基于BIM的路桥基础设施项目数字化竣工交付管理研究

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:张天伦
[导读] 摘要:基础设施建设竣工信息交付包含图纸、模型及现场图片等大量竣工档案。
        上海市市政规划设计研究院有限公司
        摘要:基础设施建设竣工信息交付包含图纸、模型及现场图片等大量竣工档案。当前传统纸质档案系统平台管理模式已不能适应基于BIM的数字化竣工交付管理的无纸化、数字化、集成化交付及数据可视化的要求。基于此,本文提出了一个基于BIM的路桥基础设施数字化竣工交付管理模式DCDM2,并对路桥基础设施数字化竣工信息交付管理中的交付物定义、交付物类型、交付流程标准、交付质量、交付管理要求及交付平台功能要求、标准进行了研究,最后以某路桥项目数字化竣工交付平台DCDP V1.0的建设实践验证了该模式的有效性。
        关键词:BIM;路桥基础设施;数字化竣工交付
        ABSTRACT:This paper first describes the status of digital information delivery in AEC industry,which enhanced by BIM technology,that is,it is not appropriately implemented on dynamic and continuous digital delivery.In this regard,we develop a digitalized completion delivery management model(DCDM2)based on BIM,and study the standardization of the components of the model:deliverable definition,deliverable type,delivery process standard,quality control,manage requirements and delivery platform system construction.Finally,the digital completion and delivery platform DCDP V1.0 is developed to verify the model usability by testing with an infrastructure AEC project.
        1 概述
        1.1研究背景
        近年来,随着信息技术和互联网的快速演进,工程建筑行业正加速迈入数字化时代,新的理论、方法和模式在工程建筑领域中的应用也越发广泛。但是,在数字化推进过程中,由于涉及软件种类繁多、数据多源异构,导致交付物类型众多、数据格式互不兼容、行业标准缺位等问题,路桥基础设施工程数字化信息交付和使用屡屡遭遇瓶颈,过程信息交付更是难点、痛点,是当前数字化竣工信息交付要解决的核心命题所在。
        1.2相关研究进展
        在石油炼化行业,吴青【1】研究了有关智慧炼化建设中工程项目全数字化交付,探讨了特大型炼油化工一体化工程项目的全数字化交付问题。寿海涛【2】研究了数字化工厂与数字化的交付,他认为:数字炼化建设首先需要建设一个集成的、统一的一体化平台——即包括“工程设计(E)-生产管控(M)-市场营销与决策(M)”(EMM)的综合性平台【2】,并且数字炼化的建设必须和实物工厂的建设同步规划、同步推进、同步维修,最终数据互通够协调、贯通、交互和全面优化,成为全面完善的数字化工厂或数字炼化【1-2】。
        在建筑行业,陈炳新【3】等研究了有关地铁工程竣工档案数字化交付机制,提出了竣工档案数字化交付的实施路径,但没有构建数字化交付系统平台。武艳丽等【4】研究了基于BIM的区域建筑全生命周期信息管理系统整体方案,构建了信息管理系统,但没有讨论交付管理标准,信息系统也并没关注交付过程管理。
        2、数字化竣工交付管理标准化研究
        我们要解决的是一个对数字化竣工交付标准化的问题,那么就需要研究如下方面:数字化竣工交付的交付物定义、交付物类型描述,提出交付管理模式标准,交付过程要求以及与之配合使用的数字化竣工交付平台建设要求。
        2.1 数字化竣工交付管理模式DCDM2
        基于上述因素,我们提出了一个数字化竣工交付管理模式DCDM2。该模式框架图如下:
       
