董建峰 梁 曉

(建研科技股份有限公司,北京 100013)

1 引言

住建部勘察設(shè)計(jì)“十一五”(2005～2010年)技術(shù)規(guī)劃以“基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作平臺(tái)”作為信息化研究方向之一。“協(xié)同工作平臺(tái)”將借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和先進(jìn)通訊手段,最大限度整合硬件、軟件、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、管理信息等各類(lèi)資源,通過(guò)發(fā)揮群體工作優(yōu)勢(shì)促進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目多參與方之間的知識(shí)共享,提升企業(yè)的管理水平。

日本于2000年提出了以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為中心的“E-Japan(電子日本)”國(guó)家信息化戰(zhàn)略,隨后在2004年升級(jí)為以促進(jìn)信息通訊技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)的“U-Japan(Ubiquitous-Japan)”信息化戰(zhàn)略。在日本政府持續(xù)推進(jìn)信息化的戰(zhàn)略背景下,借助雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力基礎(chǔ),日本勘察設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)同管理信息化方面已經(jīng)取得了較大成就。本文擬分析日本 CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、基于 BIM模型的協(xié)同設(shè)計(jì)以及建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息共享等三個(gè)方面,進(jìn)而探討其對(duì)我國(guó)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)同管理信息化建設(shè)方面的借鑒意義。

2 日本勘察設(shè)計(jì)行業(yè)介紹

2.1 行業(yè)定位與企業(yè)類(lèi)型

按照日本的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)劃分,勘察設(shè)計(jì)業(yè)定位于土木建筑服務(wù)業(yè),是可以為業(yè)主提供工程策劃、勘察、設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理及施工監(jiān)理等全過(guò)程技術(shù)服務(wù)和管理服務(wù)的行業(yè)。行業(yè)內(nèi)企業(yè)按照業(yè)務(wù)范圍的不同,主要包括建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所、項(xiàng)目咨詢公司與測(cè)繪地質(zhì)調(diào)查公司等等。建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所只提供前期策劃、建筑專業(yè)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)施工監(jiān)理等設(shè)計(jì)項(xiàng)目的服務(wù),以民建項(xiàng)目為主;而工程咨詢公司的業(yè)務(wù)則涵蓋了項(xiàng)目可行性研究、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及咨詢管理等各項(xiàng)工程項(xiàng)目的服務(wù),以水利、電力、路橋和機(jī)場(chǎng)等各種公共基礎(chǔ)設(shè)施為主。

日本政府不評(píng)定勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的工程設(shè)計(jì)資格等級(jí),而是只對(duì)設(shè)計(jì)人員的資格等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。日本頒布有“建筑士法”,從法律角度規(guī)定了設(shè)計(jì)人員的責(zé)任﹑權(quán)限、考核標(biāo)準(zhǔn)以及資格等級(jí),限制了相應(yīng)級(jí)別設(shè)計(jì)人員所能承接設(shè)計(jì)與監(jiān)理等業(yè)務(wù)的范圍。日本勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的設(shè)計(jì)實(shí)力評(píng)價(jià),主要依靠設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)年?duì)I業(yè)收入和在冊(cè)一級(jí)建筑士(相當(dāng)于我國(guó)的國(guó)家注冊(cè)一級(jí)工程師)人數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)。根據(jù)日經(jīng) BP社的調(diào)查,2006年度營(yíng)業(yè)收入最高的三家設(shè)計(jì)事務(wù)所依次為:日建設(shè)計(jì)﹑ NTTファシリティーズ和三菱地所設(shè)計(jì),在冊(cè)一級(jí)建筑士人數(shù)分別為606人﹑ 731人和 268人。

2.2 業(yè)務(wù)范圍及內(nèi)容

日本的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程一般可劃分為企畫(huà)計(jì)劃、基本設(shè)計(jì)和實(shí)施設(shè)計(jì)三個(gè)階段,分別對(duì)應(yīng)我國(guó)的方案設(shè)計(jì)﹑初步設(shè)計(jì)和擴(kuò)大初步設(shè)計(jì),與我國(guó)不同的是施工圖設(shè)計(jì)一般由施工方完成。由于最終設(shè)計(jì)(實(shí)施設(shè)計(jì))深度僅要求達(dá)到滿足工程建設(shè)要求(施工招標(biāo)圖),使得日本的設(shè)計(jì)者們可以把花在尺寸、標(biāo)高、制作安裝詳圖等施工圖細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上的精力轉(zhuǎn)移到方案比選、優(yōu)化、新技術(shù)運(yùn)用上。

