構(gòu)件庫(kù)的審核

不同的構(gòu)件需匹配樣板族建立并制定相應(yīng)的制作標(biāo)準(zhǔn)[3]，之后采用IFC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)構(gòu)件的幾何信息與非幾何信息，在專業(yè)人員加載到實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用，并能輸出相關(guān)表單等一系列測(cè)試后，方可入庫(kù)，并做好記錄，否則退回原路進(jìn)行二次修改或者淘汰該構(gòu)件。

3.2.3 構(gòu)件庫(kù)管理

配有專業(yè)人員管理構(gòu)件庫(kù)，其責(zé)任范圍包含構(gòu)件的存儲(chǔ)、版本更新、權(quán)限分配、檢索、顯示等[3]。用戶登入前置界面，后臺(tái)可檢測(cè)到用戶信息及構(gòu)件下載次數(shù)，整理出相關(guān)數(shù)據(jù)分析報(bào)告。在涉及企業(yè)CIS或原創(chuàng)族時(shí)，需設(shè)置加密功能，設(shè)置用戶的使用權(quán)限。

3.3 構(gòu)件建立標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1 構(gòu)件類別整理

由公司業(yè)務(wù)模式建立構(gòu)件庫(kù)，目前僅適用于民用建筑，專業(yè)可分為建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、弱電、幕墻、景觀等。各專業(yè)的分類參照工作習(xí)慣及軟件特性，族分類體系和文件架構(gòu)對(duì)應(yīng)，編制的原則為復(fù)用性強(qiáng)、可擴(kuò)展性、獨(dú)立性、兼容、唯一性。

①?gòu)?fù)用性，BIM構(gòu)件能夠在不同的項(xiàng)目中重復(fù)應(yīng)用，包括參數(shù)的復(fù)用、信息屬性的復(fù)用等。

②可擴(kuò)展性，BIM構(gòu)件能夠繼續(xù)增加參數(shù)、增加信息屬性并另存為新的構(gòu)件，繼承原先的信息屬性。

③獨(dú)立性，BIM構(gòu)件具有單獨(dú)屬性，既可以單獨(dú)使用，也可以進(jìn)行組合應(yīng)用。

④兼容，BIM構(gòu)件可以與其他族構(gòu)件進(jìn)行融合，可實(shí)現(xiàn)連接。

⑤唯一性，應(yīng)檢測(cè)該構(gòu)件是否重復(fù)或者重疊。

3.3.2 構(gòu)件編碼及命名

構(gòu)件的實(shí)例屬性顯示了明確的幾何數(shù)據(jù)信息，其命名應(yīng)遵循“族名稱_類型名稱+關(guān)鍵參數(shù)”的基本原則，構(gòu)件命名中使用“_”作為連接符，與族、族類型命名有所區(qū)分。

每一類構(gòu)件均有構(gòu)件編號(hào)作為ID以辨識(shí)，構(gòu)件編號(hào)由“構(gòu)件分類編碼+順序碼”組成。

3.3.3 構(gòu)件建模標(biāo)準(zhǔn)及入庫(kù)流程

在族文件中，單位統(tǒng)一為公制單位，不得出現(xiàn)公制單元與英制單位混用的情況。因施工企業(yè)大部分需要達(dá)到深化設(shè)計(jì)的目的，族構(gòu)件宜采用LOD（Level Of Detail）300，以滿足工程實(shí)體可視化需求、項(xiàng)目管理參數(shù)需求。

族制作適應(yīng)軟件的功能，基于Revit的族文件制作過程可分解為族樣板選擇、族類別設(shè)置、族參數(shù)設(shè)置、幾何模型創(chuàng)建、連接件設(shè)置、精細(xì)度設(shè)置、視圖表達(dá)以及族信息規(guī)定。

構(gòu)件的質(zhì)量把關(guān)是構(gòu)件庫(kù)的核心關(guān)鍵，無論是建模速度的影響、建模質(zhì)量的提升以及后續(xù)運(yùn)維管理的調(diào)用都是基于構(gòu)件質(zhì)量。

