02+科研项目研究报告-BIM6D

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1、中铁建设集团有限公司2016年度科技研究开发项 目 论 证 报 告项目名称：BIM“6D”集成技术在工程管理中的应用研究项目类别：软件 、管理负责单位：中铁建设集团有限公司北京分公司项目负责人：（签字）日 期：2016年3月20日中铁建设集团有限公司技术中心制二七年十月一、 国内外现状、项目简介1.国外发展现状BIM最先从美国发展起来，随着全球化的进程，已经扩展到了欧洲、日、韩、新加坡等国家，目前这些国家的BIM发展和应用都达到了一定水平。BIM在美国的发展现状:美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，目前，美国大多建筑项目已经开始应用BIM，BIM的应用点种类繁多，而且存在各种BIM协会，也出

2、台了各种BIM标准。根据McGraw Hill的调研，2012年工程建设行业采用BIM的比例从2007年的28%增长至2009年的49%直至2012年的71%。其中74%的承包商已经在实施BIM，超过了建筑师（70%）及机电工程师（67%）。BIM的价值在不断被认可。美国总务署（GSA）负责美国所有的联邦设施的建造和运营。早在2003年，为了提高建筑领域的生产效率、提升建筑业信息化水平，GSA下属的公共建筑服务部门的首席设计师办公室（OCA）推出了全国3D-4D-BIM计划。3D-4D-BIM计划的目标是为所有对3D-4D-BIM技术感兴趣的项目团队提供“一站式”服务，虽然每个项目功能、特点各

3、异，OCA将帮助每个项目团队提供独特的战略建议与技术支持，目前OCA已经协助和支持了超过100个项目。GSA要求，从2007年起，所有大型项目（招标级别）都需要应用BIM，最低要求是空间规划验证和最终概念展示都需要提交BIM模型。所有GSA的项目都被鼓励采用3D-4D-BIM技术，并且根据采用这些技术的项目承包商的应用程序不同，给予不同程度的资金支持。 目前GSA正在探讨在项目生命周期中应用BIM技术，包括：空间规划验证、4D模拟，激光扫描、能耗和可持续发模拟、安全验证等等，并陆续发布各领域的系列BIM指南，对于规范和BIM在实际项目中的应用起到了重要作用。USACE针对BIM、NBIMS及互

4、用性的长期战略目标BIM在韩国的发展现状：韩国公共采购服务中心（PPS）是韩国所有政府采购服务的执行部门。2010年4月，PPS发布了BIM路线图，内容包括：2010年，在12个大型工程项目应用BIM；2011年，在34个大型工程项目应用BIM；20122015年，超过50亿韩元大型工程项目都采用4D BIM技术（3D+成本管理）；2016年前，全部公共工程应用BIM技术。2010年12月，PPS发布了设施管理BIM应用指南，针对设计、施工图设计、施工等阶段中的BIM应用进行指导，并于2012年4月对其进行了更新。2、国内发展现状2010与2011年，中国房地产业协会商业地产专业委员会、中国建

5、筑业协会工程建设质量管理分会、中国建筑学会工程管理研究分会、中国土木工程学会计算机应用分会组织并发布了中国商业地产BIM应用研究报告2010和中国工程建设BIM应用研究报告2011。虽然样本不多，一定程度上反映了BIM在我国工程建设行业的发展现状。根据两届的报告，关于BIM的知晓程度从2010年的60%提升至2011年的87%。2011年，共有39%的单位表示已经使用了BIM相关软件，而其中以设计单位居多。是否在项目中使用过BIM2011年5月，住建部发布的20112015建筑业信息化发展纲要中，明确指出：在施工阶段开展BIM技术的研究与应用，推进BIM技术从设计阶段向施工阶段的应用延伸，降低