此外,日本的工程監(jiān)理業(yè)務(wù)習(xí)慣上委托給該工程的設(shè)計(jì)方來(lái)完成,即設(shè)計(jì)方不但提供建筑設(shè)計(jì)服務(wù),而且在所設(shè)計(jì)項(xiàng)目施工過(guò)程中也提供進(jìn)度管理、質(zhì)量管理和合同支付等技術(shù)管理服務(wù)。這種設(shè)計(jì)監(jiān)理一體化方式可以確保工程設(shè)計(jì)與工程管理之間的連續(xù)性。

日本勘察設(shè)計(jì)企業(yè)所面臨的外部經(jīng)營(yíng)環(huán)境逐年惡化,上世紀(jì) 90年代日本泡沫經(jīng)濟(jì)破裂后,日本國(guó)內(nèi)的固定資產(chǎn)投資逐年下降,2009年固定資產(chǎn)投資大約 47.2兆日元,占國(guó)民生產(chǎn)總值的 9.8%,只達(dá)到了 1996年固定資產(chǎn)投資的 57%[1]。激烈的競(jìng)爭(zhēng)和設(shè)計(jì)分工的日趨細(xì)化使得勘察設(shè)計(jì)企業(yè)更重視核心業(yè)務(wù)的發(fā)展,而把其他附加值低或者成本高的業(yè)務(wù)外包給合作伙伴。一項(xiàng)由日本建筑學(xué)會(huì)的調(diào)查證實(shí)[2],綜合性事務(wù)所有接近 70%的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)備設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)都外包給了其他事物所,而有超過(guò) 50%的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事務(wù)所又將結(jié)構(gòu)圖繪制業(yè)務(wù)分包給專業(yè)制圖事務(wù)所。

圖1 日本設(shè)計(jì)事務(wù)所業(yè)務(wù)外包種類(lèi)及比例[2]

3 持續(xù)推動(dòng) CAD數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

日本政府積極推動(dòng)著 CAD數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。早在 1995年建設(shè)省(現(xiàn)國(guó)土交通省)就出臺(tái)了《建設(shè) CALS/EC整備基本構(gòu)想》(簡(jiǎn)稱CALS/EC),提出到 2010年,公共建設(shè)項(xiàng)目從立項(xiàng)、規(guī)劃、招投標(biāo)、設(shè)計(jì)到施工交付項(xiàng)目的全生命周期,實(shí)現(xiàn)圖紙、文檔以及照片等工程信息標(biāo)準(zhǔn)化和電子化。

作為 CALS/EC項(xiàng)目的一環(huán),日本政府制定了一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化兩方面推進(jìn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)的信息標(biāo)準(zhǔn)化?；A(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化包括材料設(shè)備編碼標(biāo)準(zhǔn)化和 CAD數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化等。數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化包括多種軟件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化(比如土木概算軟件和電子投標(biāo)系統(tǒng))以及工程電子資料提交標(biāo)準(zhǔn)化等。

3.1 內(nèi)容以及面臨的問(wèn)題

CAD數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的成果是開(kāi)發(fā)完成了滿足 ISO標(biāo)準(zhǔn) STEP/AP202/CC2規(guī)格的二維 CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) SXF。

SXF的開(kāi)發(fā)由半官方性質(zhì)的日本建設(shè)信息綜合中心(JACIC)負(fù)責(zé)組織,最初在 2000年 8月頒布了SXFver2.0[3],該版本主要從圖面構(gòu)造(坐標(biāo)、圖層、顏色等)和幾何要素(點(diǎn)、線圓弧等)兩方面規(guī)范了CAD數(shù)據(jù)格式。隨后又于 2003年 8月,在 SXF ver2.0版本基礎(chǔ)上發(fā)布了 V 3.0版本[4],增加了幾何要素的屬性定義內(nèi)容,由于設(shè)計(jì)方可以在屬性定義中添加工程實(shí)體信息相關(guān)內(nèi)容,因此施工方可以通過(guò)該版本 CAD數(shù)據(jù)抽取相應(yīng)幾何要素所對(duì)應(yīng)的工程量。

