■ 中設(shè)協(xié)建筑設(shè)計(jì)分會(huì)全過程工程咨詢研究和推進(jìn)工作部主任委員

北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司副總經(jīng)理 鄭琪

隨著國(guó)家推進(jìn)全過程工程咨詢相關(guān)政策的不斷出臺(tái)，全過程工程咨詢這種全新的管理模式正在整個(gè)建筑行業(yè)逐步展開。在推進(jìn)的過程中，信息化對(duì)全過程工程咨詢的推動(dòng)力量必須給予高度重視，只有建立在信息化平臺(tái)上的全過程工程咨詢工作才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的協(xié)作和流轉(zhuǎn)。通過數(shù)據(jù)的協(xié)作和流轉(zhuǎn)，才能打破傳統(tǒng)的分階段作業(yè)的模式，實(shí)現(xiàn)建設(shè)過程一體化。

對(duì)于全過程工程咨詢的信息化建設(shè)，結(jié)合當(dāng)下的前沿技術(shù)，筆者認(rèn)為大致可以歸納為以下三個(gè)信息化平臺(tái)。

網(wǎng)上協(xié)同平臺(tái)

協(xié)同工作在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)早已不是新鮮話題。2007年，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院曾創(chuàng)立了一套二維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，以文件管理為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)內(nèi)部和專業(yè)間的協(xié)同工作。隨著三維技術(shù)的發(fā)展，三維協(xié)同工作方法也在積極探索中，但協(xié)同設(shè)計(jì)卻始終沒有得到有效地發(fā)展。其中關(guān)鍵的原因在于，管理投入不夠。把全過程工程咨詢工作和信息化平臺(tái)相結(jié)合，通過全過程工程咨詢團(tuán)隊(duì)的組織和管理，特別是對(duì)于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)各專業(yè)的管理，以及設(shè)計(jì)工作向前、向后延伸的管理，解決了管理效率低下的問題，可以有效提升協(xié)同工作的效率。

目前，已有專業(yè)公司將效果圖、動(dòng)畫、多媒體、沙盤和建筑模型等內(nèi)容集合起來，提供一站式解決方案，通過全過程工程咨詢管理可以在設(shè)計(jì)階段就與后期的產(chǎn)品選型工作結(jié)合起來。例如，在設(shè)計(jì)階段，根據(jù)設(shè)計(jì)師在圖紙中要求的轎廂尺寸和電梯速度，設(shè)計(jì)師可以將平面圖在網(wǎng)上社區(qū)里開放，請(qǐng)廠家提供各自的電梯設(shè)計(jì)方案作為備選方案。這樣的工作方式可以規(guī)避目前設(shè)計(jì)當(dāng)中的很多問題，減少由于反復(fù)變化而造成的損失。

阿爾文·托夫勒在《財(cái)富的革命》一書中寫到：很多人在網(wǎng)上一起工作，他們幾乎沒有見過面，每個(gè)人因?qū)I(yè)能力而在一起工作，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)密切合作。這樣的協(xié)同工作關(guān)鍵在于管理，其中包括角色的有效劃分、文件版本管理，以及不斷更新和調(diào)整。這樣的協(xié)同不是一個(gè)簡(jiǎn)單的累加過程，而是一個(gè)不斷深入、使設(shè)計(jì)逐步深度契合的過程。網(wǎng)上協(xié)同平臺(tái)不僅可實(shí)現(xiàn)這樣的協(xié)同，而且可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)概念圖紙與深化圖紙之間的協(xié)同。以幕墻設(shè)計(jì)為例，在建筑圖紙中只完成了立面意向、分格設(shè)計(jì)等工作，對(duì)于幕墻設(shè)計(jì)的深化工作則由專業(yè)的幕墻公司承擔(dān)?，F(xiàn)在的協(xié)同軟件已經(jīng)可以根據(jù)概念圖紙進(jìn)行下一步工作，包括將設(shè)計(jì)參數(shù)傳遞給結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果生成節(jié)點(diǎn)和桿件的加工圖紙。目前的軟件欠缺的是還不能夠?qū)⑸罨瘓D紙以通常的數(shù)據(jù)格式回傳給建筑師，但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大程度的協(xié)同工作和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。

