02+科研項目研究報告-BIM6D

1、中鐵建設集團有限公司2016年度科技研究開發(fā)項 目 論 證 報 告項目名稱：BIM“6D”集成技術在工程管理中的應用研究項目類別：軟件 、管理負責單位：中鐵建設集團有限公司北京分公司項目負責人：（簽字）日 期：2016年3月20日中鐵建設集團有限公司技術中心制二七年十月一、 國內外現(xiàn)狀、項目簡介1.國外發(fā)展現(xiàn)狀BIM最先從美國發(fā)展起來，隨著全球化的進程，已經(jīng)擴展到了歐洲、日、韓、新加坡等國家，目前這些國家的BIM發(fā)展和應用都達到了一定水平。BIM在美國的發(fā)展現(xiàn)狀:美國是較早啟動建筑業(yè)信息化研究的國家，目前，美國大多建筑項目已經(jīng)開始應用BIM，BIM的應用點種類繁多，而且存在各種BIM協(xié)會，也出

2、臺了各種BIM標準。根據(jù)McGraw Hill的調研，2012年工程建設行業(yè)采用BIM的比例從2007年的28%增長至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已經(jīng)在實施BIM，超過了建筑師（70%）及機電工程師（67%）。BIM的價值在不斷被認可。美國總務署（GSA）負責美國所有的聯(lián)邦設施的建造和運營。早在2003年，為了提高建筑領域的生產效率、提升建筑業(yè)信息化水平，GSA下屬的公共建筑服務部門的首席設計師辦公室（OCA）推出了全國3D-4D-BIM計劃。3D-4D-BIM計劃的目標是為所有對3D-4D-BIM技術感興趣的項目團隊提供“一站式”服務，雖然每個項目功能、特點各

3、異，OCA將幫助每個項目團隊提供獨特的戰(zhàn)略建議與技術支持，目前OCA已經(jīng)協(xié)助和支持了超過100個項目。GSA要求，從2007年起，所有大型項目（招標級別）都需要應用BIM，最低要求是空間規(guī)劃驗證和最終概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA的項目都被鼓勵采用3D-4D-BIM技術，并且根據(jù)采用這些技術的項目承包商的應用程序不同，給予不同程度的資金支持。 目前GSA正在探討在項目生命周期中應用BIM技術，包括：空間規(guī)劃驗證、4D模擬，激光掃描、能耗和可持續(xù)發(fā)模擬、安全驗證等等，并陸續(xù)發(fā)布各領域的系列BIM指南，對于規(guī)范和BIM在實際項目中的應用起到了重要作用。USACE針對BIM、NBIMS及互

4、用性的長期戰(zhàn)略目標BIM在韓國的發(fā)展現(xiàn)狀：韓國公共采購服務中心（PPS）是韓國所有政府采購服務的執(zhí)行部門。2010年4月，PPS發(fā)布了BIM路線圖，內容包括：2010年，在12個大型工程項目應用BIM；2011年，在34個大型工程項目應用BIM；20122015年，超過50億韓元大型工程項目都采用4D· BIM技術（3D+成本管理）；2016年前，全部公共工程應用BIM技術。2010年12月，PPS發(fā)布了設施管理BIM應用指南，針對設計、施工圖設計、施工等階段中的BIM應用進行指導，并于2012年4月對其進行了更新。2、國內發(fā)展現(xiàn)狀2010與2011年，中國房地產業(yè)協(xié)會商業(yè)地產專業(yè)委

5、員會、中國建筑業(yè)協(xié)會工程建設質量管理分會、中國建筑學會工程管理研究分會、中國土木工程學會計算機應用分會組織并發(fā)布了中國商業(yè)地產BIM應用研究報告2010和中國工程建設BIM應用研究報告2011。雖然樣本不多，一定程度上反映了BIM在我國工程建設行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。根據(jù)兩屆的報告，關于BIM的知曉程度從2010年的60%提升至2011年的87%。2011年，共有39%的單位表示已經(jīng)使用了BIM相關軟件，而其中以設計單位居多。是否在項目中使用過BIM2011年5月，住建部發(fā)布的20112015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要中，明確指出：在施工階段開展BIM技術的研究與應用，推進BIM技術從設計階段向施工階段的應

