新模式公路工程(标准公路工程是一个工程造船业)「什么是公路工程标准化施工?」

2016年1月起,交通运输部陆续发布一系列政策和指导意见,要求把BIM技术作为行业技术进步和转型发展的一个重要抓手和支撑手段
然而从BIM发展情况来看,至今仍然存在落地应用难、执行过程受阻、效益不显著等问题
对于BIM技术而言,Gartner新兴技术成熟度曲线显示,BIM从诞生到走向成熟,需要经历5个时期,现在的BIM正在进入一个泡沫的低谷期,人们对于BIM的态度逐渐冷淡下来,开始深入地分析BIM技术在应用推广中遇到的所有问题
BIM的本质是工程数字化Autodesk在2002白皮书中提出了Building Information Modeling,也就是现在所说的BIM,在白皮书中赋予了BIM“协同设计”与“构件驱动CAD(object-oriented CAD)”的特征
Autodesk最初给BIM的定义,“精确”对应了刚刚收购的Revit与Buzzsaw两款软件的功能
因此,初期“BIM”这个名词的创造是人为的,很大程度是为了软件商的市场营销
2007年,美国第一版NBIMS对BIM做出了定义:BIM是一个设施物理和功能特性的数字化表达,BIM是一个设施有关信息的共享知识资源,从而为其全生命期的各种决策构成了一个可靠的基础,这个全生命期是指从早期概念⼀直到后期拆除
BIM的一个基本前提是项目全生命期内不同阶段不同利益相关方的协同,包括在BIM中插入、获取、更新和修改信息,以支持和反映该利益相关⽅的职责
BIM是基于协同性能公开标准的共享数字表达
广义BIM定义是基于协同公开标准的全寿命周期共享数字化表达
此后,各种BIM理论开始迅速完善,在软件商、行业组织、政府、学术界不断神话BIM解决建筑业信息化社会价值的同时,软件商却一直致力于BIM的三维技术经济价值,而导致政府及行业组织所期盼的BIM另一重要功能——建筑业信息化,难以落地
十多年来,美国对于BIM标准的定义至今进展甚微
BIM的本质是工程数字化,而BIM的雏形起源于两个问题:一是为了解决二维的局限而衍生出来的三维技术;另一个是为了解决信息化而提出的建筑信息体系
实现BIM,首要解决的是工程领域应用软件(二维或三维软件)不足的问题;其次是所有工程应用软件和信息化系统的数据协同共享工作问题
Gartner曲线公路工程数字化的现状目前,公路工程中常用的设计类软件分为工程勘察软件(Geomap、Mapgis)、道路设计软件(card/1、纬地、海地)、桥梁设计软件(桥梁大师、桥梁通、方案设计师)、桥梁分析软件(MIDAS、TDV、桥博)
但这些软件都是非数字化的,只是用来交付最终图纸成果的生产工具而已
而常用的工程建设管理类软件,例如工程造价软件:同望、纵横;工程项目管理:HCS、海德;质量监督管理:微柏;工程文控管理:华闽通达
在这些软件当中,有各种各样的数字化管理系统,但多数成为数据孤岛,数据库无法打通,更不用说用于工程的全生命周期
关于工程交付方式,遵循设计方向施工方交付,施工方向运维方交付的流程
但是从目前来看,作为设计方,根据公路工程基本建设项目设计文件编制办法,每个阶段交付的内容、深度、形式等都有严格的要求,交付BIM模型并不属于其中之一
而施工方向运维方交付的内容,则是工程纸质档案、文件材料,并不是信息化系统
工程数字化发展的健康方式当前的BIM热潮,其实源于国家对整个供给侧结构性改革,要求产业转型发展,由以前的工程建造模式,向工程制造模式转变,将最简单的劳动密集型的人工作业,通过数字化和信息化手段,逐步向自动化、智能化转变
其目的是以两化融合为手段,推进工程建设行业转型发展,实现最终的提质、增效、降本、溯源
这不仅仅是在工程行业,在任何一个行业都要推行这种模式
以造船业为例,在上个世纪80年代就开始利用计算机辅助设计,例如CAD、CAM、CAE等进行造船
到了上个世纪90年代,以日本的三菱重工、川崎造船,韩国的大宇重工、现代重工、三星重工等为代表的企业,开始研究计算机集成信息管理系统CIMS、全生命周期支持系统CALS
