BIM協(xié)同化設(shè)計

協(xié)同化設(shè)計概念和意義

        先潑兩下冷水。

        就在2013年前半年，我總游說設(shè)計院的同行，說道：知道大家都很忙沒時間學BIM軟件，可大家想沒想過為什么這么忙——因為圖總改來改去，而改圖最花時間；等技術(shù)更新了，直接從BIM模型切出圖了，就能把大家從這種工作狀態(tài)中解放出來。但后來隨著工作中見識到的東西越來越多。我從堅信技術(shù)能解決建筑設(shè)計階段的很多現(xiàn)存問題，逐漸轉(zhuǎn)向懷疑，現(xiàn)在則持一種悲觀的態(tài)度，覺得建筑設(shè)計領(lǐng)域整體從業(yè)人員的不爽，不是技術(shù)能解決的了的問題。中國勘察設(shè)計協(xié)會原副秘書長曹善琪2011年在《建筑設(shè)計行業(yè)存在的問題及對策》中指出了建筑設(shè)計行業(yè)存在問題的23種表現(xiàn)形式。而其中只有兩種跟技術(shù)水平不足有關(guān)。關(guān)于這個問題多說無益。所以這里討論的只是減少配合上的失誤、避免重復勞動、提高設(shè)計效率，不談制度問題。

        言歸正傳，借用Bentley提出的定義：協(xié)同化設(shè)計是項目成員在同一個環(huán)境下用同一套標準來完成同一個設(shè)計項目。設(shè)計過程中，各專業(yè)并行設(shè)計，溝通及時準確。

        傳統(tǒng)設(shè)計到BIM設(shè)計的轉(zhuǎn)變過程如下圖所示。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計解決專業(yè)問題時采用的方法是2D平面設(shè)計，各專業(yè)間以定期、節(jié)點性提資的方式進行“配合”，即綠色虛線框里的工作模式。這個工作模式已經(jīng)非常成熟，有諸多好處，無數(shù)高樓大廈都是這么被設(shè)計出來。然而新時代有新要求，雖然傳統(tǒng)設(shè)計方法在未來很長一段時間內(nèi)不會被取代，但由于這種方法明顯存在著數(shù)據(jù)交換不充分、理解不完整的問題，所以很難滿足許多新項目要求。于是，基于3維全信息模型的BIM技術(shù)在當今備受關(guān)注。一些設(shè)計單位已經(jīng)完成了圖中“1”的轉(zhuǎn)變過程，設(shè)計成果不止有傳統(tǒng)的二維圖紙，還有三維模型。但是協(xié)作方式還是傳統(tǒng)的“配合”，即黃虛線框里的工作模式。這個階段實際上是最難受的，因為三維設(shè)計處理的信息更大，表達方式更復雜，工作量上去了，如果沒有更專業(yè)功能更強大的協(xié)同工作平臺做支撐，工作效率會低得令人難以接受。而以后理想的BIM設(shè)計模式不只包含BIM全信息模型的建立與應用，另一個重要的部分就是協(xié)同化設(shè)計。只有完成了“2”的轉(zhuǎn)變，才能達到BIM設(shè)計的要求，即紅色虛線框里的工作模式。

 

        目前，上圖”2“的轉(zhuǎn)變也成為了炙手可熱的話題。2013年11月 中國建筑設(shè)計研究院主辦的”BIM 2.0主題論壇“，名字里的”BIM 2.0“就是部院自造的概念——”BIM 1.0“是從二維到三維，”BIM 2.0“是從”配合“到”協(xié)同“。同時，清華大學BIM課題組編著的《設(shè)計企業(yè)BIM實施標準指南》也專門用一整章的篇幅介紹協(xié)同化設(shè)計的新工作模式（第三章：企業(yè)級BIM設(shè)計行為標準）。

        基于BIM的設(shè)計不僅要求各專業(yè)之間配合好，還要求精確、協(xié)調(diào)、同步。因為相比于傳統(tǒng)的工作方式，設(shè)計者們有更多的工作內(nèi)容要表達，有更多的技術(shù)問題要解決，有更多管理問題要面對。所以需要重新定義和規(guī)范新的設(shè)計流程和協(xié)作模式。保證基于BIM的設(shè)計過程運轉(zhuǎn)順暢，從而提高設(shè)計工作效率，保證設(shè)計水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)計成本。

        協(xié)同化設(shè)計的最終目的是使建筑設(shè)計各專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間配合更加緊密，信息傳遞更加準確有效，減少重復性勞動，最終實現(xiàn)設(shè)計效率的提升。