6、用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM技術的4D項目管理信息系統(tǒng)在大型復雜工程施工過程中的應用，實現(xiàn)對建筑工程有效的可視化管理等。3、項目簡介目前，BIM技術已在3D可視化建筑模型的基礎上，結合工程進度管理和成本管理，發(fā)展為BIM “5D”，為施工階段的工程管理帶來很大方便。本課題借助BIM的技術優(yōu)勢，在BIM“5D”基礎上引入第六個維度，即建筑投入使用后的運行維護。將協(xié)同的范疇從設計施工階段擴展到建筑全生命周期，從建筑業(yè)信息化發(fā)展的趨勢來看，BIM“6D”集成在工程管理中的應用，會帶來綜合效益的大幅提升。根據(jù)公司發(fā)展需要，成立BIM小組，BIM小組主要進行BIM技術在全生命周期內的

7、應用研究，策劃、設計、招投標、施工、租售、運營維護和改造升級等階段，實現(xiàn)BIM應用的突破。課題組針對中國鐵建電氣化局京燕飯店業(yè)務綜合樓項目，構建基于BIM“6D”的建筑設備運行維護可視化管理模型和設備運維數(shù)據(jù)庫，主要針對以下工作進行研究：（1）建筑設備運行維護管理所需信息；（2）現(xiàn)有設備管理現(xiàn)狀及傳統(tǒng)方法存在的問題，及引入BIM的優(yōu)勢；（3）運用BIM模型進行信息集成與可視化展示；（4）提出基于BIM的建筑設備可視化管理模式及其具體實施流程；（5）應用BIM“6D”技術建立設備運維數(shù)據(jù)庫，對設備信息進行數(shù)據(jù)管理、經(jīng)濟分析、合同管理、成本管理等綜合管理，并實現(xiàn)與BIM模型之間的信息交互建立基于B

8、IM 的設備運行維護管理系統(tǒng)； （6）通過案例模擬，展示對建筑設備的高效、可視化管理。二、 研制任務的依據(jù)，研制的必要性與可行性1、研制依據(jù)：現(xiàn)有的BIM技術相關軟件，已經(jīng)涉及到工程的建筑、結構、電氣、給排水、物資、成本等方面，課題致力于將BIM技術于橫向對各專業(yè)進行有機結合，于縱向應用于工程的全生命周期，貫穿整個項目管理。2、研究必要性：從國內外BIM使用形勢，不難得出，國外企業(yè)BIM 4D、5D BIM運用已經(jīng)相當成熟，6D也已普遍運用，并且BIM已經(jīng)不單單是少數(shù)單位及企業(yè)在應用，而是各單位都在協(xié)同運用，然而我國國內對于BIM的運用還停留在設計單位單一使用，施工單位簡單3D 及4D運用上，

9、更多的企業(yè)及單位對于BIM的認知及運用幾乎為不運用，因此，對于BIM的運用及6D的運用有絕對的必要性及發(fā)展性。3、可行性：一是BIM技術已經(jīng)廣泛應用于建筑行業(yè)，相關軟件已經(jīng)成熟，可以依托其進行工程管理信息整合；二是課題組已配置軟硬件，并對成員進行了相關培訓，能夠勝任研究工作；三是將 BIM 技術引入到工程管理，會節(jié)約大量人力物力，在解決實際問題的同時也帶來了很大的效益，同時為今后 BIM 在其他類似工程項目中的推廣和應用提供了參考。三、 主要技術條件、性能參數(shù)1、與廣聯(lián)達軟件股份有限公司進行合作，由其提供BIM技術軟件支持及相關培訓；2、為BIM小組成員購置相關軟件、配備電腦；3、過程中的相關

10、問題與設計和甲方即使協(xié)調溝通。四、 與國內外同類型產品的比較，本項目的先進性與經(jīng)濟、社會效益1、目前我國國內對于BIM的運用還停留在設計單位單一使用，施工單位簡單3D 及4D運用上，本項目將在BIM“5D”基礎上引入第六個維度，即建筑投入使用后的運行維護。將協(xié)同的范疇從設計施工階段擴展到建筑全生命周期，該技術應用上屬于初級階段。2、技術管理方面，通過提前建立可視化模型，解決復雜節(jié)點鋼筋排布、管線碰撞等問題，是工程精準成活，避免返工；對于某些復雜的施工部位或施工工藝可進行更加直觀的三維技術交底，有利于提高工程進度和質量。3、將進度、物資、成本等信息進行整合，有利于提高管理效率，節(jié)約人力物力財力。