人工智能平臺(tái)

2016年，阿爾法狗戰(zhàn)勝人類圍棋高手，使人工智能走入了大眾的視野。最近，在建筑領(lǐng)域的人工智能工作也在取得新的進(jìn)展。在實(shí)踐基礎(chǔ)上可以發(fā)現(xiàn)，人工智能對(duì)于實(shí)現(xiàn)全過程工程咨詢具有很大的幫助，可以概括為兩個(gè)方面：

一是人工智能參與詳圖設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)文件中包含的一大部分內(nèi)容是各種詳圖，包括樓梯詳圖、衛(wèi)生間詳圖、廚房詳圖、梁詳圖、柱詳圖以及基礎(chǔ)詳圖。這些圖紙?jiān)诂F(xiàn)在的設(shè)計(jì)文件中越來越少，原因在于設(shè)計(jì)師對(duì)于詳圖表達(dá)越來越概念化，深入的構(gòu)造措施留給總包企業(yè)在放樣過程中完成。這些詳圖設(shè)計(jì)工作定式化東西多，細(xì)節(jié)調(diào)整要求比較高。因此，通過人工智能可以高效出色地完成設(shè)計(jì)工作，而且可以節(jié)約大量時(shí)間和成本。1993年，TBSA軟件利用數(shù)據(jù)和圖形的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)了一套TBSACAD軟件，嘗試解決詳圖設(shè)計(jì)工作。當(dāng)時(shí)雖然只解決了計(jì)算結(jié)果和設(shè)計(jì)構(gòu)造措施圖形化問題，還不能把詳圖和平面圖有機(jī)結(jié)合，但仍然取得了非常好的市場(chǎng)反應(yīng)。今天，通過人工智能解決詳圖設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該能夠取得更長(zhǎng)足的進(jìn)步，而且非常有利于在全過程工程咨詢過程中推動(dòng)施工與設(shè)計(jì)的融合，對(duì)于提高投資效率具有重大幫助。

圖1

二是人工智能全面參與設(shè)計(jì)工作。最近，網(wǎng)上流行一個(gè)名詞叫做“生成式設(shè)計(jì)”。所謂生成式設(shè)計(jì)就是建立在數(shù)字化制造條件下的、基于協(xié)議與規(guī)則的、用戶深度參與產(chǎn)品生成過程的設(shè)計(jì)途徑。生成式設(shè)計(jì)相對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法最大的改變?cè)谟跒橛脩魠⑴c產(chǎn)品屬性的定義提供了可行的途徑。生成式設(shè)計(jì)是一種新的契機(jī)，它要求設(shè)計(jì)師改變自己的角色定位，未來的設(shè)計(jì)師需要扮演算法和規(guī)則制定者的角色。圖1為自動(dòng)生成超高層建筑立面設(shè)計(jì)的案例。這是兩個(gè)參數(shù)條件的結(jié)合，左邊為年能耗的最優(yōu)化，中間是太陽輻射最優(yōu), 兩者一結(jié)合就生成了右邊的建筑立面。

還有，在設(shè)計(jì)策劃階段如何確定設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)問題呢。傳統(tǒng)的方法可以總結(jié)為先畫后算，首先設(shè)計(jì)出有限種方案圖進(jìn)行比較，如果不滿意需要調(diào)整方案，甚至重新再設(shè)計(jì)其他方案，再互相比較，循環(huán)往復(fù)。其所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)、成本偏高，可供選擇的方案非常有限，依據(jù)感性做決策的情況比較普遍。在人工智能平臺(tái)上，同樣一個(gè)住宅產(chǎn)品，根據(jù)設(shè)定的條件，人工智能平臺(tái)提出了125,970個(gè)方案，其中有效方案328個(gè)。這個(gè)結(jié)果如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是難以想象的。同樣，將這種算法應(yīng)用于功能設(shè)計(jì)流線的分析，也一定會(huì)取得很好的效果。

