CN108595594A - 一种基于bim的装配式建筑数据协同管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法及系统，步骤100、BIM模型规划，利用GIS平台整合BIM模型应用于城市规划；步骤200、BIM模型数字化，以三维模型为基础，利用标准的数据格式，实现设计模型与分析模型的统一，利用冲突规则在检测平台上进行自动化检测；步骤300、信息化管理平台，集成工程项目全方位的信息，并将信息合并到数据库中；步骤400、运维管理阶段，整合施工过程中与运维相关文档和资料，建立BIM竣工模型，并建立相应评价模式，整个模型满足了相关方对BIM模型的需求，且有效降低了子模型结构的复杂度、模型加载和渲染时间，同时，略微增加了模型解析和处理时间，大大提升了BIM模型版本管理及协同的执行效率。

Description

一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法及系统

技术领域

本发明涉及数据协同管理系统领域，具体为一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法及系统。

背景技术

随着国民经济的不断增长，建筑业的设计规模也在不断的扩大，各类建筑软件被使用到建筑项目中，各种仿真软件的仿真模拟给建筑业的发展带了巨大的变革，使得建筑结构、外观设计越来越复杂。建筑业是我国支柱型的产业，在我国经济产业链中具有主导地位，然而，随着建筑业规模的不断扩大，越来越多的相关方参与到建筑项目中来，在设计、施工、勘察等各个阶段，跨领域的数据交付和共享问题变得尤为重要，现有的建筑数据协同管理系统还存在以下不足之处：

例如，申请号为201611236789.6，专利名称为一种基于BIM的装配式建筑建造全过程数据协同管理系统的发明专利：

其实现了对装配式建筑建造全过程的协同管理，提高了装配式建筑的生产效率。

但是，现有的基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统存在以下缺陷：

(1)统的数据交付方式往往通过手绘图纸的方式，这种方式由于有人工的参与，数据交付时经常导致工作效率低下、交付信息丢失、交付信息错误等问题；

(2)现有的BIM软件使用不同的交换格式，如IFC、DWG、XML等，在数据交换和协同工作的性能、效率上均有自身的局限性且数据冗余较大，很难有效支持BIM即将面临的大数据环境，尤其在WEB环境下，客户端和服务器端很难一次性的解析、渲染较大的BIM模型，因此有必要针对各个阶段信息创建和交互的特定需求，构建规范的BIM子模型的创建和表示，使不同的参与方可根据需求抽取其自定义的BIM子模型，将其工作集中在关注领域相关的子模型上。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法及系统，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法，包括如下步骤：

步骤100、BIM模型规划，利用GIS平台整合BIM模型应用于城市规划，实现对BIM模型的性能模拟分析，提升BIM模型规划的合理性与合理性；

步骤200、BIM模型数字化，以三维模型为基础，利用标准的数据格式，实现设计模型与分析模型的统一，利用冲突规则在检测平台上进行自动化检测；

步骤300、信息化管理平台，集成工程进度信息、成本信息、材料资源信息、合同信息等项目全方位的信息，并将信息合并到数据库中；

步骤400、运维管理阶段，整合施工过程的记录、拆料使用情况、设备信息等与运维相关文档和资料，建立BIM竣工模型，并建立相应评价模式。

另外本发明还设计了一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，包括：BIM信息集成模块、建筑协同数据库、协同工作环境和BIM数据集成平台，所述BIM信息集成模块、建筑协同数据库、协同工作环境和BIM数据集成平台的信号端通过模型映射将BIM数据管理库数据同步到全局模型，所述BIM信息集成模块的信号端通过克隆子模型需求确定BIM数据集成平台实体序列，所述BIM数据集成平台的信号端通过合并对应版本中操作记录序列将模型版本在建筑协同数据库中刻录，所述BIM数据集成平台的控制端通过合并操作协同工作环境差集将版本同步。

进一步地，所述BIM信息集成模块的信号端接收来自建筑协同数据库的更新信号，所述建筑协同数据库的输出端连接有BIM建筑模型，所述BIM建筑模型的输出端通过调节楼宇信息反馈连接到BIM信息集成模块，所述BIM信息集成模块的可视化拓展模块还连接有运维状态模块、租赁状态模块、物业状态模块以及处置决策模块，所述BIM信息集成模块的数据导出端导出ODBC数据库，所述ODBC数据库的数据端导入建筑协同数据库中。