但是二維 CAD數(shù)據(jù)交換已經(jīng)越來(lái)越不滿足現(xiàn)在企業(yè)間的協(xié)同工作需要。早在 2004年,統(tǒng)計(jì)已經(jīng)有 53%的設(shè)計(jì)事務(wù)所希望采用三維 CAD數(shù)據(jù)輔助上下游專業(yè)間的碰撞檢查和建筑造價(jià)分析[5]。

如今,如何在 SXF數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)中靈活應(yīng)用IFC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),制定三維 CAD數(shù)據(jù)的交換標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為日本政府面臨的一個(gè)緊迫課題。2007年,日本已經(jīng)把三維 CAD數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)列入第三次建筑標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)計(jì)劃,該計(jì)劃另外還將整合測(cè)量(DM)、建筑設(shè)計(jì)(CAD)和地理信息(GIS)三者之間的數(shù)據(jù),以求達(dá)到勘察設(shè)計(jì)行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完全共享的目的[6]。

3.2 應(yīng)用及普及

日本政府采用“推拉”策略大力普及 SXF格式的 CAD數(shù)據(jù)應(yīng)用。

“推”即引導(dǎo)使用。首先由相關(guān)政府部門(mén)、高校以及代表企業(yè)等聯(lián)合組成推進(jìn)委員會(huì),該機(jī)構(gòu)主導(dǎo)制定標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展策略、收集用戶反饋并組織版本更新;然后利用書(shū)籍、網(wǎng)站以及培訓(xùn)交流會(huì)等多種形式向公眾普及;再者尋求軟件開(kāi)發(fā)商的技術(shù)支持。由于 SXF是日本政府規(guī)定的一種 CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),因此得到了日本國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)廠商的支持,官方資料顯示,截止到 2008年 6月底,已經(jīng)有191家 CAD廠商的共計(jì) 362款相關(guān)軟件公開(kāi)表明支持 SXF數(shù)據(jù)格式[7]。另外,日本為了普及 SXF的應(yīng)用,降低企業(yè)信息化成本,開(kāi)發(fā)公布了免費(fèi)的 SXF數(shù)據(jù)格式瀏覽軟件。

“拉”即強(qiáng)制應(yīng)用。SXF格式作為國(guó)家的 CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),被政府逐漸應(yīng)用到電子招標(biāo)和實(shí)現(xiàn)電子資料提交的公共建設(shè)項(xiàng)目中。依據(jù)日本政府信息化的日程表,2010年開(kāi)始所有公共建設(shè)項(xiàng)目將全部采用電子招標(biāo)、電子資料提交,此類(lèi)項(xiàng)目的參與方之間將通過(guò) SXF格式共享 CAD數(shù)據(jù)。

4 推廣基于 BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)

日本勘察設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)策略是以如何高效共享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)的,主要協(xié)同工作模式為:通過(guò)搭建網(wǎng)絡(luò)、制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等方式創(chuàng)造數(shù)據(jù)共享環(huán)境,利用成熟 CAD平臺(tái),采用外部引用方式實(shí)現(xiàn)專業(yè)間數(shù)據(jù)的協(xié)同與共享。早在 2000年左右,80%以上的設(shè)計(jì)事務(wù)所已經(jīng)制定了企業(yè)內(nèi)的制圖規(guī)則和文件共享原則等標(biāo)準(zhǔn),67%的設(shè)計(jì)事務(wù)所已經(jīng)創(chuàng)建了共享的標(biāo)準(zhǔn)圖元數(shù)據(jù)庫(kù)[8]。

近年來(lái),日本國(guó)內(nèi)有通過(guò)視頻會(huì)議或者創(chuàng)建溝通模型等實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)的研究,也有基于成熟項(xiàng)目管理軟件做二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)工作流程協(xié)同的研究[9],但是集數(shù)據(jù)共享、流程控制和即時(shí)通訊等為一體的協(xié)同設(shè)計(jì)模式的研究非常少,日本建筑學(xué)會(huì) 2000年以后公開(kāi)發(fā)表的資料中鮮有類(lèi)似報(bào)告。