        图1  DCDM2模式框架
        DCDM2模式框架首先是数字化交付管理要求,接下来引申出了数字化竣工交付管理中涉及的交付物定义、交付物类型、交付流程标准及交付质量要求,其次是针对性的数字化竣工交付平台前后端技术框架、与之相匹配的底层数据架构及结合业务需求制定整个平台的功能模块组成,最后是数字化竣工交付平台软件的实现描述。该模式框架即对应于我们研究总结出的数字化竣工交付管理标准。
        2.2数字化竣工交付管理标准
        2.2.1交付物定义
        交付物成果是项目管理中的阶段或最终交付物。是为完成某一过程、阶段或项目而必须交付的任何独特、可验证的产品、成果或提供服务的能力。
        BIM交付物核心内容是工程数据及数据的交付审核过程,如工程图纸档案、数据、参数、3D模型,还包括其他比如计划进展安排、工程建设信息、汇报报告等项目资料。BIM模型交付目的,主要是作为完整的数据资源,供建筑全生命期的不同阶段使用。
        在项目工程建设开始前,要对交付物数据、信息提出明确的要求;当项目工程建设进行中及建设完成后,按照合同要求,向业主移交准确且完备交付物成果。
        2.2.2交付物类型
        有四种类型:模型文件、文档文件、图形文件和模拟动画文件。
        模型文件主要是建筑、结构、机电、管线等专业构建的模型文件,以及各专业整合后的整合模型。采用BIM建模软件如Revit的RVT、RFT等格式,还包括轻量化数据格式如NWD、IFC、DWF等。
        文档文件是BIM应用过程中,由办公软件生成的各种分析报告、报表、计划等相应格式的文件,在交付时格式转换为PDF格式。相关文档资料成果有:模型碰撞检测报告、优化分析报告、检测报告、计划方案、阶段性汇报等等。
        图形文件主要是指按照施工项目要求,经软件进行渲染生成的图片,格式为JPG、PNG等等。该交付形式主要以静态的视觉文件直观反应BIM成果交付信息。
        模拟动画文件是BIM应用过程中基于视频动画、模拟软件按照施工项目要求进行漫游、模拟,通过专业动画软件、录屏软件录制生成的AVI、MP4等格式视频文件。
        2.2.3交付流程标准
        (1)交付过程
        交付过程是图纸档案文档及模型文档上传、审核及流动过程。数字化交付步骤:确定需求;制定交付规则;按照交付规则创建交付物成果;对交付物进行阶段性审查;组织交付验收;交付物移交归档完成。
        成果的提交。设计工程师基于BIM进行全专业、全过程项目设计,完成专业设计、专业协调、施工图出图;达到设计与BIM一体化、BIM模型与设计图纸同步提交;施工前及施工阶段由设计师配合施工单位解决潜在设计质量问题。
        外部审核过程。由第三方对各参与方交付的BIM模型和BIM应用成果进行质量检查;质量检查的结果,以书面方式提交业主审核。业主审核后,各参与方根据业主要求进行校核和调整;对不合格的模型等交付物,明确告知相关方不合格情况和整改意见,由相关方进行整改;验收合格的BIM成果,由第三方进行汇总整理提交业主留档。
        数字化交付规则。交付方、接收方和交付成果厘清;相关组织机构的工作范围和工作职责划定;数字化交付的验收标准和验收要求讨论制订。
        (2)交付标准
        BIM成果审核标准。内部校核过程:形式检查,查看模型是否正确,确保没有多余模型构件;检查冲突,软件检测模型之间是否存在冲突问题;标准检查,确保该模型符合项目BIM技术标准要求;内容验证,确保BIM模型与设计图纸保持一致。
        BIM成果更新标准。模型更新分为两类:其一是延续更新,就是施工过程中将设计要求具体化和精确化;其二是变更更新,此类更新需保留相应设计变更单或设计修改会商记录。
        施工阶段BIM文件更新规则。相关方每次深化设计后,版本升级更新服务器上的模型;若短期内只是小的设计调整,以两周为周期进行模型更新;若没有任何设计调整,则应以一个月为周期进行模型验证;模型经过总包和业主确认后设计不再修改,服务器模型文件目录标记为“最终版”。
        BIM成果验收标准。按照监理部门要求,将机电各专业施工完成后的影像资料导入到BIM模型中进行比对,相关问题以三维图解的方式记录到报告中,为下一步整改提供依据。
        2.2.4 交付质量
        包括交付成果自身的完成质量以及数字化竣工交付平台软件功能质量。交付成果的完成质量,包括模型文档是否满足EIR(employer’s information requirements)要求【5】,是否符合模型交付物对LOD的要求、项目对应内容完备程度、模型应用过程数据的完善程度及视点、对应构建的关联文档合规程度、准确性、一致性,模型文件格式要求。
        交付成果及数字化竣工交付平台的交付质量依照GB/T19001-2016(ISO 9001:2015)标准实施质量控制,实现良好的交付及快速响应,对交付平台产品开发全程资料、文档留档记录等过程控制,持续提供技术支持,满足业主及各使用方临时性突发状况解决需求。
        2.2.5 交付管理要求
        顶层设计。数字化交付作为一项系统性工程,应注重顶层设计,搭建总体框架。
        角色与职责。各参与方包括业主、设计院、监理、施工单位和第三方工程管理部门等,但核心是业主和设计院。
        归档与管理。数字化交付的数据资料,要及时做好归档、保存,并做好对其的持续管理,特别是变更等管理。
        技术支持。全数字化交付以及实施,应用软件平台的技术支持非常重要。技术支持与服务团队既要为工程公司提供软件培训,还要负责服务业主提出的相关要求,对使用软件过程中遇到的问题随时随地提供帮助。
        更新维护。在发生设计、施工等变更以及运管期间优化、变更后,需要明确部门和人员,做好持续不间断更新与定期维护工作。
       