进一步地，所述建筑协同数据库的数据端通过BIM数据集成平台更新库内信息，所述建筑协同数据库的数据输出端分别连接有建筑基本管理模块、运维管理模块、物业管理模块、租赁管理模块以及管理方信息模块。

进一步地，所述BIM数据集成平台的内部设置有数据转换模块和数据存储模块，所述数据存储模块的内部设置有交互式IBM数据库和IFC数据库，所述交互式IBM数据库和IFC数据库之间交互连接，所述数据存储模块的数据端与数据转换模块交互连接。

进一步地，所述数据转换模块的内部还设置有IFC文件解析器和数据转换接口，所述数据转换模块的输出端分别连接有IFC数据文档和非IFC数据文档，所述IFC数据文档和非IFC数据文档之间交互连接，所述非IFC数据文档接收不支持IFC应用程序，所述IFC数据文档接收支持IFC应用程序。

进一步地，所述运维管理模块的实时信息采集来自测绘记录模块、日常监测模块、维修保护模块、改造更新模块和审批管理模块。

进一步地，所述运维管理模块的输出端还连接有环境信息管理模块、本体信息管理模块、干扰信息排除模块以及历史信息记录模块。

进一步地，所述协同工作环境主要分为平台资源管理模组、网络基础架构和BIM组织结构。

进一步地，所述协同工作环境的输出端还连接有信息同步架构，所述信息同步架构的信号端分别连接有中心文件协同模式、文件链接式协同和混合应用协同模式。

进一步地，所述信息同步架构的数据安全接口连接有设计业务流程，所述设计业务流程的信号端分别连接有方案设计流程和施工图设计流程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的数据协同管理系统建立的子模型满足了相关方对BIM模型的需求，且有效降低了子模型结构的复杂度、模型加载和渲染时间，减少数据传输开销和内存占用，同时，略微增加了模型解析和处理时间，大大提升了BIM模型版本管理及协同的执行效率；

(2)本发明的数据协同管理系统内部的数据库主要依赖数据库服务器，而移动终端的查询功能其实质是借助无线网络的信息访问，实现对数据库信息的检索，从一定程度上确保了信息数据来源的单一性与安全性，并从运维平台的选择与构建出发，考虑模型集成化、模型的优化和轻量化的特点，将大数据技术、本体论和人工智能等集成应用到建筑数据管理综合信息系统的中，使得建筑数据系统更加全面，实用性强。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的整体结构示意图

图3为本发明的BIM信息集成模块示意图；

图4为本发明的BIM数据集成平台示意图；

图5为本发明的运维管理模块示意图；

图6为本发明的协同工作环境示意图。

图中标号：

1-BIM信息集成模块；2-建筑协同数据库；3-协同工作环境；4-BIM数据集成平台；5-BIM数据管理库；

101-BIM建筑模型；102-ODBC数据库；103-运维状态模块；104-租赁状态模块；105-物业状态模块；106-处置决策模块；107-历史信息记录模块；108-建筑基本管理模块；109-运维管理模块；110-物业管理模块；111-租赁管理模块；112-管理方信息模块；113-测绘记录模块；114-日常监测模块；115-维修保护模块；116-改造更新模块；117-审批管理模块；118-环境信息管理模块；119-本体信息管理模块；120-干扰信息排除模块；

301-信息同步架构；302-设计业务流程；303-平台资源管理模组；304-网络基础架构；305-BIM组织结构；306-文件链接式协同；307-中心文件协同模式；308-混合应用协同模式；309-方案设计流程；310-施工图设计流程；

401-数据转换模块；402-数据存储模块；403-交互式IBM数据库；404-IFC数据库；405-IFC文件解析器；406-数据转换接口；407-IFC数据文档；408-非IFC数据文档。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明提供了一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法，包括如下步骤：

