互聯(lián)網+工程設計：現(xiàn)代設計的BIM云時代

文‖上海國資記者 陳怡璇

互聯(lián)網+工程設計：現(xiàn)代設計的BIM云時代

文‖上海國資記者 陳怡璇

BIM三維協(xié)同平臺注定將為工程設計企業(yè)帶來商業(yè)模式的轉型升級

作為建筑設計與工程咨詢行業(yè)的國內龍頭企業(yè),上?，F(xiàn)代建筑設計集團60多年以來,已累計完成3萬余項工程設計與咨詢工作。由曾經的“一字尺、三支筆”等簡單器具進行一維手工繪制和計算的工作模式,眼下已經發(fā)展到以BIM技術為核心的三維設計開發(fā)模式,并探索通過云平臺進軍資源整合時代。在這一迭代上升的過程中,“互聯(lián)網+”帶來的物理信息系統(tǒng)的蛻變和平臺思路的創(chuàng)新,起到了至關重要的作用。

協(xié)同設計革命

當前,國際建筑業(yè)普遍存在著產業(yè)效率危機,同時面臨向節(jié)能、綠色、可持續(xù)、全生命周期管理、全過程管理等理念迅速轉變的緊迫壓力。與制造業(yè)相比,建筑行業(yè)在生產效力以及信息技術的投入等方面均為劣勢,網絡信息化進程滯后,造成行業(yè)生產呈現(xiàn)低效、粗放等特點。

從設計行業(yè)的第一次“甩圖板”革命,即上世紀90年代初傳統(tǒng)計算機CAD繪圖替代手工紙筆繪圖計算；21世紀進入?yún)f(xié)同設計革命階段,進一步發(fā)展了CAD繪圖方式,即打通了建筑設計圖紙各專業(yè)團隊之間的合作,例如建筑、結構、水、暖、電等五大專業(yè),以拼裝繪制的模式完成整體圖紙。在以建筑專業(yè)為基礎的圖源圖紙上,其他專業(yè)團隊通過后臺數(shù)據(jù)的更改信息,均可直接反映在圖紙上。

“應用協(xié)同設計技術可直接提高設計效率達到25-30%?！鄙虾，F(xiàn)代建筑設計集團信息中心主任李嘉軍對《上海國資》表示,目前現(xiàn)代設計集團3000多名設計師中,每天協(xié)同設計平臺的同時使用人數(shù)約1600名。

“藍轉白”平臺

協(xié)同設計雖解決了圖紙載體的技術演變,但建筑設計的過程還包括其他內容,如工程相關的文檔、性能化分析計算書、設計依據(jù)性文件等,現(xiàn)代設計則通過“藍轉白”的信息技術平臺,集成在線工作狀態(tài),以實現(xiàn)設計無紙化的生產流程。

首先,2013年現(xiàn)代設計集團引入數(shù)字簽名技術。建筑設計實行企業(yè)和職業(yè)人員雙重資質控制的體系,對工程承擔終身負責的設計企業(yè)和設計師,需要對每張圖紙加蓋執(zhí)業(yè)章和公司出圖章?！耙砸粋€規(guī)模和難度中等程度的建筑項目來說,大約需要500張設計硫酸紙,每張圖紙平均需加蓋30個簽章,則共簽章15000個,甚至企業(yè)還設立了專門負責加蓋出圖章的工作人員。而對于校對、審核等后續(xù)質量控制流程的人員均須簽字,簽章工作極大地影響了效率。”李嘉軍表示。

現(xiàn)代設計通過采用電子簽名的方式,向所有需簽章的人員發(fā)放Ukey,通過接入Ukey的“藍轉白”平臺,設計或審核人員只需要登錄用戶密碼點擊確認即可實現(xiàn)批量簽章的流程。

“目前現(xiàn)代設計集團超過50%的項目是外地項目,過去都是先在上海集團總部打印出硫酸紙后,經過曬圖得到藍圖,加蓋簽章后快遞至外地項目業(yè)主手中。在圖紙運輸過程中不僅出現(xiàn)流失的情況,且有的大型項目圖紙可能會載滿一卡車?！崩罴诬姳硎?此外,現(xiàn)代設計集團在外地設立了29個分支機構,當遇到某些項目需要總部的設計支持和校對審核時,分居兩地的設計人員、校對和審核人員的簽章工作量難以想象。

其次,在圖紙輸出模式上,2014年現(xiàn)代設計集團實現(xiàn)“藍轉白”,即不再需要感光紙曬圖,而是直接通過工業(yè)打印機將圖紙內容打印在白紙上。2012年住建部委托現(xiàn)代設計集團開展“白圖替代藍圖對策研究”的課題研究；此后,2013年現(xiàn)代設計集團開始自行研發(fā)和測試“藍轉白”系統(tǒng),并于2014年開展項目試點,預計2015年將在全集團實現(xiàn)全面推廣。

實際上,2011年現(xiàn)代設計集團即已開展數(shù)字化檔案的研究,這為“藍轉白”奠定了技術基礎,以解決知識管理的難題。

“設計企業(yè)的檔案管理存在三性問題,即一致性、完整性和及時性。一方面,CAD電子設計版本常常與硫酸紙之間存在差別,隨意刮改硫酸紙的現(xiàn)象突出；另一方面,紙質檔案的事后歸檔常發(fā)生丟失的問題；此外,建筑項目周期較長,及時性難以保障?！崩罴诬姳硎?。

而設計過程數(shù)字化以后歸檔則實現(xiàn)源頭采集,對于設計全流程中會產生的55類文檔和90個信息點,在每一個設計環(huán)節(jié)就完成文檔的系統(tǒng)錄入；對于外部檔案,例如業(yè)務合同、設計任務書、規(guī)劃控制條件等文件,則通過掃描上傳到系統(tǒng)中。

