设计企业BIM协同设计云平台建设案例研究

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设计企业BIM协同设计云平台建设案例研究

杨国华 刘春艳

(北京建设数字科技股份有限公司，北京 100048)

【摘 要】分析了国内BIM协同设计的推广现状，给出了一般企业设计管理中经常存在的问题，针对这些问题进行研究，给出了BIM协同设计建设方案，并对基础软硬件架构建设进行了探讨，最后针对实施过程中经常遇到的问题进行分析，并通过设计企业建设成果验证了推广方式的有效性。

【关键词】协同设计； 案例； 系统架构

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2017.01.17

1 BIM协同设计推广现状

BIM协同设计自2000年起，在国内勘察设计行业的推广逐渐走上正轨，其中经历了手工协同、软件协同等多个阶段。虽然随着协同的逐步推广深入，很多设计师都有了一定的协同概念，但不可否认的是，整个行业的协同设计水平还非常低，甚至手工BIM协同都没有上马的设计院还有很大一部分，更不用说软件协同了。目前在整个行业中，软件协同的推广失败率还处于比较高的水平。这里将会以行业内BIM协同设计推广领先的设计企业为例，说明一般协同设计推广所经历的过程和需要重点考虑的问题[1-2]。

2 企业概况

某企业创立于1994年，是在城市建设和开发领域从事综合专业服务的大型工程实践咨询机构。拥有上海、北京、深圳、成都、纽约五大区域，在重庆、南京、天津、武汉、西安、昆明等国内主要城市设置分公司或办事处，实现在遍布全国各地的服务网络。曾成功主持设计了一大批各类型知名项目，实现了大量自主创新和绿色环保的科技成果。

该企业目前共有设计师5 000余名，目前有15个区域公司或分公司，另有50个小型项目合作公司。自2002年开始在集团内推广以网络共享盘为基础的协同设计，该协同设计为企业的快速发展奠定了良好的基础。自2011年起，该企业成立了协同设计部，开始构建基于协同设计平台的BIM协同设计，经过近几年的推广，取得了显著的成绩，目前集团项目基本都已经采用协同平台工作。自2012年起，该企业不断对外并购，BIM协同设计平台对于新并入公司的融合起到了非常积极的作用。

该企业BIM协同设计平台吸收了原手工协同的优点，并结合信息化协同的特点，重新对设计管理模式进行了优化和梳理，经过近几年的使用与优化，已经成为设计过程管理不可或缺的平台[3]。

3 BIM协同设计建设方案

3.1 原手工协同存在的不足

某企业自2002年起开始推行手工协同设计，初步实现了企业标准的建立、图纸集打印、建立了标准目录架构与权限体系、建立了手工协同运行维护体系。从手工协同的企业应用上看，已经居于国内的领先地位，实际应用效果甚至远超很多软件协同。然而由于手工协同的特点所限，还存在如下不足：

3.1.1 质量管控上

1)ISO流程执行存在很大的困难，只能采用手工方式；

2)企业标准有多套，项目很难有效执行，甚至不执行；

3)校审、提资等缺乏控制手段，经常出现后期补填等问题；

4)出图质量缺乏保证，只能依靠个人能力，缺乏系统化手段[4]；

5)协同层次比较低，标准检查缺乏控制手段及自动化工具。

3.1.2 进度管控上

1)进度管控与协同设计缺乏关联，ERP进度计划与实际进度不符;

2)进度管控与ISO流程管理脱节。

3.1.3 日常管理上

1)设计过程中依然会发生文件丢失现象，风险很大；

2)设计师经常发生流动，成果存储的自由度过大；

3)协同运维人员负担繁重，有很多重复劳动；

4)对信息管理人员要求较高，需要经常协助维护系统。

3.2 BIM协同设计建设方案

3.2.1 BIM协同设计建设目标

针对上述问题，经公司管理层与协同团队的探讨，确定如下建设目标[5]：

1)建设一个跨地域、跨绘图平台(2D/3D)的一体化分布式设计平台系统；

2)解决各种BIM生产质量管理控制文件的落实问题；

3)提高BIM设计管理水平和设计效率、提高专业配合水平；

4)建立严格的BIM生产结果数据的管理与发布机制；

5)协助建设企业BIM设计知识管理系统；

6)构建企业非财务大数据中心；

7)加强平台的专业性建设，全面替代手工协同。

3.2.2 平台的统一与开放性

1)整个公司内采用的平台数量应相对较少，考虑到公司业务特点，采用BIM云平台的方式进行建设；

2)BIM平台应能集成各个管理子系统及现有的其它管理软件；

3)系统具有统一的用户操作界面；

4)平台开放性重于平台的统一性;