步骤100、BIM模型规划，利用GIS平台整合BIM模型应用于城市规划，实现对BIM模型的性能模拟分析，提升BIM模型规划的合理性与合理性；

步骤200、BIM模型数字化，以三维模型为基础，利用标准的数据格式，实现设计模型与分析模型的统一，利用冲突规则在检测平台上进行自动化检测；

步骤300、信息化管理平台，集成工程进度信息、成本信息、材料资源信息、合同信息等项目全方位的信息，并将信息合并到数据库中；

步骤400、运维管理阶段，整合施工过程的记录、拆料使用情况、设备信息等与运维相关文档和资料，建立BIM竣工模型，并建立相应评价模式。

其系统包括：BIM信息集成模块1、建筑协同数据库2、协同工作环境3和BIM数据集成平台4，所述BIM信息集成模块1、建筑协同数据库2、协同工作环境3和BIM数据集成平台4的信号端通过模型映射将BIM数据管理库5数据同步到全局模型，所述BIM信息集成模块1的信号端通过克隆子模型需求确定BIM数据集成平台4实体序列，所述BIM数据集成平台4的信号端通过合并对应版本中操作记录序列将模型版本在建筑协同数据库2中刻录，所述BIM数据集成平台4的控制端通过合并操作协同工作环境3差集将版本同步。

本实施例中，基于BIM的信息管理系统框架的核心是模型层，因为其针对功能模块层不同的BIM应用需求，从数据层调用相关信息，从而形成相应的子信息模型，对BIM模型的运维管理，主要涉及的是运维阶段的管理，所以就先需要完整且全面的竣工信息模型，并在此基础上进行运维管理。

本实施例中，基于子模型管理的协同框架除了具有一般版本管理系统的通用功能外，还具有如下特点：

(1)BIM数据管理库5支持生成依赖于全局BIM模型的领域相关子模型，任意参与方可抽取全局BIM模型中的数据生成领域相关的子模型，子模型可通过模型映射实现与全局BIM模型的版本协同；

(2)每个领域相关子模型均拥有私有化的版本库，支持子模型的私有化版本管理，仅在需要时实现子模型与全局BIM模型的协同，版本库中间主要通过克隆时子模型的需求确定版本库监听的实体序列，子模型版本库在拉取时刻实际是全局BIM模型版本库的子集；

(3)BIM数据集成平台4基于操作追踪的版本管理机制，每个版本库中记录了对应模型中实体的完整操作记录，模型通过合并对应版本中的操作记录序列实现模型版本的前进、回溯，操作追踪在实现时记录用户对模型操作的全部细节，包括联带关系产生的属性变化也被封装成操作存储在版本库中，如，房屋构建时需要墙壁和屋顶，在Revit中删除某一个墙壁时需要先删除搭建在其之上的屋顶元件，因此版本库需要分别记录删除实体屋顶、删除实体墙壁的操作；

(4)版本库中仅存储追踪的操作记录、当前所处版本快照以及模型初次提交的版本快照；

(5)协同工作环境3的子模型与全局的协同机制，子模型之间或子模型与全局模型之间通过版本比对获得操作差集，低版本的模型通过合并操作差集实现版本同步，版本合并过程无需对全局模型加锁，提高了协同开发工作模式下多参与方协作的工作效率。

所述BIM信息集成模块1的信号端接收来自建筑协同数据库2的更新信号，所述建筑协同数据库2的输出端连接有BIM建筑模型101，所述BIM建筑模型101的输出端通过调节楼宇信息反馈连接到BIM信息集成模块1，所述BIM信息集成模块1的可视化拓展模块还连接有运维状态模块103、租赁状态模块104、物业状态模块105以及处置决策模块106，所述BIM信息集成模块1的数据导出端导出ODBC数据库102，所述ODBC数据库102的数据端导入建筑协同数据库2中。

所述建筑协同数据库2的数据端通过BIM数据集成平台4更新库内信息，所述建筑协同数据库2的数据输出端分别连接有建筑基本管理模块108、运维管理模块109、物业管理模块110、租赁管理模块111以及管理方信息模块112。

本实施例中，采用BIM进行信息管理，依靠的主要是从设计和施工阶段传递来的信息，其包含设计信息、规划条件信息、招投标和采购信息、建筑信息、管道信息、设备信息、材料信息、项目信息、模型信息等信息，为实现BIM运维管理，要应用BIM将园区项目在策划、设计、施工、结算和竣工交付阶段、运维阶段以及其不同参与方之间产生的全部信息进行整合、共享、优化，即利用SQLServer2012软件建立运维数据库，且数据库表与BIM信息相互集成，形成最终的运维管理信息模型(信息集合体)，从而实现管理的目标。

