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AEC行业面临挑战性的电子采购：以BIM为主的综合视角
Antoacute;nio Grilo
来自 Aunidemi科学和技术学院，里斯本新大学，2829—516卡帕利卡，葡萄牙
Ricardo Jardim-Goncalves
来自电子工程部科学和技术学院，里斯本新大学，2829—516卡帕利卡，葡萄牙
关键词：
电子采购
建筑信息模型
面向服务的体系结构
模型驱动架构
云计算
自从采用电子采购之后，AEC领域已经落后于其他部门。建筑信息建模正在提供新的流程协作去改变AEC部门的公司.本文介绍了BIM结合模型驱动架构，面向服务架构，云计算会面临来自AEC行业电子采购的挑战。它提出的在电子采购中的Soa4BIM框架，描述了一种在工业中的应用研究案例验证所提出的方法的概念和设计阶段的建设/建设项目。
1。介绍
采购活动在建筑，工程和建筑（AEC）部门中是相当密集和重要的，并发生在任何建筑/工程项目的不同阶段。采购可以是高度结构化、标准化的产品或服务。这种类型的采购目标一直是现有的主要电子平台，即电子采购系统，特别是电子市场。无论是简单的运营成本还是效益更多的战略利益，这些系统已被证明在供应链管理和福利的范围内是多种多样的，比如提高灵活性和响应性。然而，与其他行业相比，AEC部门的特点是采购高层次的非结构化产品和服务，这使得使用电子系统进行采购活动将变的更加困难，特别是当许多合同安排所必需的信息处于不良好的结构和“数字”处理格式。
信息和通信使用的最新发展AEC领域的技术，即建筑信息建模（BIM）方法承诺引入重大变化建筑物的可视化、协调和规划过程工程项目。然而，文献回顾表明，没有BIM的电子采购中的应用。因此，本文旨在通过使用BIM和最近的收敛架构技术，来提供电子采购的一个新概念的可行方式。
本文首先回顾现有的采购过程的知识和功能的发展以及影响电子采购的因素，还有它是如何影响AEC部门，特别是电子采购。它也解决了当前在公共采购的问题以及如何推进民营电子采购。以下是对建筑物的描述信息建模方法，功能，互操作性的问题，以及如何在BIM中应用电子采购。模型驱动体系结构的主要特点，面向服务的体系结构和云计算为Soa4BIM技术背景框架，这将是电子商务的基础。最后，该本文将介绍Soa4BIM框架。
2。电子采购在AEC部门
2.1。采购过程
“采购”的概念是指买者与卖者之间的交货关系。采购的一个更广泛定义是：采购包括采购等战略活动，与供应商谈判，与他们研发协调。采购分为两个阶段：合同和结算。这个合同阶段由采购和可用性来达成，结算阶段包括交易和交付。采购是搜索所需求信息的商品/服务，可用性承诺是一个带有供应链的信息流，即货物的可用性和装运安排。这一信息流通常在报价与谈判之间扮演信息交换的角色。交易是支付货物/服务和交付是货物/服务从卖方转移到买方。
有两种类型的采购进程的两端：结构性和非结构性。就需求识别，指令和现来说，“结构性采购”过程是高度自动化的。如果每笔交易必须进行供应商搜索，批准，处理和订购，那么有一定的定制需求，还有高需求量的交易，以及与供应相关的潜在不确定性，可能导致买方企业交易成本变高。如果需求很有规律性，产品规格不随着时间的推移而改变，那么与供应商谈判长期合同并设计用于重新排序项目的自动采购方法，组织则可以减少交易成本，。实例这样的采购包括模具项目、配线、建筑材料等非结构化的采购活动发生时，有不适用于任何预定义的产品或服务自动化的程序。通常情况下组织允许最终用户利用在订购时享有最佳优惠，而与特定供应商采购这样的特定产品则有很少的利益。这些采购之中往往有非常多的采购规则，让广大用户自由选择供应商。这一类的例子采购包括办公设备和家具，贸易分包。
结构化和非结构化在定制建材等的采购之中有不同的搜索，处理，协调和控制需求。这些差异导致组织开发出两个非常不同的流程采购类型。在结构化采购中，订单被自动创建或是每个交易有很少的人为干预。另一方面，在非结构化采购，每个交易需要人为干预来规范其规格，产品搜索，清购单，批准，供应商匹配和秩序创造等环节。
