基于設計院體制的協(xié)同模式研究——以利山大廈項目實踐

吳吉明 王 娜

(北京市建筑設計研究院，北京 100044)

前言

隨著科學技術的發(fā)展和社會分工細化，設計與建造逐步成為涉及多專業(yè)、多學科、多領域協(xié)同策動的復雜系統(tǒng)。各設計環(huán)節(jié)相互交織影響，而傳統(tǒng)“流水線”式的設計建造流程，由于環(huán)節(jié)相互分離，缺乏有效溝通因此非常容易產生失誤與浪費。如何應對日趨復雜的設計建造體系，協(xié)調體系中的各方無縫對接，有效協(xié)作，成為了當代設計研究中的重要課題。［1］

協(xié)同設計的概念源于CSCW(Computer Supported Cooperation Work，即計算機支持的協(xié)同工作)，即在計算機技術支持的環(huán)境下，一個群體協(xié)同完成一項共同的任務。CSCW 技術是一門交叉學科，涉及的領域非常廣泛，其中包括計算機網絡通訊、并行和分布式處理、數據庫、多媒體、人工智能理論等。它具有分布性、共享和通信、開放性、異步性、自動化支持、工作協(xié)同性、信息共享性和異質性等特點。——源引百度

協(xié)同設計可以將復雜的項目逐級、分項拆分，簡化設計過程［2］。項目通過協(xié)同設計建立統(tǒng)一的設計標準，在此基礎上，所有設計專業(yè)及人員在一個統(tǒng)一的平臺上進行設計，從而減少現行各自由于溝通不暢或溝通不及時導致的錯、漏、碰。真正實現所有圖紙信息元的單一性，實現一處修改其他自動修改，提升設計效率和設計質量。同時，協(xié)同設計也對設計項目的規(guī)范化管理起到了重要作用，包括進度管理、設計文件統(tǒng)一管理、人員負荷管理、審批流程管理、自動批量打印、分類歸檔等，從而更快、更好地完成工程項目。

大型建筑設計企業(yè)作為設計體制中的主體要素，它在行業(yè)內起著舉足輕重的作用，而基于設計院體系下的設計協(xié)同優(yōu)化，也成為了本文研究的重點。建筑CAD 協(xié)同設計的發(fā)展需要經過二維協(xié)同設計向三維協(xié)同設計的過渡［3］。二維設計協(xié)同目前仍然是一種適合設計院體系的一種主流設計模式，它不需改變太多設計人員的設計繪圖習慣，只要適當改變項目管理方式或項目設計過程管理的流程就可以實現。利用設計企業(yè)現有的專業(yè)設計軟件、內部局域網絡加上二維的協(xié)同設計軟件系統(tǒng)組建成新的項目工作方式，將使企業(yè)能用比較低的成本大大提高設計項目的進度、質量和項目的管理水平［4］。

目前國內的設計院都已經普遍開展了協(xié)同設計，然而由于目前的技術、人員素質等一系列因素，使得協(xié)同設計在具體項目的操作過程中，仍然存在著一些問題，現實狀態(tài)與理論性的協(xié)同依然存在著一定的差距。求同存異，在確保良好體系化運作的前提下，保證各項目的正常進行，實現局部突破成為了一種更切合實際的解決方式。

1 基于設計院體制的協(xié)同設計模式

協(xié)同設計使設計的全流程做到統(tǒng)一化、規(guī)范化。協(xié)同的設計模式把工程的管理變得清晰，便于項目總負責人把握工程的進度及各個設計人員的勞動成果，合理分配其他工作。基于流程管控下的設計人員自主地對工程的進程做出必要的記錄。管理者縱觀項目文件夾就能了解工程的整個過程中的各個關鍵節(jié)點。各方意見都能很快找到出處，還原當時確定方案的過程，最大化地減少不必要的糾紛。其次專業(yè)間的溝通變得更加及時且便捷，實現了一改全改的聯(lián)動可能，減少圖紙漏洞［5］。

當然協(xié)同設計在使用過程中也存在著問題:比如對平臺硬件的配置不高;設計院體制下，一些舊有的畫圖習慣很難徹底改變;設計人員對文件標準的敏感度尚有待提高等。為了更好地實現協(xié)同設計的目標我們對設計院體制下協(xié)同平臺設置行進了部分總結。