4 構(gòu)件庫(kù)的管理

在集團(tuán)BIM構(gòu)件庫(kù)平臺(tái)建立過程中進(jìn)行多維度的權(quán)限設(shè)置可分為兩種：按功能的范圍進(jìn)行授權(quán)；按專業(yè)授權(quán)。管理權(quán)限的分配體現(xiàn)在是否可以瀏覽、使用、編輯或者上傳BIM構(gòu)件。如此設(shè)置，能提高管理效率，合理梳理數(shù)據(jù)，做到有條不紊；同時(shí)對(duì)企業(yè)的寶貴數(shù)據(jù)起到了安全防護(hù)。

BIM構(gòu)件庫(kù)的管理主要分為：檢索系統(tǒng)、評(píng)估系統(tǒng)、維護(hù)管理系統(tǒng)、激勵(lì)政策等四個(gè)方面。

4.1 檢索系統(tǒng)

如何快速有效的將構(gòu)件信息在構(gòu)件庫(kù)內(nèi)全面、規(guī)范的篩選出來是檢索系統(tǒng)的主要目標(biāo)。進(jìn)一步解釋，就是要對(duì)BIM標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件中可以作為檢索條件的信息進(jìn)行規(guī)范化定義和全面提取，主要包括分類、編碼、命名信息及其他關(guān)鍵屬性和參數(shù)，盡量消除誤檢、漏檢，高效查找出用戶尋找的目標(biāo)構(gòu)件。

①不同的構(gòu)件類型，提取其可用作檢索屬性信息，如類別、名稱、位置、材質(zhì)、幾何尺寸等信息均可以作為檢索屬性；再定義檢索屬性的詳細(xì)要求，如屬性名稱、字段類型、字段長(zhǎng)度、計(jì)量單位等。

②確定檢索信息的搜索規(guī)范，確保每個(gè)用戶在檢索時(shí)按照統(tǒng)一的流程，防止誤檢、漏檢，包括對(duì)范圍、編碼、清單等幾種方式的規(guī)定。常規(guī)的有編碼檢索、參數(shù)檢索，對(duì)不同用戶還有不同程度的深度要求。

編碼檢索顧名思義是用戶輸入構(gòu)件的名稱或編號(hào)編碼在構(gòu)件庫(kù)中檢索；參數(shù)檢索是指用戶需要在檢索欄中輸入構(gòu)件參數(shù)，參數(shù)包括的幾何尺寸、材質(zhì)等，利用多種參數(shù)的查找限制鎖定目標(biāo)構(gòu)件，相較于編號(hào)檢索這種檢索方式在實(shí)用和高效方面更勝一籌，在檢索頁(yè)面應(yīng)設(shè)置縮略圖和信息，有條件的可進(jìn)行立體旋轉(zhuǎn)，有助于用戶判斷該構(gòu)件是否查找的目標(biāo)構(gòu)件，再進(jìn)行下載使用，節(jié)省了下載時(shí)間和內(nèi)存空間。

4.2 評(píng)估系統(tǒng)

構(gòu)件的入庫(kù)須符合構(gòu)件庫(kù)的管理規(guī)范，包括BIM構(gòu)件庫(kù)數(shù)據(jù)組織、管理要求、BIM構(gòu)件入庫(kù)檢查要求、構(gòu)件更新及過期處理等。

構(gòu)件信息的完整性與準(zhǔn)確性是BIM構(gòu)件資源能夠持續(xù)永久利用的基礎(chǔ)，也是構(gòu)件復(fù)用性與擴(kuò)展性的保障，否則構(gòu)件庫(kù)的管理易產(chǎn)生瓶頸，構(gòu)件庫(kù)的使用價(jià)值也逐步降低。因此構(gòu)件的篩選必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，操作如下：

①構(gòu)件族的文件格式及文件版本需按要求規(guī)范填寫，構(gòu)件屬性信息也應(yīng)當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)格式填寫。

