BIM协同管理平台应用现状与趋势研究

曹芳

摘 要：随着BIM技术的快速发展，BIM协同管理平台在设计和施工阶段的应用越来越广泛，功能也在不断扩展。基于BIM内涵的分析，对BIM协同管理平台开发现状及在设计和施工阶段的各项应用进行了阐述，并对协同管理平台发展趋势进行了分析，可为BIM的应用提供参考。

关键词：BIM;协同管理;设计

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）19-0103-03

Abstract： With the rapid development of BIM technology， BIM collaborative management platform is more and more widely used in the design and construction， and its functions are also expanding. Based on the connotation analysis of BIM， the development status of BIM collaborative management platform and its application in the design and construction stages were described. The development trend of BIM collaborative management platform could analyzed， which can provide reference for the specific implementation of BIM application.

Keywords： BIM;collaborative management;design

自從建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的概念被提出后，经过近20年的推广与发展，目前已成为建设行业发展的一项重要技术，助力行业转型升级。伴随着互联网等技术的快速发展，BIM技术的应用范围也越来越广，应用深度也在不断发展。随着各项技术的成熟与新技术的出现，BIM必将融入建设行业的各项技术实施和管理过程中。

BIM技术在我国得到快速发展，在各类工程中已得到大量应用[1，2]。为了更好地应用BIM模型，近些年开发了大量的协同管理平台，在设计和施工阶段实现更好的协同与沟通[3，4]。

为了更全面地理解BIM协同管理平台的应用价值，本文首先对BIM的内涵进行阐述，然后对协同管理平台开发现状及相关应用进行分析，最后基于BIM的内涵分析协同管理平台应用的发展趋势，分析结果可为BIM应用提供参考。

1 BIM的内涵

BIM的理念与制造业中集CAD、CAE于一体的计算机集成制造系统理念和基于产品数据管理与产品模型数据交换标准的产品信息模型概念相近。但是，建设行业各项活动涉及的人、物、事均比制造业复杂，实施的难度要远大于制造业，且在方法论层面具有不可复制性。

在BIM的定义中，信息模型的含义分为模型、模型应用和管理3个方面，即BIM表达了虚拟产品、实施过程中的各项应用和信息管理。可以认为，模型是载体，信息是灵魂，通过协同提高效率。BIM是数据模型，包含了几何信息、属性信息、时间信息等数据，形成基本信息载体;BIM是协同应用，可在进度管理、资源管理、质量安全管理、文档管理等过程中实施，实现信息的采集与交互;BIM是管理模式，通过基础数据载体、过程信息采集和数据分析处理等，为管理决策提供支撑。基于BIM技术的信息采集和交互将传统无序的信息交互变得有序，是BIM技术的核心。

BIM技术将给施工企业项目精细化管理、企业集约化管理和企业的信息化管理带来强大的数据支撑和技术支撑。但是，目前BIM应用实施还存在诸多问题，如应用缺乏系统性、信息交互的便利性，数据互操作性不足等。BIM应用的思维将经历软件应用思维、BIM应用思维和智能化工具思维3个层次，目前BIM应用处于软件应用思维这个层次，主要是软件集成应用，还没有达到真正的BIM应用思维层次。通过BIM还无法实现行业的大数据积累、智慧化应用、智慧决策、智能驱动建造等。

2 BIM协同管理平台应用

2.1 平台开发现状

BIM协同管理平台主要是以BIM模型为基本载体，结合业务需求实现网络协同的功能平台，在PC端、网络端和移动端均可以应用。BIM平台类产品主要分为3类：第一类为BIM模型查看工具，主要提供以在线方式查看BIM模型的功能，与业务结合不够紧密;第二类为BIM平台类产品，可以导入BIM模型场景进行开发的平台，将业务功能与BIM场景进行结合，集成开发实现BIM应用系统;第三类为BIM引擎，将BIM模型的展示、操作、BIM信息提取等功能进行封装，以API的形式开放给第三方开发者，与业务系统完整分离。可以看出，由于需要BIM模型作为应用基本载体，BIM引擎是进行协同管理平台开发的基础，主要采用的底层技术有WebGL、OSG、Unity3D、UE4等图形技术和引擎。

目前，国内外已开发上百个功能类似的BIM协同管理平台产品，主要功能有二维图纸和三维模型联动查看，任务流程管理，基于模型的设计问题反馈，移动端办公，企业和项目数据看板、报表、进度和成本管理等，与GIS、二维码、设备监测数据相结合的技术应用等。

2.2 平台主要应用

BIM协同管理平台的主要应用包括设计协同管理、智慧工地管理、移动端应用以及信息统计等。信息分类与统计在平台中可以针对不同人员权限开展，也可以根据项目和企业等不同层次开展，在多个产品中称之为“驾驶舱”。图1为某个平台的项目数据看板，页面包含了项目BIM模型、质量安全问题统计、进度情况、塔吊检测、现场视频监控和环境监控等。