最近,基于建筑信息模型 BIM(building Information Modeling)的 CAD協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)正在成為日本勘察設(shè)計(jì)企業(yè)追逐的熱點(diǎn)。采用基于 BIM的協(xié)同設(shè)計(jì),可以高效整合上下游多專業(yè)間的數(shù)據(jù),理論上可以實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工直至物業(yè)管理的項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)一體化以及可視化。

4.1 政府舉措

日本政府已經(jīng)把基于 BIM的三維 CAD推廣列入了政府的三年(2008～2010年)信息化規(guī)劃(國(guó)土交通省 CALS/ECアクションプログラム2008),該規(guī)劃明確提出了在三年以內(nèi)制定基于三維 CAD的電子資料提交標(biāo)準(zhǔn)。日本國(guó)土交通省官?gòu)d營(yíng)繕部已經(jīng)公告,從 2010年開(kāi)始在政府部門(mén)的建筑修繕工程中,設(shè)計(jì)者需要提交初步設(shè)計(jì)階段的 BIM實(shí)體建筑模型[10]。

但是日本還需要完善基礎(chǔ)環(huán)境以促進(jìn) BIM的應(yīng)用。日本目前還未制定三維 CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致項(xiàng)目參與方之間實(shí)現(xiàn)三維 CAD數(shù)據(jù)一體化還有較大困難。

4.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前 BIM在日本勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用還處于理論探索和流程改進(jìn)階段,仍有許多企業(yè)不熟悉BIM設(shè)計(jì)方法,日本建筑學(xué)會(huì)、IAI協(xié)會(huì)等正在通過(guò)討論會(huì)和模擬設(shè)計(jì)等多種形式研究 BIM技術(shù)并推廣企業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。2008年底開(kāi)始,日本媒體對(duì)BIM實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道逐漸增多,2009年甚至被包括日經(jīng) BP社在內(nèi)的多家媒體稱為“BIM元年”。包括日建設(shè)計(jì)和大成建設(shè)在內(nèi)的多家企業(yè)已經(jīng)導(dǎo)入了Autodesk公司的 Revit系列產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)基于 BIM的協(xié)同設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)實(shí)際業(yè)務(wù)的檢驗(yàn),上述企業(yè)認(rèn)為 BIM的優(yōu)勢(shì)主要集中于可視化設(shè)計(jì)、專業(yè)之間數(shù)據(jù)整合高質(zhì)高效、縮短設(shè)計(jì)周期等三個(gè)方面[11]。

日本 IAI協(xié)會(huì)于 2009年組織了兩次基于 BIM的模擬設(shè)計(jì)賽,組織者要求參賽小組根據(jù)規(guī)定的設(shè)計(jì)條件在 48小時(shí)內(nèi),完成建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及環(huán)境的建模、專業(yè)解析、專業(yè)模型整合以及演示文檔的制作等設(shè)計(jì)任務(wù)。參賽小組內(nèi)部通過(guò)公開(kāi)的協(xié)同設(shè)計(jì)門(mén)戶共享資源,實(shí)現(xiàn)基于 BIM的異地協(xié)同設(shè)計(jì)。例如,“the BOMb”參賽小組的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)為Buzzsaw系統(tǒng);首先借助日本國(guó)內(nèi)的五款軟件分別完成風(fēng)、日照、照明以及結(jié)構(gòu)解析后,采用 Revit系列軟件完成專業(yè)建模并整合成一個(gè) BIM模型;然后將此模型導(dǎo)入三維項(xiàng)目評(píng)審軟件 Navisworks進(jìn)行項(xiàng)目走查評(píng)審,動(dòng)態(tài)仿真的查看 4D設(shè)計(jì)進(jìn)度;最后通過(guò) 3ds Max完成模型渲染并生成動(dòng)態(tài)演示資料,利用三維打印機(jī)直接生成展示用建筑模型。此活動(dòng)非常有助于日本勘察設(shè)計(jì)企業(yè)了解 BIM的設(shè)計(jì)理念及優(yōu)勢(shì)并得以推廣。

圖2 安井建筑事務(wù)所業(yè)務(wù)量分析曲線[7]