        協(xié)同化設(shè)計流程和要點

        畢竟處在過度階段，雖然基于傳統(tǒng)二維制圖的工作流程不適用于基于BIM的三維協(xié)同化設(shè)計工作模式，但一夜之間建立起新的流程并且讓每個設(shè)計參與者都遵循此方法工作目前來講很不現(xiàn)實。所以這里談的協(xié)同化設(shè)計流程是一個過渡階段的產(chǎn)物，并沒有全部脫離傳統(tǒng)“方案-初設(shè)-擴初-施工圖-項目交底”的設(shè)計流程，然而與目前絕大多數(shù)設(shè)計單位先出施工圖，再翻成模型的做法（還有人給這種做法起了個高大上的名字叫“后BIM”，非常幽默）截然不同。以下是一種“正著走BIM”的過程介紹，雖然現(xiàn)階段基本每個步驟都面臨許多軟件技術(shù)和管理問題，但我堅信一段時間后這些問題都不是問題，因為巨大的經(jīng)濟利益驅(qū)使著相當一部分人在為解決這些問題做工作，我就是其中之一。

        BIM協(xié)同化設(shè)計第一步：企業(yè)級BIM協(xié)同設(shè)計手冊

        用BIM做項目之前需要編制企業(yè)級的BIM協(xié)同設(shè)計手冊基本上已經(jīng)成為共識。不以規(guī)矩，不能成方圓。新的工作要求有新的工作制度，新的工作制度在實施之前要落實到紙面上讓大家有據(jù)可依。BIM的國家和地方標準正在熱鬧的編制過程中，一旦標準體系比較成熟，企業(yè)可參照這些規(guī)范和標準結(jié)合自身情況編制自己的企業(yè)BIM導則，指導生產(chǎn)實際。而且很多企業(yè)為了項目實際需要或練兵預熱，已經(jīng)編制了企業(yè)內(nèi)部的BIM協(xié)同設(shè)計手冊。2013年底，經(jīng)過一系列的學習，金土木編制了《金土木BIM協(xié)同設(shè)計手冊》的草稿，目前還在不斷完善中。其主要內(nèi)容包括BIM項目執(zhí)行計劃模版、BIM項目協(xié)同工作標準、數(shù)據(jù)互用性標準、數(shù)據(jù)劃分標準、建模方法標準、文件夾結(jié)構(gòu)及命名規(guī)則、顯示樣式標準等內(nèi)容。

        BIM協(xié)同化設(shè)計第二步：BIM項目執(zhí)行計劃

        企業(yè)接到了一個BIM項目之后，第一件事應該是制定此BIM項目的執(zhí)行計劃。執(zhí)行計劃的模版是企業(yè)級BIM協(xié)同設(shè)計手冊中一項重要內(nèi)容（比如金土木的協(xié)同設(shè)計手冊就把執(zhí)行計劃模版放在了除總則外最靠前的一章）。用BIM做項目的工作要求比較高，需要的資源也較多，所以必須充分考慮自身情況，預見到很多項目實施過程中的難點，嚴格規(guī)定協(xié)同工作的具體內(nèi)容，才能保證項目的順利完成。金土木的BIM項目執(zhí)行計劃模板中主要包括的內(nèi)容有：

        BIM協(xié)同化設(shè)計第三步：組建工作團隊

        BIM項目團隊中最重要的角色是BIM經(jīng)理。責任重大，要求很高。負責和甲方溝通，充分了解甲方的意圖的同時，還要很懂現(xiàn)階段BIM技術(shù)的能力范圍——能解決什么問題，不能解決什么問題，能多大程度滿足甲方的要求。還負責制定項目的具體BIM目標、工作流程和標準，管理項目團隊，監(jiān)督執(zhí)行計劃的實施等等。這些責任就要求BIM經(jīng)理必須要有一定的工程經(jīng)驗，了解建筑項目從設(shè)計到施工各個環(huán)節(jié)的運轉(zhuǎn)方式，知道甲方的需求，熟悉BIM技術(shù)，還要懂管理。BIM團隊和許多組織一樣，都是千軍易得一將難求。

        除了BIM經(jīng)理，項目團隊還要配齊在各專業(yè)上分別能獨當一面的設(shè)計師和工程師，并且要求他們熟練掌握BIM相關(guān)軟件，或者至少要給他們每個人配備一個能熟練掌握BIM軟件的幫手（真正能把這事做好的人目前不是很多）。有相當一部分人覺得做BIM只需要設(shè)計師再外加打下手的建模員即可，就像當年手繪時代的設(shè)計師加描圖員似的。平心而論，目前來講設(shè)計院的一線設(shè)計師和工程師大多比較忙，沒時間學這些繁雜的BIM軟件，所以配上專門掌握BIM軟件的人一起完成項目確實是合理可行的。但我認為日后的趨勢必然是一線設(shè)計人員自己直接操作BIM軟件，直接控制設(shè)計工具來展示自己的設(shè)計思路和成果。總拄著拐棍的人是跑不起來的，再說哪有那么多又愛學新知識又能干活的人甘心總給你當拐棍呢？這也是為什么金土木技術(shù)部配備的人員都是建筑相關(guān)專業(yè)出身。