1.1 協(xié)同平臺權限的組織與劃分

協(xié)同設計的核心是基于同一個工作平臺上的協(xié)作，我們設置了專門的信息化部門對此進行管理［6］。信息部會根據人員的專業(yè)類別以及人員職責等(項目總負責、專業(yè)負責人、設計人等)進行權限設置。例如協(xié)同平臺向參與本項目設計的全體人員開放，但僅允許對本專業(yè)內部的圖紙編輯、修改，而對其他三個專業(yè)僅為只讀。也可設置部分設計人員僅能修改自己設計的圖紙(實習生等)，而對其他圖紙為只讀權限。此部分的權限由項目負責人與信息部門溝通后發(fā)放。

1.2 制定統(tǒng)一的制圖標準

全體設計人員使用同一形式、版本的設計軟件，使用統(tǒng)一的基礎模版、打印樣式表等，確保出圖的質量以及圖紙的統(tǒng)一性?；A模版、打印樣式表是由院內專門部門制定并維護，一般設計人員直接使用。

圖1 利山大廈3#樓項目基礎框架

圖2 利山大廈3#樓樹形框架(部分)

1.3 建立統(tǒng)一的工作目錄

一個項目在設計初始便被自動劃分為若干的設計系統(tǒng):比如建筑系統(tǒng)便分圍了:綜合系統(tǒng)、總平面系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、立、剖面系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、立剖面外墻詳圖系統(tǒng)、構造詳圖系統(tǒng)等，初始的系統(tǒng)架構也可根據項目的復雜情況進一步擴充，如復雜屋面、幕墻系統(tǒng)、室內設計系統(tǒng)等。如圖1－ 圖2所示［7］。

1.4 工程圖紙的管理及工程進度和質量的控制

項目負責人根據工程建立合理的工作目錄，將多元化的工程單一化處理。將工作分配到各設計人，各分項不交叉、不重復，流水工作、快而不亂。例如核心筒詳圖、衛(wèi)生間詳圖等由單人獨立完成，如有相同僅需索引，避免重復工作。項目負責人通過文件系統(tǒng)隨時掌握工程進度，調整人員配置同時控制圖紙質量。

1.5 設計過程的回饋及溝通

協(xié)同設計的應用同樣可以使專業(yè)內及專業(yè)間的溝通變得及時而輕松，一目了然。僅需將問題用特定圖層(此圖層默認為不打印層，僅為標示問題及保留修改依據所用，定期整理成文字說明)標示，在避免由于溝通的不及時、不徹底而導致圖紙出現偏差、對不上的問題，同時保證意見順利得到反饋。

2 設計應用實踐—利山大廈項目

2.1 項目簡述

利山大廈是我院(北京市建筑設計研究院有限公司)承擔的一個大型的城市公寓式酒店項目。本項目位于東城區(qū)南小街西側，交通部大樓北側。總建筑面積為55 220.04 m2。地上建筑面積33 648.53 m2，地下21 571.51 m2。地上8－18 層，地下4 層。

此項目是一個典型的“平常新”式的項目。外表低調正常，但內部空間卻新穎多端，簡單的外表下，酒店戶型卻共有30 多種。協(xié)同設計成為了我們控制項目的關鍵，如圖3 所示。

圖3 利山大廈項目效果圖

2.2 深化設計過程中的協(xié)作與配合

對于協(xié)同設計的導向作用，建筑專業(yè)龍頭的優(yōu)勢明顯，帶動著整個設計團隊參與協(xié)同設計的建立與推動。各專業(yè)根據設計需要對系統(tǒng)進行拆分，將一個復雜的建筑拆分成一個個局部構件，從面到點的細化設計，最終從點到面的組合成完整的建筑單體。

在整個設計過程中，各專業(yè)之間相互影響、互存共生。其中建筑專業(yè)與結構專業(yè)聯(lián)系最為密切、關聯(lián)度最高。與其余兩個專業(yè)的聯(lián)系次之。建筑專業(yè)提供各專業(yè)深化使用的設計底圖，相關專業(yè)提供圖紙中的關鍵信息要點。為了讀者更好地理解協(xié)同設計的關鍵要素，我們以利山大廈設計實踐為例對協(xié)同設計中三個核心體系進行了總結。