導(dǎo)入 BIM的勘察設(shè)計(jì)企業(yè)正在嘗試 BIM的有效應(yīng)用模式,但是許多企業(yè)的現(xiàn)有管理模式限制了BIM的應(yīng)用深度和廣度。圖2顯示的曲線為某設(shè)計(jì)事務(wù)所的基本設(shè)計(jì)和實(shí)施設(shè)計(jì)兩個(gè)設(shè)計(jì)階段的人力耗用高峰值曲線,“従來(lái)型”為采用 BIM以前的曲線,“改訂型”為采用 BIM以后的曲線。圖2表明該事務(wù)所導(dǎo)入 BIM后,在設(shè)計(jì)的前期階段需要投入的人力資源明顯增多,在設(shè)計(jì)的后期則明顯減少,即實(shí)現(xiàn)了 front-loading(設(shè)計(jì)原則之一,盡可能在設(shè)計(jì)的早期暴露不確定設(shè)計(jì)要素并及時(shí)解決,從而達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)﹑壓縮工期并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的)。該設(shè)計(jì)事務(wù)所已經(jīng)針對(duì) BIM設(shè)計(jì)模式的特點(diǎn),做了相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程再造,并正在驗(yàn)證新流程的應(yīng)用效果[12]。

5 實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期協(xié)同

日本有五大工程總承包商:竹中工務(wù)店、大林組、鹿島建設(shè)、大成建設(shè)以及清水建設(shè)。這些工程總承包商都很注重信息系統(tǒng)的建設(shè),通過(guò)信息系統(tǒng)整合多協(xié)作方的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),完善自己的電子商務(wù)環(huán)境。

5.1 協(xié)同的特點(diǎn)

日本工程總承包商利用信息化實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、多協(xié)作方一體化有三個(gè)特征:第一,數(shù)據(jù)一元化。項(xiàng)目參與方之間共享同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),保證數(shù)據(jù)一致性;第二,共同工作。構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的信息交流環(huán)境,項(xiàng)目參與方利用同一網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分散提攜,整合資源;第三,并行工作。利用信息化實(shí)現(xiàn)流程再造,下游協(xié)作方提前介入工程項(xiàng)目。鹿島建設(shè)的系統(tǒng)很能體現(xiàn)這些特點(diǎn)。

鹿島建設(shè)于 2001年開(kāi)始搭建設(shè)計(jì)施工一體化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱 KSJT),通過(guò)該系統(tǒng)將施工圖設(shè)計(jì)提前融入到上游的設(shè)計(jì)過(guò)程中,促進(jìn)專業(yè)設(shè)計(jì)間的整合性,提高計(jì)算實(shí)物量和工程造價(jià)的精度。系統(tǒng)的核心為設(shè)計(jì)施工一體化三維 CAD基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)(DB-CAD),建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等專業(yè)使用各自的專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),各專業(yè)的三維 CAD模型全部保存在 DB-CAD的數(shù)據(jù)庫(kù)中。專業(yè)之間借助 DB-CAD提供的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型共享,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性和專業(yè)間碰撞檢查的可視性。由于 DB-CAD系統(tǒng)采用IFC標(biāo)準(zhǔn)格式保存模型信息,因此設(shè)計(jì)階段的建筑物實(shí)體屬性得以保存。系統(tǒng)集成的施工管理模塊以此為基礎(chǔ),生成施工圖和預(yù)算工程量等信息。另外,施工過(guò)程中利用 DB-CAD系統(tǒng)的信息同時(shí)集成相應(yīng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)施工成本管理和預(yù)算管理,而預(yù)算管理模塊通過(guò)集成電子商務(wù)管理平臺(tái)CI-NET可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上采購(gòu),通過(guò)同協(xié)作方相提攜合作及時(shí)調(diào)撥生產(chǎn)物資安排生產(chǎn)計(jì)劃[13]。