        此外，BIM協(xié)調(diào)員是介于BIM經(jīng)理和BIM設(shè)計師之間的銜接角色。負責協(xié)同平臺的搭建，在平臺上把BIM經(jīng)理的管理意圖具體實施，以及軟件、規(guī)范等培訓，模型審查，沖突協(xié)調(diào)等工作。人手不足時也頂設(shè)計師用。

        一個BIM項目團隊由上述三大類角色組成，目前能勝任這些角色的人才并不多，所以我認為組建一個真正能做BIM項目的團隊還是十分困難的。

        BIM協(xié)同化設(shè)計第四步：工作分解

        這個階段比較好理解，就是預估具體設(shè)計工作的工作量，然后分配給不同成員。建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)按樓層劃分，MEP專業(yè)有的按樓層，有的按系統(tǒng)劃分。劃分好具體工作，作為項目進度計劃以及后期產(chǎn)值分配的重要依據(jù)。

        BIM協(xié)同化設(shè)計第五步：建立協(xié)同工作平臺

        為了保證各專業(yè)內(nèi)和專業(yè)之間信息模型的無縫銜接和及時溝通，BIM項目需要在一個統(tǒng)一的平臺上完成。這個平臺可以是專門的平臺軟件，也可以利用windows操作系統(tǒng)實現(xiàn)。關(guān)鍵是有一套具體可行的合作規(guī)則并且在技術(shù)上可行。我認為協(xié)同平臺應具備的最基本功能是信息管理和人員管理。

        信息管理最重要的一個方面是信息的共享。所有項目相關(guān)信息應統(tǒng)一放在一個平臺上管理使用。設(shè)計規(guī)范、任務書、圖紙、文字說明等文件應當能夠被有權(quán)限的項目參與人很方便地用到。在協(xié)同化設(shè)計的工作模式下，設(shè)計成果的傳遞不應該再以用U盤考，快遞發(fā)圖紙這種低效滯后的方式，至少也得利用起windows共享、FTP服務器這種級別的共享功能。BIM設(shè)計傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比傳統(tǒng)設(shè)計大的多，一個模型好幾百兆，上GB也很正常，如果沒有一個統(tǒng)一的平臺承載信息供大家使用，設(shè)計的效率會低得讓人難以忍受。信息管理的另一方面是信息安全。項目中很多信息是不易公開的，比如ABD的工作環(huán)境workspace等需要專人花很大精力才能完善的東西，不能讓人隨便復制出去給其他公司使用。這就要求一部分信息不能被一部分人看到，一部分信息可以被看，但不可以被復制。既要信息共享，又要信息安全，大概是協(xié)同平臺最艱巨的任務了。

        然后是人員管理功能。每個項目的參與人登錄協(xié)同平臺時需要進行身份認證，這個身份與權(quán)限、操作記錄等掛鉤。管理者可以方便地控制協(xié)同平臺上每個人能做什么，不能做什么，監(jiān)視每個人正在做什么和做過什么。

        仔細想想目前協(xié)同平臺最必要的功能其實也就這些，其他功能都是錦上添花。

        BIM協(xié)同化設(shè)計第六步：執(zhí)行項目

        前述各種工作基本都是在為項目的執(zhí)行做準備，準備工作多是BIM項目的特點之一�，F(xiàn)在要談到具體BIM項目的執(zhí)行，細說起來沒頭，概略的講卻又沒多少內(nèi)容。做BIM采用的軟件、建模型有什么要求已經(jīng)在企業(yè)級BIM協(xié)同設(shè)計手冊中規(guī)定；項目的具體執(zhí)行計劃已經(jīng)在BIM項目執(zhí)行計劃中制定好；項目參與人員的工作職責和工作內(nèi)容已經(jīng)在組建團隊和工作內(nèi)容劃分時事先規(guī)定好；團隊協(xié)同工作的平臺已經(jīng)建立完畢。那么下面要做的就是各司其職，建模、溝通、協(xié)調(diào)、修改——把BIM模型完成。這個過程幾乎就是虛擬地把建筑造出來。BIM模型的建立過程應根據(jù)其的細化程度分階段完成。北京地方標準(2013)就把BIM模型深度劃分為“幾何信息”和“非幾何信息”兩個信息維度，每個信息維度劃分出五個等級區(qū)間。不同等級的BIM模型用于在不同的設(shè)計階段輸出成果。

        參考文獻

        曹善琪，2011.建筑設(shè)計行業(yè)存在的問題及對策,行業(yè)思考,2011年第八期, p27-29

        清華大學BIM課題組, 互聯(lián)立方公司BIM課題組, 2013, 設(shè)計企業(yè)BIM實施標準指南, 北京：中國建筑工業(yè)出版社

        北京市勘察設(shè)計和測繪地理信息管理辦公室,北京工程勘察設(shè)計行業(yè)協(xié)會 ,2013, 北京市地方標準《民用建筑信息模型(BIM)設(shè)計基礎(chǔ)標準》（征求意見稿）,

        摘自：新浪博客 http://blog.sina.com.cn/evilgao