2.2.1 建筑骨骼:結構支撐體系

(1)建筑與結構協(xié)同的特點

建筑圖中的結構墻柱－ 核心筒部分完全利用結構圖紙、梁板等次級結構構件使用覆蓋型參照用以核對，檢驗是否與管井洞口等相沖突問題，同時核算梁下凈高。

(2)不同設計階段的協(xié)同側重

方案階段結構側重方案的可行性及結構形式的控制，梁柱－核心筒墻厚為大體估算。施工圖階段詳細核算方案的可實施性，調整相應數值。在整個工程中，結構設計的可變性較小，需謹慎處理與結構相關的問題，盡早及時溝通，避免體系化影響，如圖4－5 所示。

圖4 結構首層頂板梁板圖

圖5 建筑二層平面圖

圖6 首層多聯(lián)機平面圖

2.2.2 建筑腸道及血管:機電豎向體系

(1)建筑與機電協(xié)同的特點

建筑底圖中需布置機電專業(yè)提供的主機房位置，核心筒中參照主要管井洞口，如核心筒處的正壓送風豎井、走廊排煙、水管井、強弱電小間。戶內小管井及配電柜由建筑與室內設計方溝通后預留，機電專業(yè)復核可行性。

(2)不同設計階段的協(xié)同側重

方案階段應確定主機房位置及面積，核心筒處管井大體布置。室內管井設備提供設計原則建筑暫定，專業(yè)復核。機電專業(yè)的可變性較大，彈性較高，可根據建筑方案的修改，調整機電方案，但圖紙修改量大，如圖6 所示。

2.2.3 建筑衣服:外圍護幕墻體系

(1)建筑外立面協(xié)同的特點

設計系統(tǒng)中，建筑的外立面控制是一個單獨的分支。包括建筑的各外圍立面、各層的外維護體系以及屋頂等部分。外立面的控制相對獨立專業(yè)的防雷，百葉口布置相關。

(2)不同設計階段的協(xié)同側重

外立面系統(tǒng)與規(guī)劃控制以及幕墻節(jié)點深化密切相關，密切關系到造價以及外觀效果。設計前期應著重控制限高、立面風格等要素，后期則應將重點放在外圍護結構與內部主體間的銜接關系，以及各種外部管線的包裹與走向控制方面，如圖7－8所示。

圖7 幕墻局部研究

圖8 建筑北立面圖

2.2.4 專業(yè)間協(xié)同的心得總結

專業(yè)間的協(xié)同使工程處于一種動態(tài)平衡中，及時而有效的溝通機制是工程設計的關鍵。項目負責人是一種總控的角色(把握方向)，項目劃分時間控制，由項目負責人負責溝通協(xié)調(控制專業(yè)的各重要節(jié)點)，準時更新圖紙，確保其他專業(yè)及時收到準確信息，同時作為專業(yè)負責人也應該了解其他專業(yè)在每個階段的側重點，有的放矢，使工程的協(xié)同設計穩(wěn)步向前;而作為設計人員需要嚴格按照協(xié)同設計的要求及相關操作(強化細節(jié))，保證圖紙的規(guī)范性、統(tǒng)一性，減少由于個人的原因，影響協(xié)同設計的順利進行。

3 協(xié)同設計中外部接口的協(xié)同

3.1 多專向顧問的配合模式

利山大廈項目是一個典型的多方合作項目，外立面顧問LWMA 建筑設計事務所，機電顧問方邁進工程咨詢有限公司，室內設計方梁志天室內設計公司，幕墻顧問－ 旭密林幕墻顧問等共同參與設計。

3.2 外部接口文件的特點及處理辦法

外來方不同的設計側重及繪制習慣，使得收到的圖紙在直接使用時往往會導致各種標準體系上的沖突。而由于業(yè)主的關注以及工程的不斷推進導致圖紙更新頻繁，這些都給協(xié)同設計帶來了很大的困難。而此類的外在條件又無法強行控制，只能自我消化。因此找到一條求同存異，簡便的對接方式就顯得尤為重要。利山大廈項目在與室內設計方溝通的過程中，此問題就顯得非常的突出。室內設計圖紙中包含的信息多，而且圖層設置不獨立，不同類型的圖塊線層有交叉，對出圖的設置造成了很大的困難。我們對此問題進行了如下的處置，研究外來文件與我方設置間的核心性差異，求同存異，僅對發(fā)生沖突的部分進行調整，統(tǒng)一簡化轉化步驟，用最簡化步驟達成轉化目的，并由專人負責。建立專門的協(xié)同文件夾體系保持隨時地更新，避免引用工作的無謂反復。