圖3 鹿島建設(shè) KSJT系統(tǒng)概念圖出自:鹿島建設(shè)門(mén)戶網(wǎng)站

日本工程總承包商的項(xiàng)目全生命周期協(xié)同是建立在數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)上的。大成建設(shè)于 2009年初開(kāi)始投入運(yùn)行新的電子商務(wù)系統(tǒng)プロジェクトNet,系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期多參與方的數(shù)據(jù)一體化基礎(chǔ)上,強(qiáng)化了過(guò)程管理的功能。該系統(tǒng)有文件管理、圖紙管理和過(guò)程管理三個(gè)子系統(tǒng),登錄用戶可以通過(guò)文件管理子系統(tǒng)設(shè)定文件的操作權(quán)限,完成文件變更通知、狀態(tài)設(shè)定和文件版本控制等的管理;圖紙管理子系統(tǒng)的功能包括圖紙相關(guān)權(quán)限、變更自動(dòng)通知、圖紙進(jìn)度計(jì)劃和圖紙版本管理等。過(guò)程管理子系統(tǒng)可以完成事前工作設(shè)定、延遲工作通知和計(jì)劃的管理等。設(shè)計(jì)事務(wù)所、材料供應(yīng)商以及施工單位的人員通過(guò)安全認(rèn)證后即可共享相應(yīng)的工程信息[14]。

圖4 大成建設(shè)G-NET系統(tǒng)概念圖[14]

5.2 BIM的運(yùn)用

隨著 BIM技術(shù)的日趨完善,工程總承包商紛紛提出各自的方案,計(jì)劃利用 BIM信息模型完成設(shè)計(jì)方、施工方、采購(gòu)方等的并行工作,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目多參與方的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。工程總承包商的設(shè)計(jì)部門(mén)利用 BIM信息模型對(duì)項(xiàng)目做豐富多彩的展現(xiàn),完成專業(yè)間的協(xié)同工作;施工生產(chǎn)部門(mén)通過(guò) BIM模型抽出實(shí)物工程量,及時(shí)安排生產(chǎn)計(jì)劃并調(diào)撥生產(chǎn)物資。例如,竹中工務(wù)店制定的基于 ISO的工程品質(zhì)管理規(guī)程(C Sブリーフ)中,設(shè)置的 BIM推進(jìn)方向性目標(biāo)為:通過(guò)在 BIM中加入勘察、建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和環(huán)境等必要信息,探討建設(shè)項(xiàng)目在法律、環(huán)境、工程結(jié)構(gòu)和施工等方面的實(shí)施可行性;從 BIM模型中抽出圖紙信息、實(shí)物量和造價(jià)等工程信息并最大限度加以靈活應(yīng)用,通過(guò)實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全過(guò)程多參與方的高效溝通協(xié)同從而達(dá)到提高設(shè)計(jì)和施工品質(zhì)的目的[15]。

6 借鑒

日本的勘察設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)同管理信息化可以給我們?nèi)缦聝牲c(diǎn)借鑒。

6.1 加快政府為主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

為了實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的信息化資源整合,我國(guó)應(yīng)持續(xù)完善包括 CAD協(xié)同設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的工程全過(guò)程電子資料的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化是實(shí)現(xiàn)多參與方數(shù)據(jù)一體化的根本保障,是構(gòu)建項(xiàng)目全過(guò)程多參與方數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)環(huán)境的要素之一。政府不但要制定標(biāo)準(zhǔn),而且也需要引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)的推廣與應(yīng)用。我國(guó)應(yīng)繼續(xù)完善建設(shè)行業(yè)電子數(shù)據(jù)交流方面的法律法規(guī)建設(shè),以促進(jìn)項(xiàng)目多參與方之間的基于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的信息交流。

日本勘察設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)同管理信息化,在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)計(jì)施工一體化方面取得了很大成就,CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) SXF已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用,工程總承包商的電子商務(wù)供應(yīng)鏈管理已經(jīng)把設(shè)計(jì)、施工和采購(gòu)等多方的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)聯(lián)系在了一起。日本的協(xié)同管理注重實(shí)現(xiàn)“物”的管理(資源管理),即偏重項(xiàng)目管理過(guò)程中多參與方之間業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)調(diào),體現(xiàn)的是 PDM(Product Data Management)的管理理念。日本政府的建設(shè)業(yè)信息化框架(CALS/EC)促進(jìn)了這種協(xié)同管理特點(diǎn)的形成。日本政府是建設(shè)行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的積極推動(dòng)者,不但制定了 CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和資料電子化規(guī)范,而且政府還給企業(yè)創(chuàng)造了一個(gè)有利于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的外部環(huán)境。比如日本政府的電子招投標(biāo)和提交資料電子化等措施使得勘察設(shè)計(jì)企業(yè)不得不順應(yīng)政府要求,加快本企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范化建設(shè),否則就會(huì)失去投標(biāo)資格,業(yè)務(wù)活動(dòng)就不滿足國(guó)家規(guī)范要求。