BIM運(yùn)維平臺(tái)

BIM技術(shù)從一推出就受到了方方面面的關(guān)注，大家都希望通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源整合，將建筑打造成為一個(gè)數(shù)字化產(chǎn)品。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，只有改變當(dāng)前建設(shè)管理的模式才能發(fā)揮出BIM技術(shù)的力量。從目前技術(shù)進(jìn)步的實(shí)際情況看，BIM是連接建設(shè)與運(yùn)營(yíng)過程的信息化平臺(tái)。

BIM的價(jià)值首先體現(xiàn)在BIM平臺(tái)是建筑室內(nèi)空間和全部相關(guān)產(chǎn)品的管控平臺(tái)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供的BIM模型可以展現(xiàn)室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)尺寸和機(jī)電系統(tǒng)概念。數(shù)據(jù)傳遞到總包團(tuán)隊(duì)以后，在建造過程中，總包團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該根據(jù)建筑完成面的實(shí)際尺寸調(diào)整建筑模型的尺寸，使之與實(shí)際尺寸相符。同時(shí)應(yīng)當(dāng)要求各機(jī)電安裝隊(duì)伍根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的狀況和機(jī)電線路實(shí)際情況，重新反映到BIM模型中，保證實(shí)際交付的建筑產(chǎn)品的一致性和準(zhǔn)確性。這樣就可以實(shí)現(xiàn)全過程工程咨詢要求的建造工作和運(yùn)營(yíng)工作實(shí)現(xiàn)有效連接。當(dāng)下，有的物業(yè)公司已在物業(yè)管理工作中利用這個(gè)平臺(tái)全面管控建筑物，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步將機(jī)電產(chǎn)品的部件分解管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控全部產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)和使用狀況，甚至包括產(chǎn)品部件的狀態(tài)。同時(shí)，通過這個(gè)平臺(tái)對(duì)建筑空間進(jìn)行有效管理，充分發(fā)揮建筑的作用。

BIM平臺(tái)的價(jià)值另一方面體現(xiàn)在BIM平臺(tái)是建筑物控制系統(tǒng)的整合平臺(tái)。2005年召開的一次國(guó)際會(huì)議提出，在建筑物內(nèi)設(shè)置少量傳感器，從而實(shí)時(shí)觀察建筑物在使用過程中的狀態(tài)和變化。今天，人們不僅能夠用少量傳感器觀察建筑物狀態(tài)，而且可以使用大量傳感器采集建筑物內(nèi)各種信息并進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分析，同時(shí)與各種弱電控制系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇的控制和管理。這些系統(tǒng)原本是分散的、各自控制的，通過BIM平臺(tái)可以把這些系統(tǒng)整合起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，并在一個(gè)統(tǒng)一的界面上實(shí)現(xiàn)管理統(tǒng)一。微軟公司已經(jīng)在建筑物管理方面實(shí)現(xiàn)了這樣的統(tǒng)一。這是對(duì)建筑物運(yùn)營(yíng)管理的重大提升，可以改變目前物業(yè)管理嚴(yán)重滯后的狀況，并通過有效的管理實(shí)現(xiàn)建筑物升值的目標(biāo)。（圖2）

2010年發(fā)表的文章《BIM的深層內(nèi)涵與未來趨勢(shì)》一文中特別指出，BIM中的M其意義在于管理。全過程工程咨詢工作的主旨也在于對(duì)工程建設(shè)和運(yùn)維全過程進(jìn)行管理。兩者有機(jī)結(jié)合，可以極大地提升管理效率，使工程建設(shè)與運(yùn)維等階段產(chǎn)生良好的效益。這些工作不僅可以帶動(dòng)投資增值，而且可以保持建筑物的風(fēng)貌。同時(shí)，這種需求也會(huì)為數(shù)字化企業(yè)帶來新的方向。

圖2 BIM運(yùn)維平臺(tái)