而我国从90年代中期开始,引进日本和韩国造船领域的全套设计、管理体系
直到现在,虽然我国的造船业产能第一、水平第一,但整个设计和管理体系仍然是完全照搬国外的技术
尽管如此,造船业也需要从数字化造船走向智能化造船
目前数字化造船包括5个方面:船舶设计数字化、船舶建造数字化、管理控制数字化、经营决策数字化、船舶维护数字化;以及四大平台:设计平台、生产平台、管理平台、数据交付平台
其实,造船业与公路工程行业非常类似,其设计模式也是从概念设计、基本设计、技术设计,到详细设计、生产设计,但造船业很早就可以实现三维数字化建模,百分之百的装配化定义,是因为船体是曲面结构,二维建模无法表现其内部的隔舱、管线、设备等零部件,所以船舶设计研究院必须进行数字化设计
设计完成后,大量的细部生产设计则完全交由船厂完成,每个船厂也都配备一个设计部门,100-200人的团队
而公路工程行业的施工单位中,则没有对应的设计部门,无法完成后续的生产设计
除此之外,造船业还有一套非常完善的全生命周期信息化管理系统做支撑
生产制造部门通过WOP计划制定、派发及反馈,形成以任务包为基础的作业日程计划、派发和反馈体系,收集工时和进度,掌握工程健康状态,并建立以中间产品为导向的生产作业管理体系,大幅提高“中间产品”成品化、集成化生产程度
因此,参照制造业的标准,实现数字化生产,需要有智能化的设备、数字化的运营平台,包括设计、管理、制造,以及互联互通的网络、安全保障体系等
数字化造船案例融合在软件系统中的标准目前,国际上的BIM标准框架体系,以美国2007年第一版NBIMS中提到的,以IFC、IFD、IDM实现BIM三大技术支撑
IFC(Industry Foundation Classes)工业基础分类
通俗的说,是一个公开的、基于对象的信息交换标准格式
IFC数据模型是一个不受某一个或某一组供应商控制的中性和公开标准,是一个由buildingSMART开发用来帮助工程建设行业数据互用的,基于数据模型面向对象的文件格式,是一个BIM普遍使用的格式
IDM(Information Delivery Manual)信息交付手册
对于BIM来说,IDM是定义要交换什么信息
对于BIM软件商来说,需要用IDM来定义某一个具体软件能够支持和实现的IFC部分,称为IFC的一个视图
IFD(International Framework for Dictionaries)国际字典框架
通俗的说,IFD是确定交换的信息和需要的信息是同一个东西
IFD采用了概念和描述分开的做法,引入GUID来给每一个概念定义一个全球唯一的标示码
2010年,清华大学软件学院参考了NBIMS,并结合调研提出了中国建筑信息模型标准框架(Chinese Building Information Modeling Standard,简称CBIMS)
针对于BIM标准,国标建筑BIM标准已有部分颁布,部分处于审批中
该类标准涵盖基础和应用类标准,以面向建筑BIM模型的IFC和IFD为基础,参考价值一般;铁路行业出台了三本标准,但是标准更多的偏向于基础类标准,参考意义一般;公路领域BIM标准实操性不足,短期内不会发布
基于此,进行BIM标准的研究,主要包含BIM建模及交付标准、BIM技术应用指南
真正的数字化标准需要跟企业生产结合,是基于工程实践的公路工程数字化标准体系
对于行业标准,需要建立公路工程数字化设计与交付标准、公路工程产品数据标准、公路工程分类与编码规则(覆盖全生命期)、公路工程数字化施工应用标准、公路工程数据统一接口标准、公路工程信息化管理应用标准、公路工程(交)竣工数字化交付标准、公路工程数字化养护应用标准等,细分各个专业、各个阶段,标准只有融合在软件系统里才有执行力
本文刊载 /《桥梁 · BIM视界》杂志 2019年 第1期 总第8期作者 / 李法雄作者单位 / 交通运输部公路科学研究院
新模式公路工程(标准公路工程是一个工程造船业)
(图片来源网络,侵删)

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