5)应提供开放的、通用平台，能为后期建设的其他系统预留接口；

6)能保证功能的不断扩充和系统的平稳升级。

3.2.3 数据库

1)采用主流数据库SQL Server、Oracle、My SQL等；

2)数据保持一致性、唯一性、无冗余，不同模块间能够共享数据；

3)数据可以方便地导入、导出，具备数据整合能力，数据备份等；

4)根据业务的需要，部分数据结构开放，可自定义数据表结构，实现关联。

3.2.4 工作流与表单体系

1)采用现代企业管理工作流功能；

2)工作流程自定义，提供方便的可视化流程定制工具；

3)支持串行流、并行流、分支汇合流和子流程，支持退回、取回、终止等多种流程管理；

4)实现工作流程管理与业务信息管理、角色权限管理的统一性和完整性；

5)提供方便的可视化表单定制工具；

6)表单与工作流程能协调地共同工作；

7)表单的数据间实现关联。

3.2.5 核心技术指标

1)支持上万人同时在线设计；

2)考虑到BIM文件体积较大，管理的文件数据支持到PB级；

3)不同工作地域协同站点可以扩充至数百个以上，均可同时协同；

4)支持所有服务器内外网协同；

5)支持业主方与外部设计方同时协同工作；

6)同时数十万个项目同时在线，系统协同效率不受影响，与单项目基本持平；

图1 信息规划总图

7)服务器出现故障不影响设计师绘图。

3.3 基础软硬件架构

3.3.1 信息平台架构体系

该企业的信息化建设在国内勘察设计企业中具有较高的知名度。信息化系统中共有近20台存储设备，通过虚拟机共创建了约200个虚拟服务器，共存储了上百T数据； 企业内部建立了AD，各信息系统通过AD实现了统一的认证； 在行业内较早建立了ERP，OA与BI体系，推广力度较大，目前这些管理系统已经覆盖了整个集团，运行正常，极大的推动了公司管理。该企业的信息平台架构体系如图1所示。

应用系统主要包括OA、ERP、BI与协同设计系统。在整个系统构成中，ERP与BI系统的服务对象以中高层为主，协同设计系统作为ERP系统的目标落地系统，承担了核心的生产过程管理任务，主要面向项目日常设计管理工作，所有设计师都实时在线工作，是企业使用频率最高的系统。

3.3.2 云平台硬件架构配置

考虑到集团的典型特点，在整体架构上采用私有云的架构，使用三类站点布置，如图2所示。

图2 服务器架构图

1)顶层站点方案

主要完成集团BIM协同设计系统顶层索引服务，采用双服务器热备+双存储热备的云服务方案，外部带宽建议不低于50M，一级运营商双向带宽保证。

2)二类站点方案

主要完成各区域公司与一般分公司项目协同设计云服务，采用双服务器热备+双存储热备的方案，外部带宽建议不低于30M，一级运营商双向带宽保证。

3)三类站点方案

主要完成办事处、项目公司项目协同设计云服务，采用单服务器+磁盘阵列的方案，外部带宽建议不低于10M。

4)其他站点方案

如家庭办公，工地现场服务等，采用外网直接连接系统外网服务端口。

3.4 BIM协同设计实施中的问题

在BIM协同设计的具体实施过程中，通常会遇到这样或那样的困难。最常见的问题是协同设计的模式改变了目前的BIM设计管理模式，从项目管理人创建项目开始，到专业负责人分派设计任务，再到普通设计师设计绘图，都从思路上与传统协同设计有了根本不同，为此，协同设计也需要设计团队的理解和配合。

3.4.1 协同设计流程及要求

考虑到协同设计系统的有效推广，必须梳理出清晰的协同设计流程，如图3所示。

图3 BIM协同设计系统流程

3.4.2 标准问题

《制图、建模与协同设计标准》是协同设计的基本准则，没有标准不可能有高层次的协同，推广协同系统前必须重点推进企业制图与建模标准建设。自2002年以来编制了相对完善的制图标准，随着新版协同设计系统的上线，对《制图、建模与协同设计标准》进行了修编，并在集团层面进行了统一，为系统的上线建立了良好的标准基础。

3.4.3 对协同设计的认识问题

在实施协同设计过程中，从各位院级领导，到设计所的领导，到各位专业总工，要非常支持和认识到协同设计对设计院管理和发展的重要意义，从思路的贯彻到资源的配置，从人员的培训到软硬件系统的升级，都应给予较大的支持和帮助，正是这种全力的支持与帮助，才能保证协同设计在具体项目中的成功实施。

3.4.4 专业的系统开发定制是推广的重要基础

在系统研发之初，对国内各软件企业的协同设计系统进行了深入调研，考虑到本企业的特点，一般的BIM协同设计系统很难满足需要。为此，集团建立了国内最大规模协同设计系统研发团队，在合理吸收国内外协同设计系统特点的基础上，经过两年的协同研发，顺利研发完成独有的协同设计管理系统并推动系统上线。