本实施例中，BIM模型集成了园区运维管理所需的全部信息，且运维管理信息能够及时且方便地被查看、修改、保存、查询和调用等。

本实施例中，运维管理BIM模型的信息整合主要包括四个方面：

(1)在设计时，将建筑物以及其不同构件和设备等的详细信息添加到三维模型上，同时把幕墙、结构、机电、安装和场地规划等信息进行整合，形成设计BIM模型；

(2)在施工时，将施工产生的信息逐步附加到设计BIM模型中，并进行整合和初步优化，形成竣工BIM模型；

(3)BIM模型信息的最终集成既包括竣工BIM模型，也包括园区运维管理时产生的静态数据和实时动态数据，以保持BIM模型数据库的实时更新；

(4)利用二次开发拓展接口实现对不同体系的BIM模型优化和整合，形成没有数据冗余、数据完整的多专业复合模型。

所述BIM数据集成平台4的内部设置有数据转换模块401和数据存储模块402，所述数据存储模块402的内部设置有交互式IBM数据库403和IFC数据库404，所述交互式IBM数据库403和IFC数据库404之间交互连接，所述数据存储模块402的数据端与数据转换模块401交互连接，所述数据转换模块401的内部还设置有IFC文件解析器405和数据转换接口406，所述数据转换模块401的输出端分别连接有IFC数据文档407和非IFC数据文档408，所述IFC数据文档407和非IFC数据文档408之间交互连接，所述非IFC数据文档408接收不支持IFC应用程序，所述IFC数据文档407接收支持IFC应用程序。

本实施例中，交互式IBM数据库403可使数据实现集成和共享，在项目建设实施阶段，相关的信息由BIM模型提供，而在运维阶段，可能会使用其他专业的软件和系统来储存数据。软件不同，数据的格式不同，则会导致数据无法实现共享，而BIM能够打破这种障碍实现数据的共享，基于IFC标准的基准信息来确保BIM数据库能够实现数据的交互和沟通功能。

本实施例中，数据转换模块401主要用来处理IFC数据文件，IFC文件解析器可对数据文件进行读写，如果应用软件符合IFC的标准，则能够实现数据间的交换和进出口；如果应用软件不符合IFC的标准，则不能实现信息的互换和共享，必须对数据进行转换。

本实施例中，数据存储模块402可利用IFC数据库查询器，实现BIM数据库中信息的存取。

所述运维管理模块109的实时信息采集来自测绘记录模块113、日常监测模块114、维修保护模块115、改造更新模块116和审批管理模块117，所述运维管理模块109的输出端还连接有环境信息管理模块118、本体信息管理模块119、干扰信息排除模块120以及历史信息记录模块107。

本实施例中，运维管理模块109主要是对运维阶段BIM的实时信息采集过程。

所述协同工作环境3主要分为平台资源管理模组303、网络基础架构304和BIM组织结构305，所述协同工作环境3的输出端还连接有信息同步架构301，所述信息同步架构301的信号端分别连接有中心文件协同模式307、文件链接式协同306和混合应用协同模式308，所述信息同步架构301的数据安全接口连接有设计业务流程302，所述设计业务流程302的信号端分别连接有方案设计流程309和施工图设计流程310。

本实施例中，协同工作环境3从协同设计支持环境、协同设计业务流程和信息同步架构三个方面入手研究基于BIM的协同设计模式应用，建立模式实现框架。

本实施例中，协同平台资源管理模组指的是设计工作中所使用到的BIM软件，是设计人员开展设计工作的工具，根据不同的功能可以区分为：设计与建模平台、计算与分析平台、可视化与校验平台、协同与管理平台四种类型。协同平台资源管理模组选用是否合理直接影响到企业效益及BIM战略的整体规划，平台资源管理模组的确定需要经历调研初步筛选、分析及评估、测试及试点应用三个步骤。

本实施例中，信息同步架构301提出BIM实施组织结构包括BIM团队支持应用、全专业BIM应用、BIM分散应用等，其中全专业BIM应用模式是BIM应用的最终目标，其余两种为规避风险可采用的过渡方案。

本实施例中，设计业务流程302的优化目的在于充分发挥BIM技术的优势，避免由于人为因素降低应用BIM技术可能产生的经济效益，为了避免剧烈的工作流程变动引起设计企业生产效率严重下滑，本文认为有必要在传统设计流程的基础上，根据BIM设计需要进行流程的优化，采用从专业协调到阶段融合的渐进式推进，有效实现基于BIM技术设计流程的平稳过渡，业务流程的优化主要依据设计阶段进行划分，包括方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计等阶段的业务流程优化。