11、4、建立建筑設備維護數(shù)據(jù)庫對更多的設備信息進行儲存和綜合管理，并使BIM模型和建筑設備維護數(shù)據(jù)庫之間形成信息交互，使數(shù)據(jù)庫信息和BIM模型實現(xiàn)同步可持續(xù)性更新，通過建立這樣的運行維護管理系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)管理方式存在的一些問題，實現(xiàn)更高效、更簡單、更完善的建筑設備管理。5、形成BIM集成應用技術，將BIM技術與施工管理工作結合，實現(xiàn)施工主要工作平臺向以BIM技術為核心的平臺轉化，節(jié)約材料浪費降低總包成本。并為未來BIM技術在建筑全生命周期的應用提供借鑒和參考。五、 設想方案、關鍵技術及解決技術的途徑課題研究的關鍵為BIM在運行維護方面的運用，通過引入6D BIM來集成整合建筑設備信息并進行可視化的

12、操作及管理，建立建筑設備維護數(shù)據(jù)庫對更多的設備信息進行儲存和綜合管理，并使BIM模型和建筑設備維護數(shù)據(jù)庫之間形成信息交互，使數(shù)據(jù)庫信息和BIM模型實現(xiàn)同步可持續(xù)性更新，通過建立這樣的運行維護管理系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)管理方式存在的一些問題，實現(xiàn)更高效、更簡單、更完善的建筑設備管理。具體研究內容如下：研究建筑設備運行維護管理所需信息。研究現(xiàn)有設備管理現(xiàn)狀及傳統(tǒng)方法存在的問題，及引入BIM的優(yōu)點。運用BIM模型進行信息集成與可視化展示。提出基于BIM的建筑設備可視化管理模式及其具體實施流程。應用6D BIM技術建立設備運維數(shù)據(jù)庫，對設備信息進行數(shù)據(jù)管理、經(jīng)濟分析、合同管理、成本管理等綜合管理，并實現(xiàn)與BI

13、M模型之間的信息交互建立基于BIM 的設備運行維護管理系統(tǒng)。通過案例模擬，展示對建筑設備的高效、可視化管理。根據(jù)本研究課題需要及其目的，對本研究提出的基于BIM的建筑設備管理模式進行案例模擬，以京燕飯店項目為例。通過建立BIM建筑和設備模型、添加設備信息、建立設備運行維護數(shù)據(jù)庫等，模擬其設備管理情況。研究技術路線圖基于上述研究分析，構建基于6D BIM的建筑設備運行維護可視化管理模型。整個建筑設備運維管理系統(tǒng)，由以上BIM建筑設備模型和建筑設備運維數(shù)據(jù)庫兩大模塊構成，要實現(xiàn)整個建筑設備系統(tǒng)的運作，首先需建立BIM模型，使用Revit Architecture和MEP等軟件建立BIM建筑及設備模

14、型，并在模型中輸入設備維護相關信息，該信息分四類，主要包括設備基本信息（ID和設備名稱、規(guī)格和類型、安裝位置、性能等），運行維護管理信息（維護狀態(tài)、維護歷史等），合同信息（供應商、保修期等），成本信息（購置成本、安裝成本、維護成本、折舊額等）。BIM模型主要用于對建筑及設備信息的有效整合和可視化展示，利用BIM軟件可視化平臺，以3D可視化形式表達出建筑形態(tài)、設備形態(tài)、設備狀態(tài)信息等，并且快速查詢設備管理所需信息，幫助管理者進行簡單及時的建筑設備管理。模型集成建筑設備信息之后，基于BIM模型建立建筑設備運行維護管理數(shù)據(jù)庫。在完成系統(tǒng)需求分析與模塊設計之后，利用Access等數(shù)據(jù)庫工具進行數(shù)據(jù)庫的