②構(gòu)件入庫(kù)的審核標(biāo)準(zhǔn)：先檢查此構(gòu)件是否與構(gòu)件庫(kù)重復(fù)，格式版本是否能正常打開，若合格則提交管理人員進(jìn)行審核。

構(gòu)件的檢驗(yàn)主要通過三個(gè)方面：

①模型的外觀檢查，檢查模型的幾何完整性，是否有破損或者重疊，貼圖比例樣式是否符合實(shí)際；

②審查構(gòu)件的幾何信息、非幾何信息和其他信息是否按照原先的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置和添加；

③構(gòu)件的參數(shù)化是否準(zhǔn)確，檢查各參數(shù)間的約束關(guān)系，通過改變參數(shù)查看參數(shù)設(shè)置的有效性，保證構(gòu)件的良好適用性。達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后，方可入庫(kù)。流程如圖1。

圖1 構(gòu)件上傳信息錄入

4.3 維護(hù)管理系統(tǒng)

構(gòu)件庫(kù)管理權(quán)限需明確，一般建模人員只擁有讀取權(quán)限，不能對(duì)構(gòu)件擅自進(jìn)行修改，構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建、更新和維護(hù)只能由構(gòu)件庫(kù)管理員完成[4]。

構(gòu)件庫(kù)管理員的主要職責(zé)在于日常管理和維護(hù)，主要是修改、刪除構(gòu)件以及信息參數(shù)的完善及更改，以及開通新用戶、刪除非正常用戶、對(duì)用戶授權(quán)。同時(shí)還有收集整理用戶反饋信息等工作，建立聯(lián)系群，為構(gòu)件庫(kù)的更新迭代做準(zhǔn)備。

數(shù)據(jù)加密兼顧數(shù)據(jù)流通。BIM構(gòu)件庫(kù)是企業(yè)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，花費(fèi)了大量的人力、物力、精力，在實(shí)際工程中由于BIM模型需要與各方產(chǎn)生聯(lián)系，因此要保證數(shù)據(jù)的連通性，為了保護(hù)企業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)也需采取加密手段。

4.4 激勵(lì)政策

在BIM構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化及構(gòu)件庫(kù)初期，建立激勵(lì)制度能夠讓更多的人參與其中，鼓勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的提供、更新及錯(cuò)誤反饋，有助于提高BIM構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化工作的積極性，對(duì)這項(xiàng)研究工作的開展奠定基礎(chǔ)[5]。

系統(tǒng)根據(jù)用戶上傳錄用記錄、審核人員審核記錄，形成管理報(bào)表。構(gòu)件庫(kù)激勵(lì)機(jī)制參考指標(biāo)在平臺(tái)中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示，可選擇時(shí)間導(dǎo)出月度、年度排名報(bào)表，作為企業(yè)考核獎(jiǎng)勵(lì)的依據(jù)。

用戶上傳的構(gòu)件顯示上傳者署名，增強(qiáng)上傳者的積極性，有助于構(gòu)件庫(kù)良性擴(kuò)增。

5 結(jié)語

根據(jù)本施工單位目前使用BIM的特點(diǎn)、BIM技術(shù)應(yīng)用與構(gòu)件庫(kù)資源管理現(xiàn)狀，梳理企業(yè)構(gòu)件管理研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)構(gòu)件庫(kù)平臺(tái)的建設(shè)。

BIM構(gòu)件庫(kù)的創(chuàng)建是一項(xiàng)長(zhǎng)久持續(xù)性的工作，前期的規(guī)劃及構(gòu)件管理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)構(gòu)件庫(kù)的正常運(yùn)行起著保障作用。目前軟件公司已經(jīng)開發(fā)了眾多構(gòu)件庫(kù)，但是在實(shí)際應(yīng)用層面，各公司都有差異性，需創(chuàng)建個(gè)性化定制的構(gòu)件庫(kù)來滿足使用需求，同時(shí)數(shù)據(jù)的收集采集也促使更多施工單位搭建企業(yè)構(gòu)件庫(kù)。