本实施例中，信息同步架构301基于BIM技术的协同设计是借助软件工具和环境，并以BIM数据交换为核心的协作方式，其目标是让BIM数据信息在不同的设计阶段、不同专业之间进行完整准确的传递与交互，从而达到更好的设计，提高设计质量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤100、BIM模型规划，利用GIS平台整合BIM模型应用于城市规划，实现对BIM模型的性能模拟分析，提升BIM模型规划的合理性与合理性；

步骤200、BIM模型数字化，以三维模型为基础，利用标准的数据格式，实现设计模型与分析模型的统一，利用冲突规则在检测平台上进行自动化检测；

步骤300、信息化管理平台，集成工程进度信息、成本信息、材料资源信息、合同信息等项目全方位的信息，并将信息合并到数据库中；

步骤400、运维管理阶段，整合施工过程的记录、拆料使用情况、设备信息等与运维相关文档和资料，建立BIM竣工模型，并建立相应评价模式。

2.一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：包括BIM信息集成模块(1)、建筑协同数据库(2)、协同工作环境(3)和BIM数据集成平台(4)，所述BIM信息集成模块(1)、建筑协同数据库(2)、协同工作环境(3)和BIM数据集成平台(4)的信号端通过模型映射将BIM数据管理库(5)数据同步到全局模型，所述BIM信息集成模块(1)的信号端通过克隆子模型需求确定BIM数据集成平台(4)实体序列，所述BIM数据集成平台(4)的信号端通过合并对应版本中操作记录序列将模型版本在建筑协同数据库(2)中刻录，所述BIM数据集成平台(4)的控制端通过合并操作协同工作环境(3)差集将版本同步。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述BIM信息集成模块(1)的信号端接收来自建筑协同数据库(2)的更新信号，所述建筑协同数据库(2)的输出端连接有BIM建筑模型(101)，所述BIM建筑模型(101)的输出端通过调节楼宇信息反馈连接到BIM信息集成模块(1)，所述BIM信息集成模块(1)的可视化拓展模块还连接有运维状态模块(103)、租赁状态模块(104)、物业状态模块(105)以及处置决策模块(106)，所述BIM信息集成模块(1)的数据导出端导出ODBC数据库(102)，所述ODBC数据库(102)的数据端导入建筑协同数据库(2)中。

4.根据权利要求2所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述建筑协同数据库(2)的数据端通过BIM数据集成平台(4)更新库内信息，所述建筑协同数据库(2)的数据输出端分别连接有建筑基本管理模块(108)、运维管理模块(109)、物业管理模块(110)、租赁管理模块(111)以及管理方信息模块(112)。

5.根据权利要求2所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述BIM数据集成平台(4)的内部设置有数据转换模块(401)和数据存储模块(402)，所述数据存储模块(402)的内部设置有交互式IBM数据库(403)和IFC数据库(404)，所述交互式IBM数据库(403)和IFC数据库(404)之间交互连接，所述数据存储模块(402)的数据端与数据转换模块(401)交互连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述数据转换模块(401)的内部还设置有IFC文件解析器(405)和数据转换接口(406)，所述数据转换模块(401)的输出端分别连接有IFC数据文档(407)和非IFC数据文档(408)，所述IFC数据文档(407)和非IFC数据文档(408)之间交互连接，所述非IFC数据文档(408)接收不支持IFC应用程序，所述IFC数据文档(407)接收支持IFC应用程序。

7.根据权利要求4所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述运维管理模块(109)的实时信息采集来自测绘记录模块(113)、日常监测模块(114)、维修保护模块(115)、改造更新模块(116)和审批管理模块(117)。

8.根据权利要求7所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述运维管理模块(109)的输出端还连接有环境信息管理模块(118)、本体信息管理模块(119)、干扰信息排除模块(120)以及历史信息记录模块(107)。

9.根据权利要求2所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述协同工作环境(3)主要分为平台资源管理模组(303)、网络基础架构(304)和BIM组织结构(305)；所述协同工作环境(3)的输出端还连接有信息同步架构(301)，所述信息同步架构(301)的信号端分别连接有中心文件协同模式(307)、文件链接式协同(306)和混合应用协同模式(308)。

10.根据权利要求9所述的一种基于BIM的装配式建筑数据协同管理系统，其特征在于：所述信息同步架构(301)的数据安全接口连接有设计业务流程(302)，所述设计业务流程(302)的信号端分别连接有方案设计流程(309)和施工图设计流程(310)。