15、結構設計。首先通過BIM軟件Autodesk Revit中的開放數(shù)據(jù)庫互連（Open Database Connectivity，ODBC），導出ODBC格式數(shù)據(jù)到Access數(shù)據(jù)庫中，形成運維管理的初始數(shù)據(jù)庫，這個初試數(shù)據(jù)庫表格包含BIM模型中所有建筑與設備信息。然后基于初始BIM數(shù)據(jù)庫，在建筑設備運維管理數(shù)據(jù)庫中加入其他管理設備基本信息與各種維護信息（詳細表格），同時整合供應商、維修員工、管理人員、日常保養(yǎng)記錄、使用管理手冊、合同附件、經(jīng)濟分析指標等更多相關詳細信息，創(chuàng)建設備運維管理數(shù)據(jù)表，并創(chuàng)建表關系和查詢，便于對建筑設備進行更好的、完善的綜合管理（如數(shù)據(jù)管理、經(jīng)濟分析、合同管理、成本管

16、理等）?；贐IM模型建立的建筑設備運維管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，主要用于設備信息的統(tǒng)一存儲，以及供設備管理者管理各種設備信息，并對各種信息進行相關分析，輔助管理者進行決策。設備管理信息組件需要得到維護和定期檢查，由維修隊伍定期掃描檢查，根據(jù)檢查結果，對設備運維數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的信息進行更新。在運行維護期間，維護人員對進行設備維修保養(yǎng)后，將新的運維信息輸入設備運維數(shù)據(jù)庫，添加新的維修保養(yǎng)記錄，為下次維修保養(yǎng)提供歷史數(shù)據(jù)參考，數(shù)據(jù)庫管理人員通過傳入的設備編號，查詢檢索相關設備信息，進行管理。建筑設備運行維護管理數(shù)據(jù)庫信息更新后，通過Revit API將更新后的信息導入到BIM模型中，同時更新BIM模型中相關信

17、息，從而實現(xiàn)可持續(xù)的建筑設備運行維護管理。通過以上的研究與分析，構建成基于BIM的建筑設備運維可視化管理模型，顯示出本研究的具體實現(xiàn)路徑。基于BIM的建筑設備運行維護管理模型BIM提供了共享的信息平臺，可以整合多參與方輸入的所有設備信息，方便管理者對設備信息的實時掌控和快速查詢。運用BIM軟件（Revit）的統(tǒng)計功能可以統(tǒng)計出BIM模型中所包含的建筑設備的所有相關信息，通過集成信息的BIM模型，利用Revit軟件自動統(tǒng)計功能，可對建筑設備信息進行明細統(tǒng)計并導出Excel表格，方便管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能模塊六、 前期工作基礎，主要配套設備及技術要求1、公司成立BIM小組，由項目總工和公司技術質量部

18、專人負責；2、為小組成員配置BIM技術相關的硬件和軟件（Revit、MagiCAD、Navisworks、BIM5D等）；3、進行BIM技術相關軟件專項培訓，使成員熟悉軟件，理論與實踐相結合；4、結合項目總進度計劃，制定BIM技術工作計劃，確定工作關鍵節(jié)點；5、對設計院提供的BIM模型進行分解及審查。七、 重要計算依據(jù)1、施工規(guī)范及相關技術規(guī)程2、廣聯(lián)達算量模型與Revit土建三維設計模型建模交互規(guī)范。八、 研制期限2016年4月1日-2017年12月31日。九、 項目研究經(jīng)費預算單位：萬元經(jīng)費來源預算經(jīng)費支出預算科目預算數(shù)科目預算數(shù)使用撥款來源預算合計1011.2支出預算合計1011.2一、集團資助撥款0一、人員費294.2二、單位自籌1011.2其中：1. 工資、薪金250.2三、其他來源款02. 津貼、加班工資20.01.銀行貸款3. 獎金20.04. 其他支出4.0二、直接投入101.0其中：1. 材料、燃料、動力費101.02. 購置費（非固定資產）03. 檢驗費0三、折舊費用與長期費用攤銷6.0四、租賃費0五、設計費0六、設備調試費0七、無形資產攤銷170.0八、論證、評審、驗收費用10.0九、資料費30.0十、其他費用（不得超過總費用的10）100.0其中：1. 會議費10.02. 差旅費10.03. 辦公費10.04