許良梅，劉夢(mèng)，李偉，戴傳新

（巢湖市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 合肥 238000；安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司，安徽 合肥 238076）

1 引言

正向設(shè)計(jì)即以系統(tǒng)工程理論、方法和過(guò)程模型為指導(dǎo)，面向復(fù)雜產(chǎn)品和系統(tǒng)的改進(jìn)改型、技術(shù)研發(fā)和原創(chuàng)設(shè)計(jì)等為場(chǎng)景，旨在提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)制造一體化能力。對(duì)于正向設(shè)計(jì)的逆向設(shè)計(jì)，是在某些特定的歷史階段，有些國(guó)家往往參照其他國(guó)家原準(zhǔn)機(jī)（而非自己國(guó)家自身產(chǎn)品）“設(shè)計(jì)”的“原準(zhǔn)法”進(jìn)行飛機(jī)的研制。這個(gè)過(guò)程，甚至是一個(gè)尺寸都不能改或不敢改的測(cè)繪仿制。多數(shù)情況下沒(méi)有圖紙，只有實(shí)物，由實(shí)物反推圖紙、反推設(shè)計(jì)、反推需求。基于Revit平臺(tái)的BIM全過(guò)程正向設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用建模平臺(tái)設(shè)計(jì)模型，在項(xiàng)目從草圖設(shè)計(jì)階段至交付階段全部過(guò)程都是由BIM三維模型完成。

2 正向設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

正向設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)有以下4點(diǎn)。

①走自主創(chuàng)新的獨(dú)立道路.在確定項(xiàng)目可行性的前提下能夠直觀的去表達(dá)設(shè)計(jì)意圖和思路。

②全專業(yè)整體化設(shè)計(jì)。在全專業(yè)的協(xié)同配合下，能夠保證圖紙和模型的一致性，極大的減少了圖紙返工。

③優(yōu)化提資。減少了傳統(tǒng)逆向設(shè)計(jì)工程中各專業(yè)之間冗雜的提資程序，極大地提高了工作效率。

④全三維無(wú)死角的設(shè)計(jì)。直接以模型消費(fèi)模式進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)優(yōu)化、工程算量、造價(jià)、出圖等一系列的管理模式。提高了設(shè)計(jì)的完成度和精細(xì)度，減少二維的設(shè)計(jì)盲區(qū)，讓模型服務(wù)后期施工成為可能，這也是BIM正向設(shè)計(jì)的最終目的。

第④點(diǎn)是最重要的一點(diǎn)，當(dāng)下將BIM稱為Building Information Management即建筑信息管理，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，發(fā)現(xiàn)施工措施、資源整合以及設(shè)計(jì)階段的各方提資，是成本管控和工期優(yōu)化的重災(zāi)區(qū)。

一些人唱衰正向設(shè)計(jì)的重要依據(jù)是二維逆向設(shè)計(jì)已經(jīng)被掌握的爐火純青，效率是正向設(shè)計(jì)的兩倍。但當(dāng)BIM在中國(guó)真正扎根下來(lái)以后，設(shè)計(jì)過(guò)程的重心將向設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)移，而不是像現(xiàn)在一樣把時(shí)間都浪費(fèi)在各方提資以及反饋過(guò)程的拉扯和等待上，這才是好鋼用自在刀刃上。正向設(shè)計(jì)的強(qiáng)大信息化能力體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)師可以通過(guò)簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊幾下，能夠獲取到這個(gè)項(xiàng)目的任一專業(yè)的底層數(shù)據(jù)，詳細(xì)到這堵墻用了幾塊磚幾根鋼筋，這對(duì)于設(shè)計(jì)階段的工作時(shí)間分配起到巨大的影響作用。這也正是我們提倡正向設(shè)計(jì)的主要目的。乃至于像Bentley系統(tǒng)土木設(shè)計(jì)產(chǎn)品副總裁Dustin Parkman所說(shuō)的正向設(shè)計(jì)是BIM的終極目標(biāo)。

3 推行正向設(shè)計(jì)的目的

3.1 從中國(guó)制造走向中國(guó)創(chuàng)造

政府新一輪的規(guī)劃思路,明確提出了我國(guó)工業(yè)“從跟蹤研仿向自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)變”?；诖?轉(zhuǎn)型創(chuàng)新已經(jīng)成為中國(guó)制造提升競(jìng)爭(zhēng)力的“必修課”。40多年的改革開(kāi)放,中國(guó)打開(kāi)國(guó)門,中國(guó)工業(yè)向全世界學(xué)習(xí)。通過(guò)基于逆向工程的跟蹤研仿,中國(guó)工業(yè)補(bǔ)課成功。就像剛開(kāi)始學(xué)寫(xiě)作的孩子，總是從好詞好句開(kāi)始，慢慢的才能夠有自己的意境，又好比練字，臨摹的夠多才能夠自成一派。當(dāng)前的社會(huì)背景下，不掌握核心技術(shù)，不去自主創(chuàng)新始終是寄人籬下，這一點(diǎn)從有些科技巨頭背在身上的官司就可以看出來(lái)。所以說(shuō)正向設(shè)計(jì)是中國(guó)走向大國(guó)形象的必經(jīng)之路。