6、信息传递过程中的衰减；研究基于BIM技术的4D项目管理信息系统在大型复杂工程施工过程中的应用，实现对建筑工程有效的可视化管理等。3、项目简介目前，BIM技术已在3D可视化建筑模型的基础上，结合工程进度管理和成本管理，发展为BIM “5D”，为施工阶段的工程管理带来很大方便。本课题借助BIM的技术优势，在BIM“5D”基础上引入第六个维度，即建筑投入使用后的运行维护。将协同的范畴从设计施工阶段扩展到建筑全生命周期，从建筑业信息化发展的趋势来看，BIM“6D”集成在工程管理中的应用，会带来综合效益的大幅提升。根据公司发展需要，成立BIM小组，BIM小组主要进行BIM技术在全生命周期内的应用研究，策

7、划、设计、招投标、施工、租售、运营维护和改造升级等阶段，实现BIM应用的突破。课题组针对中国铁建电气化局京燕饭店业务综合楼项目，构建基于BIM“6D”的建筑设备运行维护可视化管理模型和设备运维数据库，主要针对以下工作进行研究：（1）建筑设备运行维护管理所需信息；（2）现有设备管理现状及传统方法存在的问题，及引入BIM的优势；（3）运用BIM模型进行信息集成与可视化展示；（4）提出基于BIM的建筑设备可视化管理模式及其具体实施流程；（5）应用BIM“6D”技术建立设备运维数据库，对设备信息进行数据管理、经济分析、合同管理、成本管理等综合管理，并实现与BIM模型之间的信息交互建立基于BIM 的设备

8、运行维护管理系统； （6）通过案例模拟，展示对建筑设备的高效、可视化管理。二、 研制任务的依据，研制的必要性与可行性1、研制依据：现有的BIM技术相关软件，已经涉及到工程的建筑、结构、电气、给排水、物资、成本等方面，课题致力于将BIM技术于横向对各专业进行有机结合，于纵向应用于工程的全生命周期，贯穿整个项目管理。2、研究必要性：从国内外BIM使用形势，不难得出，国外企业BIM 4D、5D BIM运用已经相当成熟，6D也已普遍运用，并且BIM已经不单单是少数单位及企业在应用，而是各单位都在协同运用，然而我国国内对于BIM的运用还停留在设计单位单一使用，施工单位简单3D 及4D运用上，更多的企业及

9、单位对于BIM的认知及运用几乎为不运用，因此，对于BIM的运用及6D的运用有绝对的必要性及发展性。3、可行性：一是BIM技术已经广泛应用于建筑行业，相关软件已经成熟，可以依托其进行工程管理信息整合；二是课题组已配置软硬件，并对成员进行了相关培训，能够胜任研究工作；三是将 BIM 技术引入到工程管理，会节约大量人力物力，在解决实际问题的同时也带来了很大的效益，同时为今后 BIM 在其他类似工程项目中的推广和应用提供了参考。三、 主要技术条件、性能参数1、与广联达软件股份有限公司进行合作，由其提供BIM技术软件支持及相关培训；2、为BIM小组成员购置相关软件、配备电脑；3、过程中的相关问题与设计和

10、甲方即使协调沟通。四、 与国内外同类型产品的比较，本项目的先进性与经济、社会效益1、目前我国国内对于BIM的运用还停留在设计单位单一使用，施工单位简单3D 及4D运用上，本项目将在BIM“5D”基础上引入第六个维度，即建筑投入使用后的运行维护。将协同的范畴从设计施工阶段扩展到建筑全生命周期，该技术应用上属于初级阶段。2、技术管理方面，通过提前建立可视化模型，解决复杂节点钢筋排布、管线碰撞等问题，是工程精准成活，避免返工；对于某些复杂的施工部位或施工工艺可进行更加直观的三维技术交底，有利于提高工程进度和质量。3、将进度、物资、成本等信息进行整合，有利于提高管理效率，节约人力物力财力。4、建立建筑