“何時產生檔案,就何時采集數(shù)據(jù)；不再打印硫酸紙,對于數(shù)據(jù)的修改則直接在系統(tǒng)中完成,再打印到白圖上；然后通過‘藍轉白’平臺實現(xiàn)線上知識檔案的共享?！崩罴诬姳硎?。

此外,精細化項目管理的要求,造就了現(xiàn)代設計完工百分比確認收入的方式,以項目實際完成工時比例同步確認收入。目前“藍轉白”平臺系統(tǒng)與EBM電子商務管理平臺實現(xiàn)對接和集成,對于“藍轉白”系統(tǒng)中具體生產項目的人員,則直接由EBM系統(tǒng)實現(xiàn)工作量分配；而EBM對于確認員工收入也可以精確地追溯至“藍轉白”具體項目中查看人員的參與情況。

由于人員填報工時具備一定的主觀性,但通過參考“藍轉白”平臺中其他設計師參與項目的效率情況,提升發(fā)現(xiàn)和糾正工時填報差錯的可能。

BIM三維展望

從甩圖板到協(xié)同設計,直至“藍轉白”平臺,僅停留在二維；而BIM建筑信息模型（Building Information Modeling）則實現(xiàn)了由CAD設計的“點”向協(xié)同設計的“面”、直至三維設計的“立體”轉變。

BIM三維協(xié)同平臺通過與業(yè)主、總包、建材、設備供應商、物業(yè)運營公司以及政府等多方數(shù)據(jù)和角色的匯集,建立了整個工程參與方共同開發(fā)的模式,各方通過BIM平臺獲取信息并各自完善平臺信息的內容,較協(xié)同設計的參與群體和外延更加廣泛。

“現(xiàn)代設計最早從2006年涉足BIM，是源自上海世博會特殊造型的困難,二維設計圖無法滿足設計要求,2010年集團組建專門團隊進行研發(fā)實踐。目前集團已承擔上海市BIM地方標準的編制工作,以及‘十三五’BIM建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃的起草?！崩罴诬姳硎?通過BIM技術完成的項目近百項,例如上海市BIM示范項目瑞金醫(yī)院質子中心、世博會博物館項目等。

BIM的理論出發(fā)點在于建筑物建成之前,通過數(shù)字化模擬提前發(fā)現(xiàn)并解決建筑設計和建造過程中的各種問題。而按照二維設計的施工圖紙,則無法提前預見埋在墻內和地下管道的設計問題,常常使得施工企業(yè)發(fā)生悶包的情況,也是目前國內中標的建筑工程總包合同預算一再被突破的原因。

“當完成虛擬建筑物的設計時,由于建材供應商等各方參與,建筑材料、設備等清晰明了,建筑工程量和成本可控可知?！崩罴诬姳硎尽?/p>

然而需要承認的是,目前BIM發(fā)展面臨諸多制約因素。一方面,在建筑設計、總包、物業(yè)運營的全產業(yè)鏈中,各方割裂,整體過程缺乏全面負責人,過程損耗嚴重。另一方面,利益分配也是原因之一。BIM需要前期投入大量精力和資金,因此前期設計企業(yè)付出的成本較高,但獲得的收益卻未能同比體現(xiàn),設計收費模式過時,設計師由此缺乏積極性。此外,由于前端設計企業(yè)不掌握施工需求,施工企業(yè)不掌握運營需求,因此很多信息無法及時反饋。

美國IPD項目集成交付模式,則解決了投入和利益分成的困境。按照傳統(tǒng)模式建造一棟房屋需一億美元的成本計算,由設計方、總包、物業(yè)等各方組成利益共同體,進行前期投入,并約定按照BIM模式開展項目,與傳統(tǒng)開發(fā)建造模式的一億美元相比必將節(jié)省較大費用,對于節(jié)省下來的資金按照事先約定的比例,明確激勵回報。

同時,目前BIM缺乏公認的評價體系,但國內BIM技術熱度已遠超過國際市場。中國BIM項目應用的技術能力和水平當屬一流,但集成化、系統(tǒng)性應用較差,低層次重復建設的單一BIM應用項目較多。

然而未來BIM三維協(xié)同平臺注定將為工程設計企業(yè)帶來商業(yè)模式的轉型升級。除了以物業(yè)商牽頭開展BIM全產業(yè)鏈拓展的路徑外,設計企業(yè)也逐漸探索牽頭打通BIM后端資源。目前現(xiàn)代設計正在探索BIM與EPC項目總承包結合的范式,試圖將觸角延伸到總包階段的盈利分成；此外,現(xiàn)代設計集團旗下有一家新時代物業(yè)公司,目前也逐漸探索BIM與物業(yè)運營的結合，為向集團外的物業(yè)運營市場進軍提供核心競爭力。

此外,BIM服務打通了另一條商業(yè)模式。針對不同建筑類型,例如醫(yī)院、住宅等,可以建立不同的BIM三維模型標準構件庫,不同工程可重復利用三維構件,只需根據(jù)工程情況稍作參數(shù)調整。BIM內容服務的銷售業(yè)務,這是BIM新產業(yè)所帶來的價值延伸。

“為了適應全國性分支機構的設計需求,BIM的推廣必須要走上云端,云計算應用將是現(xiàn)代設計集團的下一步投入重點,2015年開始試點企業(yè)私有云和混有云,打造現(xiàn)代設計的BIM云時代?！崩罴诬姳硎尽?/p>