3.2 企業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)全過(guò)程優(yōu)化，可視化管理

正向設(shè)計(jì)體系與精益研發(fā)體系互相補(bǔ)充、相得益彰。精益研發(fā)體系是面向企業(yè)研發(fā)體系建設(shè)的路線圖指南，全面系統(tǒng)、體系完整；而正向設(shè)計(jì)體系從產(chǎn)品全生命期的角度出發(fā)，以系統(tǒng)工程為框架，以工程仿真和技術(shù)創(chuàng)新為使能技術(shù)，分別用價(jià)值、功能和能量的觀點(diǎn)把握整個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，聚焦設(shè)計(jì)、專注集成。

3.3 施工過(guò)程中減少預(yù)設(shè)外開(kāi)支、合理管控工期

就拿深圳梅觀高速來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)正向設(shè)計(jì)的運(yùn)用使得之前計(jì)劃9個(gè)月的施工時(shí)間，相比提前了43d，220萬(wàn)人民幣的預(yù)算被節(jié)省，節(jié)省了大概120d的計(jì)劃設(shè)計(jì)修改工作量、約60d的初步設(shè)計(jì)審查時(shí)間、約150d用以檢查管道設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤時(shí)間。立足于城市化進(jìn)程中成本節(jié)約的重要性，美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)全面施行BIM正向設(shè)計(jì)。

3.4 消費(fèi)者能夠更加直觀的根據(jù)自身需求調(diào)整設(shè)計(jì)

顯而易見(jiàn)，BIM的局部調(diào)整在設(shè)計(jì)初期有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在強(qiáng)大的可視化的以及云平臺(tái)的管控下，我們很容易做到單個(gè)或多個(gè)專業(yè)的局部調(diào)整后的再次交付，大大縮短了各產(chǎn)業(yè)調(diào)配融合周期，在三維模式下讓業(yè)主和消費(fèi)者用他們的方式抉擇。

4 當(dāng)前大環(huán)境下如何為正向設(shè)計(jì)鋪路

4.1 政府政策支持和技術(shù)扶持

首先，在城市化的車輪下，越來(lái)越多的工程也代表著越來(lái)越大的資金缺口，面對(duì)這么大的資金缺口，我國(guó)政府唯一的選擇就是如何運(yùn)用最先進(jìn)的技術(shù)大幅提高工作效率、降低成本。而B(niǎo)IM技術(shù)正是這些得到驗(yàn)證的解決方案之一。這與當(dāng)下大力發(fā)展裝配式建筑的國(guó)家政策是完美契合的。

4.2 各專業(yè)技術(shù)水平提升

不同于以往的傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，要想做到先建模后出圖的正向設(shè)計(jì)就必須要讓傳統(tǒng)設(shè)計(jì)師跳脫出之前的思維定式、傳統(tǒng)的制圖手法和陳舊的解決思路。能做完一個(gè)正向設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)師一定具備相當(dāng)綜合的業(yè)務(wù)能力。BIM正向設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師的效率如何發(fā)揮極致，所有關(guān)聯(lián)參數(shù)如何綁定在一起，把脫離靈感和思路的機(jī)械行為交給計(jì)算機(jī)，讓設(shè)計(jì)師的靈感與理念充分發(fā)揮。

4.3 軟硬件技術(shù)支持

這是一個(gè)數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)BIM軟件廠商層出不窮，卻沒(méi)有一家能夠做到與國(guó)標(biāo)甚至于地標(biāo)融合，沒(méi)有一個(gè)立足于實(shí)地構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)族庫(kù)，造成了出圖質(zhì)量不高，“勉強(qiáng)看”的產(chǎn)出配不上前期的投入，且軟件模型尾大不掉，電腦配置要求太高，無(wú)法做到快速輕量設(shè)計(jì)。所以我們要做到正向設(shè)計(jì)，還需要一款權(quán)威、嚴(yán)謹(jǐn)、全面的軟件去開(kāi)拓市場(chǎng)，建立市場(chǎng)。