11、设备维护数据库对更多的设备信息进行储存和综合管理，并使BIM模型和建筑设备维护数据库之间形成信息交互，使数据库信息和BIM模型实现同步可持续性更新，通过建立这样的运行维护管理系统来解决传统管理方式存在的一些问题，实现更高效、更简单、更完善的建筑设备管理。5、形成BIM集成应用技术，将BIM技术与施工管理工作结合，实现施工主要工作平台向以BIM技术为核心的平台转化，节约材料浪费降低总包成本。并为未来BIM技术在建筑全生命周期的应用提供借鉴和参考。五、 设想方案、关键技术及解决技术的途径课题研究的关键为BIM在运行维护方面的运用，通过引入6D BIM来集成整合建筑设备信息并进行可视化的操作及管理，

12、建立建筑设备维护数据库对更多的设备信息进行储存和综合管理，并使BIM模型和建筑设备维护数据库之间形成信息交互，使数据库信息和BIM模型实现同步可持续性更新，通过建立这样的运行维护管理系统来解决传统管理方式存在的一些问题，实现更高效、更简单、更完善的建筑设备管理。具体研究内容如下：研究建筑设备运行维护管理所需信息。研究现有设备管理现状及传统方法存在的问题，及引入BIM的优点。运用BIM模型进行信息集成与可视化展示。提出基于BIM的建筑设备可视化管理模式及其具体实施流程。应用6D BIM技术建立设备运维数据库，对设备信息进行数据管理、经济分析、合同管理、成本管理等综合管理，并实现与BIM模型之间的

13、信息交互建立基于BIM 的设备运行维护管理系统。通过案例模拟，展示对建筑设备的高效、可视化管理。根据本研究课题需要及其目的，对本研究提出的基于BIM的建筑设备管理模式进行案例模拟，以京燕饭店项目为例。通过建立BIM建筑和设备模型、添加设备信息、建立设备运行维护数据库等，模拟其设备管理情况。研究技术路线图基于上述研究分析，构建基于6D BIM的建筑设备运行维护可视化管理模型。整个建筑设备运维管理系统，由以上BIM建筑设备模型和建筑设备运维数据库两大模块构成，要实现整个建筑设备系统的运作，首先需建立BIM模型，使用Revit Architecture和MEP等软件建立BIM建筑及设备模型，并在模型

14、中输入设备维护相关信息，该信息分四类，主要包括设备基本信息（ID和设备名称、规格和类型、安装位置、性能等），运行维护管理信息（维护状态、维护历史等），合同信息（供应商、保修期等），成本信息（购置成本、安装成本、维护成本、折旧额等）。BIM模型主要用于对建筑及设备信息的有效整合和可视化展示，利用BIM软件可视化平台，以3D可视化形式表达出建筑形态、设备形态、设备状态信息等，并且快速查询设备管理所需信息，帮助管理者进行简单及时的建筑设备管理。模型集成建筑设备信息之后，基于BIM模型建立建筑设备运行维护管理数据库。在完成系统需求分析与模块设计之后，利用Access等数据库工具进行数据库的结构设计。首

15、先通过BIM软件Autodesk Revit中的开放数据库互连（Open Database Connectivity，ODBC），导出ODBC格式数据到Access数据库中，形成运维管理的初始数据库，这个初试数据库表格包含BIM模型中所有建筑与设备信息。然后基于初始BIM数据库，在建筑设备运维管理数据库中加入其他管理设备基本信息与各种维护信息（详细表格），同时整合供应商、维修员工、管理人员、日常保养记录、使用管理手册、合同附件、经济分析指标等更多相关详细信息，创建设备运维管理数据表，并创建表关系和查询，便于对建筑设备进行更好的、完善的综合管理（如数据管理、经济分析、合同管理、成本管理等）。基于

16、BIM模型建立的建筑设备运维管理系统数据库，主要用于设备信息的统一存储，以及供设备管理者管理各种设备信息，并对各种信息进行相关分析，辅助管理者进行决策。设备管理信息组件需要得到维护和定期检查，由维修队伍定期扫描检查，根据检查结果，对设备运维数据库系统中的信息进行更新。在运行维护期间，维护人员对进行设备维修保养后，将新的运维信息输入设备运维数据库，添加新的维修保养记录，为下次维修保养提供历史数据参考，数据库管理人员通过传入的设备编号，查询检索相关设备信息，进行管理。建筑设备运行维护管理数据库信息更新后，通过Revit API将更新后的信息导入到BIM模型中，同时更新BIM模型中相关信息，从而实现