圖5 竹中工務(wù)店BIM推進(jìn)方向概念圖[15]

相對(duì)而言,我國(guó)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的項(xiàng)目協(xié)同管理系統(tǒng)中,更多的體現(xiàn)為對(duì)“人”的管理(過(guò)程控制),即實(shí)現(xiàn)包括流程審批等在內(nèi)的工作流管理,實(shí)現(xiàn)包括即時(shí)通訊等在內(nèi)的溝通管理等,信息化系統(tǒng)中滲透著 BPM(Business Process management)的管理思想。盡管我們?cè)S多企業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以整合多專業(yè)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)資源協(xié)同和管理流程協(xié)同的統(tǒng)一,但是在設(shè)計(jì)采購(gòu)施工一體化上,還是有資源共享的瓶頸。

6.2 探索基于 BIM協(xié)同模式的 SOA架構(gòu)信息系統(tǒng)

我國(guó)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)面臨兩個(gè)挑戰(zhàn):一是如何通過(guò)改制重組等機(jī)構(gòu)變革方式快速適應(yīng)因經(jīng)濟(jì)全球化而帶來(lái)外部商業(yè)環(huán)境的快速變化;二是如何突破單純?cè)O(shè)計(jì)業(yè)務(wù)向 EPC(設(shè)計(jì)采購(gòu)施工一體化)業(yè)務(wù)延伸而帶來(lái)的協(xié)同管理上的瓶頸。作為信息化手段之一,勘察設(shè)計(jì)企業(yè)可以通過(guò)構(gòu)建基于 BIM協(xié)同模式的 SOA架構(gòu)信息系統(tǒng)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)許多勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的信息系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二維 CAD數(shù)據(jù)圖層級(jí)協(xié)同,可以完成設(shè)計(jì)文件管理和設(shè)計(jì)流程控制,但是此類(lèi)系統(tǒng)中,CAD業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)方、采購(gòu)方和施工方共享方面的功能還不太完善。由于 BIM建筑信息模型可以加載設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)物量,造價(jià)等大量工程信息,理論上完全可以利用 BIM實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到施工,工程項(xiàng)目全過(guò)程多方高效協(xié)同。我們可以借鑒日本工程總承包商的思路,以電子商務(wù)供應(yīng)鏈為紐帶,嘗試采用 BIM把設(shè)計(jì)采購(gòu)和施工的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。

基于 SOA(Service-oriented architecture)的信息資源整合方案有相關(guān)子系統(tǒng)間松散耦合、粗粒度的服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)化接口和操作平臺(tái)無(wú)關(guān)性等眾多優(yōu)點(diǎn),不但能夠保證勘察設(shè)計(jì)企業(yè)快速共享現(xiàn)有的遺留系統(tǒng),降低信息化成本,而且 SOA架構(gòu)也可以保證企業(yè)信息資源的靈活性,做到“隨需而變”。我國(guó)“十一五”課題“勘察設(shè)計(jì)企業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”中,已經(jīng)提出了以 SOA架構(gòu)部署企業(yè)信息系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)企業(yè)協(xié)同管理的理念[16]。此課題的研究已經(jīng)取得了大量成果,北京建設(shè)信源公司目前正在一批試點(diǎn)項(xiàng)目檢驗(yàn)成果的應(yīng)用效益[17]。

勘察設(shè)計(jì)企業(yè)可以在搭建 SOA架構(gòu)信息系統(tǒng)前提下,聯(lián)合軟件廠商共同探索基于 BIM的協(xié)同管理模式,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期的資源管理和過(guò)程管理的協(xié)同,最終提高我國(guó)建設(shè)行業(yè)整體的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]國(guó)土交通省総合政策局情報(bào)安全?調(diào)査課建設(shè)統(tǒng)計(jì)室.2009年建設(shè)投資見(jiàn)通し[R/OL].(2010-4-10),www.m lit.go.jp/common/000043132.pdf【2009年建設(shè)投資預(yù)測(cè)】

