浅谈全过程BIM数字化应用:BIM数据协同管理与数据状态控制

2021年6月17日
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在建筑工程领域,BIM已经被大家广泛了解和实践。目前我们对BIM的数字化应用大多还是片段式和局部的,主要还是集中在BIM设计咨询阶段与施工阶段,并且聚焦在单个阶段或单个专业应用为主,较少实现全过程、全生命周期、多专业数据连通和协同,从而真正助力企业完成数字化转型的任务。此外,还有很多企业对BIM的认识和应用还处于刚起步的阶段,仍旧在一味追求三维可视化等视觉效果。

针对在实践过程中出现的这些问题,我们从技术和实际应用角度分析下,大致有如下三项原因:

1、 BIM数据丰富度不足

我们目前大部分的BIM数据内容非常有限,主要来源于设计阶段输入的设计信息和少量工程属性,这些信息相互间的逻辑关系或与设计图纸、技术文档间也没有形成有效的关联,信息都是孤立和零散的进行管理。更重要的是,在EPC全过程中,每个阶段都会产生大量工程信息,如在采购环节的厂家信息、施工环节的深化设计信息和质量信息等,但这些信息很多都没有集成或融合到BIM中。不完整的上游BIM数据无法满足下游业务使用需求和作为辅助决策的依据,从而也无法实现全过程的数字化协同管理。

2、  没有形成上下游间BIM数据高效共享和反馈流程

由于工程业务流程相对较复杂,存在较多上下游间相互提资、变更等情况,因此BIM数据也需要一个共享传递、不断扩展和逐步细化的过程。但目前我们在BIM应用中较少看到此类数据“活化”的双向流通流程,这也极大地阻碍了数据不断叠加、流转和协同的目的。

3、  缺少BIM数据精细化管理的有效方法和工具

在很多大型项目中,都存在多方协同和分项进度并行开展的情况,非常容易出现数据失控、多方信息不一致等问题。在面对业务流程交叉迭代的复杂场景时,如何做好BIM数据精细化管理,让数据可控、有效就显得格外重要。但目前我们普遍缺少在这一领域的应用方法和工具。

这些问题大多与BIM数据如何组织和管理相关,因此未来企业BIM数字化过程中,我们需要打造一个具备对BIM数据进行深度管理的信息化平台,而不仅仅是可视化展示平台。这个平台必须具备下列这些能力:

1、 BIM数据协同与敏捷管理能力

根据《美国国家BIM标准第三版》(NBIMS-US V3)的定义,BIM数据除了一些基本的核心数据(几何信息、工程属性外),还会有大量的扩展性信息,如:非结构化信息(图纸、照片、视频)、半结构化信息(表单、清单)和丰富的知识信息(数据间的关联)。可见BIM数据具有种类多、关联度高、弹性生长等特征,因此相应的数据管理平台在做好全要素信息管理的同时,还需要具备数据结构可灵活配置、数据可扩展、工具模板化等敏捷管理能力。

2、 BIM数据状态和版本管理

为了满足工程建设过程中对BIM数据精细化管理的需求,此处我们提出了对BIM公共环境中的数据(需协同数据)进行状态控制结合版本管理的要求,从而满足数据级有效性、一致性、变更控制和多版本管理。如图1所示,《ISO19650-1-2018》标准对BIM公共环境下的数据状态做了定义,每个版本的数据会经历四种状态,即:工作进行中-共享-已发布-归档,处于不同状态的数据可用于或指导不同阶段的工作。

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图1 数据状态与用途

数据有了状态管理后,在多方协同时可以让数据需求方快速、清晰地获知并提取有效且准确的数据,见图2。同时,数据平台依旧需要有多版本管理和历史信息追溯的能力。当然,每个企业也可以根据自身业务的特点,定义自己的数据状态种类。

浅谈全过程BIM数字化应用:BIM数据协同管理与数据状态控制

图2 某BIM数据管理平台

3、 BIM数据实时共享、更新

为了满足上下游快速协同,数据管理平台需要对BIM公共部分或约定部分的数据进行在线实时共享,在授权许可的前提下及时进行数据更新和推送发布,同时对更新的内容、时间、操作人员信息进行记录,以便未来能对数据更新过程进行高效地回溯。

随着BIM应用深度和广度的逐步提升,未来BIM数据将被广泛应用于建筑全生命周期,甚至辐射到整个数字孪生城市的管理中。从技术角度预测,将来如果BIM语义和知识被大家普遍理解和应用,并不断积累和提炼,BIM极可能会与人工智能技术紧密结合,为我们的工作和生活带来更巨大的变革式创新。

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