设计协同管理主要应用包括方案比选、协作交流、碰撞报告生成、净空分析、问题标注和模型分享等。在具体应用和实施过程中，需要对BIM模型进行轻量化处理。为了实现二维CAD图纸与三维模型联动，还需要对CAD图纸进行转化和匹配。在模型浏览方面，可实现2D-3D联动、漫游、构件移动、测量、剖切、构件分解、属性查看与添加等功能。基于模型和CAD图纸，可以方便实现设计协作，项目管理人员可以通过熟悉的二维图纸找到对应的三维构件进行模型查看，也可以通过三维模型定位找到二维图纸中的定位。在平台上可以实现多人协作，支持电脑端、移动端同时参与协作，任意参与方均可以操作模型，画面实时同步，并支持实时问题沟通，大大提高了沟通效率。结合BIM模型可开展多终端实时讨论、模型和视点分享、模型共享交流、净空分析、问题标记、碰撞报告或设计变更自动生成与协作、实景模型上传等。同时，可以实现流程管理与资料反查定位到模型等功能。通常模型经过轻量化处理后，只需要普通的网络浏览器即可查看BIM模型，不需要安装软件与插件，方便各方进行协作交流。图2为某平台由視点发起碰撞报告流程，在实现碰撞报告快速生成并发起任务协作，通过发起人发起问题，经过设计回复、意见确认、闭环等步骤可记录设计问题解决过程，并可以自动生成报告。

智慧工地管理主要应用包括进度管理、现场巡检二维码管理、物料管理、施工监控、工程量统计、环境监测和劳务管理等。移动端应用主要包括模型浏览、协作交流、二维码分享、现场巡检、文档查看、流程审批和报表查看等。在进度管理方面，目前可实现的主要功能有结合模型的时间进度计划模拟、全景查看等，大部分平台支持将传统进度计划导入并与BIM模型关联，实现进度模拟、计划与实际进度对比，结合无人机航拍和全景查看达到全面了解施工现场进度的目的。但是，对于进度计划自动调整、动态控制等功能还未普遍实现。现场巡检二维码管理通常结合流程管理并与BIM模型结合，配合二维码和移动端随时调用相关流程，通过管理与检查，记录数据，业主可根据质量问题情况对作业单位进行相应管理。物料管理主要通过将所有实体单据和检验报告上传系统，形成系统化的管理流程，并形成数据统计台账，便于对物料进行及时追查，保证施工质量。工程量统计主要利用BIM模型进行工程量计算，并可以通过框选模型计算。劳务管理目前主要是通过人脸识别、打卡等技术，精确统计现场人员数据。环境监测主要是在平台中有效监测工地扬尘污染和噪声，一般通过接入第三方气象监测系统，可在平台中查阅现场各种监控监测系统的实时数据。

3 BIM协同管理平台应用发展趋势

由于BIM应用目前还未进入系统化应用阶段，协同管理平台的应用并不深入，与BIM模型的融合度并不高，主要集中于业务流程、协同管理和结合模型的初步应用，以模型可视化辅助应用为主。随着网络传输技术、信息技术和BIM技术的发展，协同应用将更加深入。模型信息将更加全面地应用于设计和施工过程，从可视化应用阶段进入应用信息阶段。依靠BIM标准完善和实施，协同管理平台将为企业采集大数据，为企业决策提供支持。在技术方面，结合物联网技术将解决BIM应用中的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，在施工阶段实现施工质量、安全、物料的动态监管，在运维阶段实现建筑资产、设备、设施管理，开展能耗分析、节能监控和结构健康监测等。在模型融合生产过程方面，将实现融合数字化现实捕捉技术的虚实结合、模型数据驱动的数字化加工与建造等。

4 结论

BIM协同管理平台在近几年得到了迅速发展，充分发挥了BIM的应用价值。从局域网的项目协作逐渐拓展为互联网和云平台协同，实现了基于时间和空间的信息搜索与聚合、基于属性的模型搜索与定位、业务与模型的动态关联等应用。随着各项技术的进步和BIM标准的完善，BIM协同管理平台将在智能化、自动化、大数据方面有更加深入地应用。

参考文献：

[1]杜修力，伏广梅，赵雪锋，等.基于BIM+GIS的通州文旅区协同管理平台应用研究[J].土木建筑工程信息技术，2019（3）：16-23.

[2]于晓娜.基于BIM和移动端的综合项目协同管理研究[J].韶关学院学报（自然科学），2018（12）：33-36.

[3]龙波，彭欣，侯泽群.荔浦至玉林高速公路工程全要素对象BIM协同设计与施工管理[J].土木建筑工程信息技术，2019（2）：89-94.

[4]杨书生.信息化协同管理系统在济青高铁项目中的应用[J].山东建筑大学学报，2019（3）：83-88.