在AEC部门之中，结构化和非结构化采购之间的分割是特别重要的。在每一个建筑/工程上产品总是有着对购买标准化和常规的材料，设备和货物服务的高度需求，如建筑材料，起重设备，混凝土供应等，特别是在施工/安装阶段。然而，许多采购活动涉及到采购高度非结构化的供应，如专家设计活动，建筑，专业分包服务，包括一次性非标准化建筑产品及设备。虽然以前开展的活动与发生的事情没有明显不同其他工业部门，但是后期非结构化的采购活动，及其相关的整个建设生命周期，能够给他提供一个高度的复杂性的，具有显著改善的潜力带来的以互联网为基础的系统，这些我们将在下面讨论。
2.2。电子采购
2.2.1。电子采购的功能与影响
电子采购（采购）起源于早期企业采用互联网进行采购活动。早期的电子商务是有联系的组织间进行的系统交易。社区，电子化平台，会议地点，虚拟地点和公共场所，经常被认为是电子市场。电子市场不像传统市场，它是一个电子虚拟空间网络，一个跨组织的信息系统，允许参与买卖双方交换有关价格的信息和产品提供，以及基于互联网的电子商务在交易中匹配多个买家和供应商的平台。今天的电子市场利用互联网的开放标准技术和其他进步成功克服了系统的局限。自21世纪初以来，企业对企业（B2B）由于互联网的显著扩散，电子商务有望得到迅速增长。电子商务的若干研究和扩散在进行的同时，许多电子市场在已经开始建立了。在许多学者研究了信息的影响通信与技术（ICT）采购之后，一些实证研究已经确定了电子采购是如何影响企业的业务流程。在文献中总结描述的主要影响中我们可以发现，研究已经确定，正面或负面的影响可能取决于产品或服务的特性。一些高规格的商品或服务可能不适合电子采购，因此买家和供应商之间的紧密关系是至关重要的。这可能是在AEC部门的情况下，其中许多采购货物和服务可能有复杂的规格水平的原因。Grilo通过比较AEC部门与其他部门之后，发现并分析发展电子交易系统的影响因素，他们的配置，以及他们的影响。
2.2.2。AEC领域电子采购的出现
在AEC产业供应链中，采购起着重要作用的作用。然而，采购，术语通常被称为在客户/业主，设计师和承包商之间建立合同与各自责任与风险分担的关系，如：传统采购，设计与建造，公共私人伙伴关系（PPP），或建筑管理。考虑到采购方式不同，采购个别服务，材料，设备等方面的责任方面也有明显的影响，也可以采用电子采购方式。 然而，电子采购的功能和活动仍然保持不负责任的态度。
因此，采购计划是一项关键活动，对于每个项目都是独一无二的。在项目的早期阶段，采购活动主要是为了招标项目团队（建筑师/设计师）以及顾问（例如项目经理）的招标。这些过程很少以电子方式进行。采购活动在后期阶段变得越来越激烈，特别是采购承包商以及采购材料和产品用品以及转包服务。事实上，采购活动中的一个重要活动是从大量的产品供应商的广泛的可用产品中寻找所需的产品。在大型工程中，需要各种建筑材料。例如，像医院，办公楼或购物中心这样的典型大型建筑有许多房间。每个房间需要照明灯具，门，地板和天花板，地板和天花板覆盖物，家具，电源插座，某种形式的通风（如窗户），墙壁，墙壁等。给出建筑物所需的购买规模，乘以房间数量的要求可以从几十个到几百个。
但是，AEC的电子采购有一定的局限性。建筑材料一般具有大量的规格参数。将规格纳入几个电子商务网站的网络形式，以找到最好的产品是承包商的耗时任务。承包商必须获取和维护多个网址的列表，解释和了解不同网站中使用的语义和导航方法，了解新网站进入市场，并对从不同网站获取的所有信息进行手动评估[16]。通过电子市场整合信息可能会克服一些困难，但不能消除这些困难[15]。不同的电子市场有自己的材料搜索和显示模式，并使用不同的属性来存储建筑材料数据[16]。此外，不同供应商对类似信息的管理存在异质性。当销售相同或类似产品的两个供应商使用不同的属性存储描述不同时，承包商就难以识别两者之间的相似之处。建筑材料信息系统是孤立的，它们之间没有互动[16]。尽管如果信息产品具有高度的结构性，请求报价/提案可能会减少部分问题，一般而言，承包商难以使用一个系统查找所有信息，更难以对不同产品提供的产品进行比较供应商基于产品规格，成本，可用性和交付时间等标准[19]。如果采购非结构化产品和服务时，情况就变得尤为重要。
2.3。公共工程电子采购