17、可持续的建筑设备运行维护管理。通过以上的研究与分析，构建成基于BIM的建筑设备运维可视化管理模型，显示出本研究的具体实现路径。基于BIM的建筑设备运行维护管理模型BIM提供了共享的信息平台，可以整合多参与方输入的所有设备信息，方便管理者对设备信息的实时掌控和快速查询。运用BIM软件（Revit）的统计功能可以统计出BIM模型中所包含的建筑设备的所有相关信息，通过集成信息的BIM模型，利用Revit软件自动统计功能，可对建筑设备信息进行明细统计并导出Excel表格，方便管理。数据库系统功能模块六、 前期工作基础，主要配套设备及技术要求1、公司成立BIM小组，由项目总工和公司技术质量部专人负责；2

18、、为小组成员配置BIM技术相关的硬件和软件（Revit、MagiCAD、Navisworks、BIM5D等）；3、进行BIM技术相关软件专项培训，使成员熟悉软件，理论与实践相结合；4、结合项目总进度计划，制定BIM技术工作计划，确定工作关键节点；5、对设计院提供的BIM模型进行分解及审查。七、 重要计算依据1、施工规范及相关技术规程2、广联达算量模型与Revit土建三维设计模型建模交互规范。八、 研制期限2016年4月1日-2017年12月31日。九、 项目研究经费预算单位：万元经费来源预算经费支出预算科目预算数科目预算数使用拨款来源预算合计1011.2支出预算合计1011.2一、集团资助拨款

19、0一、人员费294.2二、单位自筹1011.2其中：1. 工资、薪金250.2三、其他来源款02. 津贴、加班工资20.01.银行贷款3. 奖金20.04. 其他支出4.0二、直接投入101.0其中：1. 材料、燃料、动力费101.02. 购置费（非固定资产）03. 检验费0三、折旧费用与长期费用摊销6.0四、租赁费0五、设计费0六、设备调试费0七、无形资产摊销170.0八、论证、评审、验收费用10.0九、资料费30.0十、其他费用（不得超过总费用的10）100.0其中：1. 会议费10.02. 差旅费10.03. 办公费10.04. 研发人员培训费50.05. 专家咨询费10.06. 科技论

20、文版面费10.0八、委托外部研究开发投入额300.0其中：境内的外部研发投入额0十、 研制及合作单位北京广联达软件股份有限公司。十一、 主要研究人员姓 名年龄职称职务从事专业工作单位研究任务与分工全时率（）周桂云51教高土木工程中铁建设集团有限公司研究方案确定齐帅35高工土木工程北京分公司组织与协调王轶35工程师土木工程北京分公司36项目部组织与协调100%宋昱良30工程师土木工程北京分公司36项目部组织与协调100%郭长超29工程师电气工程北京分公司36项目部组织与协调100%杨小文30工程师土木工程北京分公司各专业的协调100%黄旭东27助理工程师土木工程北京分公司36项目部土建结构100

21、%郭家宁29助理工程师土木工程北京分公司36项目部钢结构100%张文龙28助理工程师土木工程北京分公司36项目部钢筋三维放样100%柴成源27助理工程师土木工程北京分公司36项目部建筑100%孙修展29助理工程师土木工程北京分公司36项目部建筑100%高 龙29工程师电气工程北京分公司36项目部电气100%葛耀宗25助理工程师水暖工程北京分公司36项目部水暖100%毕 超26助理工程师水暖工程北京分公司36项目部水暖100%（全时率取值：25、50、75、100）编制说明：一、 指标要具体，尽可能量化；二、 经费预算表填写该项目所需的各项费用；三、 项目申请时将本报告从科技管理信息系统提交。14