4.4 Revit要走的路

目前來(lái)看，Revit要想做到不辜負(fù)廣大Bimer們的期望，就必須要做到以下幾點(diǎn)。

①項(xiàng)目模型輕量化：輕量化是當(dāng)下Revit急需解決的問(wèn)題，一個(gè)項(xiàng)目做到后期每一個(gè)命令都得等待是非常影響工作效率的。

②項(xiàng)目要求國(guó)標(biāo)化：歐特克公司旗下Revit軟件由美國(guó)工程師設(shè)計(jì)并未參照國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)極大的制約了正向設(shè)計(jì)的發(fā)展。

③建筑分析（結(jié)構(gòu)，節(jié)能，日照等）全面化：Revit在結(jié)構(gòu)節(jié)能日照方面的分析太過(guò)朦朧以至于流于形式，并不能達(dá)到實(shí)際的指導(dǎo)作用。

④配套軟件優(yōu)質(zhì)化：要給正向設(shè)計(jì)提速，需要在無(wú)人機(jī)測(cè)量、三維實(shí)景建模、高效施工管理等軟件配套下做好BIM的正向設(shè)計(jì)。

5 BIM的正向設(shè)計(jì)與Revit的關(guān)系

Revit是Autodesk“一母同胞”的姊妹，在操作手法、快捷方式上Revit具備不小的優(yōu)勢(shì)，Revit同樣是BIM設(shè)計(jì)過(guò)程中最全面的軟件之一了，如果要在當(dāng)下市場(chǎng)環(huán)境下做抉擇的話，相信大部分從業(yè)者更愿意去選擇Revit。

6 中國(guó)BIM正向設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題

6.1 效率比不上CAD制圖模式

這也是最主要的問(wèn)題，在當(dāng)下正向設(shè)計(jì)方興未艾的過(guò)渡時(shí)期，三維出圖必然比二維出圖付出更多的代價(jià)，完成同一個(gè)工作使用revit所花費(fèi)的時(shí)間可能會(huì)是倍數(shù)于使用CAD所花費(fèi)的時(shí)間。并且當(dāng)前處于模式轉(zhuǎn)換的過(guò)渡期，更多的是缺少具有一定綜合能力的設(shè)計(jì)師，加上設(shè)計(jì)人員掌握BIM技術(shù)的程度還不足以熟練做到正向設(shè)計(jì)，這些都是制約正向設(shè)計(jì)的制圖效率的原因。

6.2 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

目前設(shè)計(jì)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)前期就無(wú)法確定任務(wù)書(shū)所有的細(xì)節(jié)問(wèn)題，項(xiàng)目在進(jìn)行階段總會(huì)因?yàn)楦鞣N要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的更改、停工。就算設(shè)計(jì)滿足了相關(guān)建筑的要求，也要面臨在施工工序、安裝手法上的技術(shù)問(wèn)題。沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)，沒(méi)有權(quán)威的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有嚴(yán)格的出圖規(guī)范，這些都是亟待解決的問(wèn)題。

6.3 軟件問(wèn)題

如上文提到的，并沒(méi)有一家軟件能夠在不帶插件的情況下執(zhí)行國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外BIM軟件自動(dòng)生成的施工圖并不符合國(guó)內(nèi)的出圖要求，用這些BIM軟件出圖后再進(jìn)行修改，難度可能不亞于在CAD上重新畫(huà)一遍。

6.4 平臺(tái)問(wèn)題

BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件很多，各類軟件針對(duì)不同專業(yè)各有各的優(yōu)勢(shì)，雖然外面可以各盡其用，但還需要一個(gè)統(tǒng)籌的一體化信息平臺(tái)，能夠更好融合這些不同軟件平臺(tái)的BIM模型信息，方便組裝、使用。筆者看來(lái)三四兩點(diǎn)其實(shí)更像是一點(diǎn)，市場(chǎng)亟待一款標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范軟件。

7 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合國(guó)內(nèi)外環(huán)境及趨勢(shì)來(lái)看，似乎正向設(shè)計(jì)的發(fā)展在國(guó)內(nèi)已成為一種必然，但顯然還有著很長(zhǎng)的一段路要走，現(xiàn)階段的BIM工作者還是要時(shí)刻為推進(jìn)BIM正向設(shè)計(jì)做足準(zhǔn)備才能在關(guān)鍵時(shí)刻揭竿而起，現(xiàn)在的翻模只是BIM發(fā)展的一個(gè)過(guò)渡，就一個(gè)事物的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，是必要的。但我們必須時(shí)刻牢記BIM正向設(shè)計(jì)是目前BIM技術(shù)推動(dòng)發(fā)展的終極目標(biāo)。