近年来我们知道电子采购已经在公共采购方面有了重大发展。在世界各地，公共机构正在使用电子采购来降低交易成本并增加竞争。公共和私人采购之间的业务问题有原则差异。私人采购旨在提供最佳的成本效益平衡。公共采购并不总是这样，透明度和开放性至关重要。然而，大型公共电子采购计划可能有明确的目标，大大降低成本。公共采购受立法管辖，不适用于私人采购。在这两个部门中，部署电子采购，为组织/社区提供更好和更有效的服务，并降低成本。为了规范跨国界和经济部门（建筑，石油和天然气，交通运输，钢铁，服务和公共管理）的电子采购，CEN / ISSS电子采购研讨会进行了公共和私人的电子采购[17]，并同意了电子采购活动的实质和具体阶段的参考表面采购流程，如图1所示。 1.在典型的公共采购竞赛和指示性招标中，很明显，公共采购中的授奖前阶段需要对招标中的更多方面进行描述，而不仅仅是提供的产品/服务。例如，典型的投标包含供应商能力，以前的项目和经验，ISO认证等信息。目前，有大量电子目录格式，产品描述和分类方案，旨在为电子交换提供消费者和供应商之间的指导目录（电子目录）。国际标准化机构在电子目录方面开发的两个最重要的举措/标准是分别由OASIS和CEN / ISSS开发的UBL 2.0和c-Catalog [17]。
这两个标准主要集中在采购后的授权阶段（电子订购和电子发票），而其规范也可以应用于预授权，可能还有一些扩展/定制。在电子目录标准化领域的这两个主要举措/标准在商业文件，流程和信息方面进行了比较，以确定相似之处和差距。目前正在努力实现这两个标准的衔接。
除了需要通过使用电子目录来规范电子商务的流程和信息的标准化外，还需要采用额外的标准来标准化电子商务中描述产品和服务的方式。这些方案被称为产品描述和分类方案，包括CPV，UNSPSC，eCl @ ss，GPC，NCS和eOTD。为了解决这个问题，建立了可以满足所有行业和所有目的需求的独特方案，还建立了可以允许不同方案的可互操作共存的映射/参考框架。除了电子目录的问题，电子采购还提出了一些额外的技术挑战，为欧洲和全球范围内的公共采购创造了互操作性问题，正在通过多项研发和行业举措来解决。例如，欧洲公开招标程序要求公司提交证明和证明，以证明他们符合选择和排除标准。因此，可互操作的电子商务认证是克服的主要挑战之一，正在由PEPPOL项目[18]进行处理。尽管存在可用的技术标准，如电子证书X.509v3，电子签名互操作性也是一个重要问题。然而，即使电子签名在今天比较普遍，实际上认证机构在每一种情况下都不会相互认识，从而造成身份障碍。其他不太具有挑战性的问题是电子订购和电子发票，因为CEN / ISSS WS / BII [17]中正在进行的标准化工作正在变得越来越成熟，基于XML，这些业务文档（至少对于系统到系统通信）现在已经标准化。
如前所述，目前的建筑/建筑项目，无论是私人还是公共工程（建筑和工程），主要涉及非结构化采购。这意味着，采购解决方案必须能够适应公共和私人业务背景下所描述的技术发展，同时也开发出成功应对非结构化产品和服务采购挑战的方法。
建筑信息建模（BIM）允许建筑项目的可视化和理解在3D维度上进行。 BIM适用于支持虚拟环境中的建设项目的仿真。虚拟模型可以是表面或实体模型。表面模型仅用于可视化目的，表面模型的组件包含仅关于尺寸，形状，位置等的信息，这有助于研究项目的可见参数[21,22]。 BIM已经受益于复杂的CAD系统的出现，除了矢量数据之外，还可以通过诸如物理特性，单位成本，数量起飞等补充数据来丰富建筑物和结构的3D模型。（参见例如[23]）。模型智能是指信息可能包含在虚拟3D模型中的事实。
这些信息中的一些是物理的，因为它将包含关于对象的性质的信息，例如对象的尺寸，其与模型中的其他对象的位置，模型中的对象的数量以及关于其的参数信息物体。
组合模型的创建为模拟情报提供了另一个维度。可以将一个项目的不同组件的各种模型收集到组合模型中，该模型将具有嵌入其中的所有子模型的组合信息。除了促进其组件的可重用性外，组合模式的优点是不同的项目团队成员可以独立地处理项目的各个部分，并且不时地结合他们的工作来分析组合的结果。通常由负责自己特定部分工作的设计顾问或专业分包商生产的建筑，结构和HVAC模型也可以组合成一个综合模型，显示项目的可视化，协调和其他用途因此，当这些复合模型由协作团队使用不同的软件工具开发，并且通常在地理上分散的时候，需要组件，参考模型和软件应用程序可以互操作，所以出现了一个重大的挑战。
互动在虚拟建筑模拟中是重要的，并且在组合BIM模型的开发过程中可能会建立各种类型的链接。实际上，互动是指不同信息来源的互连。该信息可以是3D模型的一部分，或者可以以与模型文件本身分开的另一格式包含，例如在时间表，电子表格，数据
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