3.3 設計文件管理

根據必要的文件往來情況，我們將設計文件分為發(fā)出文件、收到文件，再分別設置各方文件夾，例如在收到文件下建立室內設計顧問、概算顧問、幕墻顧問、機電顧問等，然后在各顧問公司的文件夾下根據統(tǒng)一的格式再設置文件夾，例如20150621 室內戶型調整平面圖，20140802 主機房條件圖。時間+主要內容，便于以后檢索、查看。

4 結論

4.1 理論與實踐的平衡——求同存異

理想很豐滿，現實很骨感協(xié)同的理論看似已合理，但在實際工程的實踐過程中仍存在技術以及人員管理上的局限，致使協(xié)同設計的推進依然存在著不少實際操作中的困難。

強化管理基礎上求同存異，是我們應對這一現狀的必然。一個開放的可以自我更新的體系建設是我們應對變化的一個法寶。有效的協(xié)同體系，應該根據效率優(yōu)先原則逐漸進化。有利于體系發(fā)展的更高效的模式，會在應用過程中留下并逐步優(yōu)化。

4.2 時時協(xié)同與分階段更新

看似很簡單的問題實際卻很難實現，除建筑系統(tǒng)外，部分專業(yè)仍存在非時時更形的情況。無法做到時時協(xié)同。究其原因，網絡設施硬件、軟件平臺的局限固然是一方面。但更多的是相當部分的一線設計人員對標準化體系不敏感，對一些基礎性的操作命令還不熟悉造成的。基于效率原則的自我更新是我們對此的處置方式［8］。盡管，我們不強制要求所有的操作必須在協(xié)同平臺時時進行，但統(tǒng)一性的協(xié)同構架是強制性的。隨著更新頻率和輸出要求的提高，時時協(xié)同必然會展現出更高的效率與適應性。時時協(xié)同模式也必將全面替代分階段更新的舊有模式。

4.3 協(xié)同設計的展望

協(xié)同設計對建筑設計來說不可或缺，合理正確的使用協(xié)同設計，可以改變以往冗繁的設計工作，解放建筑師的雙手，讓建筑師有更多的時間去思考建筑本身的意義，提高方案的競爭力。同時建筑協(xié)同設計簡化了工程的管理，方便了項目負責人更好地了解項目的近況、以及工程的完成度，從而更好地控制工程的進度及圖紙的質量。也使得建筑師能夠與業(yè)主、政府管理部門、施工和材料設備等單位快速進行信息的溝通和反饋，優(yōu)質、高效地完成建設項目。更廣泛的協(xié)同設計是未來設計的必然方向，也是我們必須克服困難勇敢走下去的必經之路。

［1］郭秋華，袁海貝貝.當代建筑協(xié)同設計模式初探［J］.建筑與文化，2014(1).

［2］蔡玨.建筑協(xié)同設計初探.華中科技大學碩士論文，建筑設計及其理論，2005.

［3］鄧雪原，蘇昶，孫朋，王國儉.上?，F代建筑設計(集團)建筑協(xié)同設計平臺研究與應用［J］.土木建筑工程信息技術，2010，2(3):96－103.

［4］覃介進.二維建筑協(xié)同的應用與研究［J］.現代企業(yè)，2012(4).

［5］吳吉明.建筑信息模型系統(tǒng)(BIM)的本土化策略研究［J］.土木建筑工程信息技術，2011，3(3):45－52.

［6］陳宜.建筑協(xié)同設計的推廣［J］.中國建設信息，2010(2).

［7］吳吉明，張慶利等.BIAD 協(xié)同操作手冊2013 試行版.北京市建筑設計研究2013－04－10.

［8］吳吉明，倪琛，張慶利.整體式BIM—基于協(xié)同與替換模式的多平臺整合應用［J］.DADA2015 數字工廠國際會議論文集，2010.05.07.