3.4.5 推广培训是顺利实施的重要手段

一定要重视培训，并贯穿始终。重视培训绝不仅仅是单纯系统操作的培训，从项目的实施开始到后期，相应的培训都是贯穿始终的，分阶段、分内容、分人员、分管理层次地分别进行系统的培训。

3.4.6 要明确的目标，分步骤实施

协同设计的推动要基于设计院的基本情况、发展战略目标来确定，要对本院的优势与不足进行全面分析，提出设计院信息化建设的需求与期望，制定项目的总目标、分目标与分阶段目标。

刚开始时，推动团队并不一定对企业存在的问题和需求了如指掌，有时需要协同设计咨询顾问提供有价值的参考建议。另外，需求不是一成不变的，而是动态的，所以要对设计师的新需求及时解决。耐心听取基层操作人员的疑惑、困难和要求，项目的实施才容易成功。

3.5 建设成果

BIM协同设计自推广上线以来，使用人数逐步攀升，目前已经成为全体设计师不可或缺的日常设计平台，取得了非常显著的成果，主要有：

(1)统一了企业设计标准，过去企业有多套企业标准，很多项目甚至都没有统一标准，通过本次系统推广，统一了集团的设计制图与协同标准，完全可以做到整个集团一套标准，方便了集团各企业间的配合，为企业的发展奠定了良好的基础；

(2)建立了统一集中BIM模型存储环境，过去项目过程模型文档信息非常杂乱，通过本协同平台实现了设计模型的统一集中存储；

(3)企业异地协同效率大大提高，过去远程协同需要通过信息部手工完成，同步速度很慢，周期非常长，极端情况甚至同步一次需要一周，采用了协同平台后，同步速度有了显著提高，基本上做到了实时同步；

(4)建立的统一的培训制度与标准培训课件，通过大量的协同培训覆盖现有BIM设计师，确保设计师迅速掌握软件；

(5)项目质量显著提高，由于做到了项目标准化，杜绝了很多项目设计过程中的随意性，每个项目都通过相对统一的质量标准控制；

(6)项目进度明显提高，通过项目标准化规范了大家的配合操作，并通过关键节点设计提高了大家的设计效率，减少了沟通成本，所以最后设计进度明显提高；

(7)大大减少了硬件投入，由于系统采用了增量存储与文件消重技术，使得整个系统运行中占用的磁盘空间大大降低，极大的减少了硬件投入，经统计发现，少占用存储空间达到70%以上。

4 结语

本文通过典型企业的BIM协同设计推广历程，给出了BIM协同设计推广的一般过程及需要重点关注的问题，主要有：给出了BIM协同设计建设的一般方案及基础软硬件架构； 对BIM协同设计实施中的问题进行了深入分析； 对最终建设成果进行了分析。

要特别指出的是，大部分设计企业在BIM协同设计平台建设过程中往往会有较高的期望，希望能在较短的时间内达到较高的协同水平。但是BIM协同设计的推广不是一蹴而就的，尤其是大型企业，往往有传统的绘图习惯，很难快速的调整完毕，在实际推广过程中不应半途而废，而是应该保持耐心持续优化推广系统，最终一定会取得良好的推广效果。

参考文献：

[1]陈宇军， 刘玉龙.BIM协同设计的现状及未来[J].中国建设信息， 2010.

[2]杨国华. 设计企业怎样走进协同设计[J].中国勘察设计， 2009.

[3]杨国华. 基于增量技术的分布式协同设计体系研究[J].中国勘察设计， 2016.

[4]林良帆， 邓雪原.建筑协同设计的CAD专业标准应用研究[J].图学学报， 2013.

[5]李甜.BIM协同设计在某建筑设计项目中的应用研究[J].西南交通大学学报， 2013.

Case Study of BIM Collaborative Design Cloud Platform

Yang Guohua， Liu Chunyan

(Beijing ConsmationScience&Technology Co.， Ltd.， Beijing 100048， China)

Abstract：This paper analyzes the general situation of BIM collaborative design in China gives some common problems in general enterprise design and management.In view of these problems，the BIM collaborative design and construction scheme is given，and the basic hardware and software architecture construction is discussed.Finally，it analyzes the problems that are often encountered in the implementation process and validates the effectiveness of the promotion method through the design of enterprise construction achievements.

Key Words：Collaborative Design； Case； SystemArchitecture

【基金项目】国家科技支撑计划课题“建筑行业设计服务共性技术集成平台研发与应用”(编号： 2014BAH25F01)【作者简介】 杨国华(1973-)，男，博士，高级工程师，主要研究方向：BIM信息化技术开发； 刘春艳(1976-)，女，硕士，高级工程师，主要研究方向：BIM信息化和建筑设计管理软件交付和在线服务模式。

【中图分类号】TU17

【文献标识码】A

【文章编号】1674-7461(2017)01-0097-05