[2]日本建築學(xué)會(huì).設(shè)計(jì)事務(wù)所実態(tài)調(diào)査報(bào)告書(shū)[R/OL].(2010-4-10),news-sv.aij.or.jp/shien/s2/chousabukai/sekkeichousa0710.pd f【設(shè)計(jì)事務(wù)所現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告書(shū)】

[3](財(cái))日本建設(shè)情報(bào)総合センター(JACIC).CADデータ交換標(biāo)準(zhǔn)(SXF)ver2.0仕様書(shū)?同解説 1(案)[S/OL].(2010-4-10),http://www.cals.jacic.or.jp/cad/developer/Doc/FuzokusyoSXFVer2.lzh【CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) Ver2.0格式說(shuō)明書(shū)及其解說(shuō)】

[4](財(cái))日本建設(shè)情報(bào)総合センター (JACIC).SXF Ver3.0仕様書(shū)[S/OL].(2010-4-10),http://www.cals-ed.go.jp/calsec/rule/sxffunction22.pdf【SXF Ver3.0格式說(shuō)明書(shū)】

[5]日本建築學(xué)會(huì).第10回建築 CAD利用調(diào)査報(bào)告[R/OL].(2010-4-10),http://news-sv.aij.or.jp/jyoho/M 030/enquiry/10cad.pdf【第十次建筑 CAD利用調(diào)查報(bào)告】

[6](財(cái))日本建設(shè)情報(bào)総合センター (JACIC).第三次建設(shè)情報(bào)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)三箇年計(jì)畫(huà)[R/OL].(2010-4-10),http://www.jacic.or.jp/hyojun/dai3ji-suishinkeikaku.pd f(第三次建設(shè)信息標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn) 3年計(jì)劃)

[7](財(cái))日本建設(shè)情報(bào)総合センター (JACIC).sfc/p21共通ライブラリ実裝予定ソフトウェア一覧[G/OL].(2010-4-10),http://www.cals.jacic.or.jp/cad/user/sxfvendor.htm【支持 SFC/P21共通樣式支持軟件一覽】[8]日本建築學(xué)會(huì).第7回 建築CAD利用調(diào)査報(bào)告[R/OL].(2010-4-10),http://news-sv.aij.or.jp/jyoho/cad.pdf【第七次建筑 CAD利用調(diào)查報(bào)告】

[9]高本 孝頼ら.日本型建築 PM支援システムの開(kāi)発(情報(bào)システム技術(shù)).日本建築學(xué)會(huì)研究報(bào)告技術(shù)報(bào)告集第18號(hào),2003年 12月,No.387-392【日本建筑PM支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)】

[10]國(guó)土交通省官房官庁営繕部.官庁営繕事業(yè)におけるBIM導(dǎo)入プロジェクトの開(kāi)始について[R/OL].(2010-4-10),http://www.mlit.go.jp/common/000110964.pdf【官?gòu)d修繕事業(yè)BIM導(dǎo)入工程開(kāi)始的說(shuō)明】

[11]Autodesk公司.BIM案例.(2010-4-10),http://bimdesign.com/case/index.html

[12]中元三郎.BIMの特性を生かした設(shè)計(jì)プロセス改訂を目指して.建築コスト研究,2009年 1月,NO.18-22【利用BIM實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程再造】

[13]高垣 徹 ら,BD-Cadの活用,建築雑誌 特集,コンピュータの功罪,VOL.119,2004年 4月,No.1518【BDCad的靈活運(yùn)用】

[14]大成建設(shè)株式會(huì)社.プロジェクトNet(システム概要?機(jī)能一覧)[N/OL].(2010-4-10)http://www.taisei.co.jp/MungoBlobs/923/248/09040901.pd f【net系統(tǒng)概要和功能一覽】

[15]能勢(shì)浩三.設(shè)計(jì)施工におけるIC Tを利用した生産性向上への取組み,建築コスト研究,2010年 1月,NO.39-42【設(shè)計(jì)施工中利用信息技術(shù)提高生產(chǎn)品質(zhì)的方法】

[16]王靜.“十一五”勘察設(shè)計(jì)企業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究.SOA技術(shù)推動(dòng)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)信息化建設(shè)研討會(huì)論文集,2009年 3月,No.1-4

[17]張瑞祥,吳東婷,石悅琪.設(shè)計(jì)企業(yè)信息數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)[J].土木建筑工程信息技術(shù),2010,(1),No.12-17