        图2  数字化竣工交付平台系统WEB端
        2.2.6 交付平台功能要求
        要建立跨企业协同的交付管理平台,建设单位、施工单位、监理单位、设计单位等项目各方均在同一平台上进行项目管理和成果交付。数字化交付平台既是操作性的文件整理平台,又是工作监督的监控平台,可让项目各方及时掌握档案整理移交状态。
        该平台应该立足于动态的项目成果交付,至少应包括B/S端+APP端(Android版、IOS版)或B/S端+APP端+C/S(大屏展示-可选)模式。平台WEB端必备功能有:项目入口、模型、文档、配置、登录退出、消息管理等。平台APP端必备功能有:模型、视点、登录退出等。
        3数字化竣工交付平台系统DCDP V1.0建设实践
        3.1系统功能简述
        WEB端功能有:登录页、门户、模型、文档、配置、登录退出等。
        模型功能模块。该模块包括模型、视点、视图等子模块;主要功能有:模型展示、视点视图展示、属性信息、定位、测量、剖切、关联文档。
        文档功能模块。该模块中包括:基本文档上传、文档审核;主要功能有:上传文件、下载文件、审核文件、新建文件夹等。
        配置功能模块。该模块包括:项目门户管理、场景管理、用户管理、类别管理及日志管理。
        消息管理模块。不同权限的用户登录后,可收到图档审核的自动消息发生;并可对消息进行管理。
        登录退出。用户的登录、退出及更换用户登录等。
        APP端:登录、模型、视点、线路巡检、退出。
       
        图3  数字化竣工交付平台系统APP端
        模型模块。下载、查看、清除;本地数据上传。
        视点模块。下载、查看、视点对应图片上传及关联。
        线路巡检功能模块。结合视点漫游的现场巡检及影像资料采集。
        登录、退出功能模块。用户的登录、退出及更换用户登录、个人信息等。
        3.2图纸档案审核过程
        通过交付平台的文档模块开展线上业务,对此过程中产生的现场成果进行即时收集,同时对各类分散的成果验收确认。这样既前置拆分了验收工作,避免了末期统一验收的操作难度;同时又可保证信息实时互通与共享,下游能够即时了解上游处理状态,最大程度减少时效信息的不对称性。
        图纸档案审核过程。首先图纸档案上传人登录交付平台WEB端;建立文件目录,之后上传图纸档案资料;审核人登录交付平台WEB端,审核图纸档案。如下图4和5所示:
       
        图4  WEB端图纸档案上传
       
        图5  WEB端图纸档案审核
        4结语
        本研究首先概括了BIM行业的数字化竣工交付的现状,即不能基于动态的持续的数字化成果交付;接下来讨论了相关研究进展情况。基于此,提出了一种基于BIM的数字化竣工交付管理模式DCDM2,并对该模式从其组成维度:交付物定义、交付物类型、交付流程标准、交付质量、交付管理要求及交付平台功能要求的标准化做了研究。最后,结合某路桥项目研发与应用数字化竣工交付平台DCDP V1.0,验证了该模式的有效性。
        基于BIM的数字化竣工交付管理是建筑行业BIM关注的最新研究方向,需要业界与政府相关管理部门协同推进,政策上鼓励试点应用,实践中探索方法与措施,共同推进数字化交付的全面普及,从而全面提升建筑行业数字化水平与整体管理效率,为传统建筑行业注入新技术、新力量。
        参考文献:
        [1]吴青.智慧炼化建设中工程项目全数字化交付探讨[J].无机盐工业,2018,50(5).
        [2]寿海涛.数字化工厂与全数字化交付[J].石油化工设计,2017,34(1):44-47.
        [3]陈炳新.地铁工程竣工档案数字化交付机制[J].兰台内外,2020,15.
        [4]武艳丽,王博铭,赵鹏等.基于BIM的区域建筑全生命周期信息管理系统研究[J].建筑技术,2018,49(5):465-468.
        [5]BSI PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling,10-11.
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