BIM平臺(tái)下建筑設(shè)計(jì)信息低效傳遞研究

苑東亮 薛美玲

（河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

現(xiàn)階段隨著建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的引進(jìn)，建筑行業(yè)發(fā)展得越來(lái)越智能化，尤其在建筑信息共享方面得到了更高層次的提升。特別是BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用使建筑設(shè)計(jì)達(dá)到了較為成熟的階段，但是在運(yùn)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段各專業(yè)間的信息傳遞效率低。國(guó)外學(xué)者Choi和Kim[1]提出了一種高效管理標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙信息和建筑文檔信息的體系。Nepal[2]等指出從BIM模型中提取特定的施工信息仍然是具有挑戰(zhàn)性的。國(guó)內(nèi)學(xué)者陳家燁[3]針對(duì)超高層建筑自主開(kāi)發(fā)了信息交互平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中信息穩(wěn)定傳遞。吳雙月[4]針對(duì)建筑領(lǐng)域編碼形式不統(tǒng)一，不能有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)信息傳遞，研究出一套適合建筑部品信息的編碼體系。何紹華[5]等從認(rèn)知、技術(shù)、社會(huì)三方面進(jìn)行信息損失分析，詳細(xì)地分析了信息損失的原因、信息損失環(huán)節(jié)，應(yīng)用理論與實(shí)踐的方法探討了信息損失的具體過(guò)程。于堯[6]從信源、編碼、信道、譯碼、信宿等方面分析了信息傳遞低效的原因，提出重視信息共享理念?；诖?，本文首先分析影響B(tài)IM平臺(tái)下建筑設(shè)計(jì)信息低效傳遞的原因，然后有針對(duì)性地提出解決方案，以提高設(shè)計(jì)信息在BIM平臺(tái)下的傳遞效率。

1.BIM平臺(tái)下建筑信息低效傳遞的原因

BIM平臺(tái)包含各類設(shè)計(jì)軟件，即Revit、CAD、Bentiey等，建筑項(xiàng)目在進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思時(shí)需將前期收集到的各方信息匯總于BIM平臺(tái)，利用平臺(tái)中的設(shè)計(jì)軟件對(duì)收集到的信息進(jìn)行編輯、共享與傳遞。而在進(jìn)行設(shè)計(jì)信息共享與傳遞過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，BIM平臺(tái)的設(shè)計(jì)信息共享程度低且信息傳遞效率低。對(duì)于此現(xiàn)狀，通過(guò)與專家學(xué)者交流，初步歸納出影響B(tài)IM平臺(tái)下設(shè)計(jì)階段信息傳遞效率的因素，主要包括以下幾方面。

1.1 政府政策層面

政府是建筑市場(chǎng)發(fā)展的隱形推手，有關(guān)BIM建筑政策的出臺(tái)都著實(shí)影響著建筑發(fā)展的方向。對(duì)于BIM新技術(shù)的引進(jìn)，政府還處于模仿與摸索階段，未能成功地解決當(dāng)前中國(guó)化形式下BIM的發(fā)展問(wèn)題。而B(niǎo)IM平臺(tái)下設(shè)計(jì)信息傳遞低效的主要原因在于政府政策的盲從性，將國(guó)外BIM標(biāo)準(zhǔn)稍作修改后當(dāng)作我國(guó)建筑行業(yè)BIM的發(fā)展規(guī)范，要求各建筑單位按照該文件進(jìn)行實(shí)施，導(dǎo)致設(shè)計(jì)信息在傳遞過(guò)程中沒(méi)有先例可尋，進(jìn)而人員便依據(jù)自己的觀念進(jìn)行信息的傳遞，導(dǎo)致設(shè)計(jì)信息在傳遞過(guò)程中發(fā)生偏差以及丟失。2016年8月23日新出臺(tái)的 《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》要求在“十三五”期間全面提高建筑業(yè)信息化水平，增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化飛速發(fā)展，初步建成一體化行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)平臺(tái)。雖然新政策中明確提出加強(qiáng)建筑行業(yè)信息化發(fā)展，但是運(yùn)用于建筑行業(yè)中的BIM實(shí)施細(xì)則標(biāo)準(zhǔn)仍然處于一片空白中，仍未得到解決。

2.2 前期信息收集層面

建筑項(xiàng)目前期收集的信息都要匯總到BIM平臺(tái)，而這個(gè)前期信息收集的飽滿程度直接影響了BIM平臺(tái)下設(shè)計(jì)軟件的工作效率。一般情況下，建筑設(shè)計(jì)分為三個(gè)步驟：前期調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)，BIM平臺(tái)對(duì)于前期信息的收集也要從這三個(gè)方面進(jìn)行考慮。前期調(diào)研主要考慮自然環(huán)境條件和人文環(huán)境條件。自然環(huán)境條件需要從項(xiàng)目所處的區(qū)域范圍、建設(shè)項(xiàng)目的地形地貌、地質(zhì)條件、氣候條件、周邊道路交通情況等進(jìn)行信息的收集；人文環(huán)境需要從城市的性質(zhì)、城市規(guī)模、城市的地方地貌特色等進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)信息的收集。方案設(shè)計(jì)需要從城市風(fēng)貌特色、周邊環(huán)境、建筑功能、建筑構(gòu)成理念、結(jié)構(gòu)形式、建筑技術(shù)、地方特色等方面進(jìn)行相關(guān)信息的收集。施工圖設(shè)計(jì)主要是依據(jù)前期的收集信息，對(duì)工程設(shè)備各構(gòu)件尺寸、水暖電的安置進(jìn)行精確尺寸的調(diào)整。由于在前兩個(gè)階段設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的設(shè)計(jì)信息牽涉甚廣，導(dǎo)致前期收集到的信息不夠完整，使得匯總于BIM平臺(tái)下的信息存在缺失，BIM平臺(tái)下的設(shè)計(jì)軟件對(duì)缺失的信息進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)過(guò)程中不能高度辨識(shí)，這就造成施工圖設(shè)計(jì)發(fā)生偏差。不斷對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改，造成項(xiàng)目時(shí)間成本的浪費(fèi)。

1.3 BIM軟件層面

BIM平臺(tái)是處理各方信息的中心平臺(tái)，平臺(tái)下各軟件處理信息的能力直接決定了信息傳遞效率。目前影響B(tài)IM軟件下信息傳遞效率的因素集中體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，BIM平臺(tái)開(kāi)發(fā)不完善使得各專業(yè)、各程序信息不能相互兼容。BIM平臺(tái)由眾多的數(shù)據(jù)軟件組成，存儲(chǔ)在Revit、CAD、Bentley等軟件中不同專業(yè)間的數(shù)據(jù)信息不能自動(dòng)識(shí)別并利用，這歸結(jié)于BIM平臺(tái)開(kāi)發(fā)不完善所致。第二，BIM構(gòu)件庫(kù)不完整。BIM軟件最大的便利在于它強(qiáng)大的構(gòu)件庫(kù)滿足不同構(gòu)件規(guī)格尺寸的需求，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的BIM構(gòu)件庫(kù)還只是停留在開(kāi)發(fā)狀態(tài)，只有少量的構(gòu)件尺寸可以套用，其他規(guī)格的構(gòu)件尺寸需要人為的二次修改，手動(dòng)編程的時(shí)間便是造成信息低效傳遞的因素。第三，軟件出圖不統(tǒng)一。正如第一條因素所說(shuō)，影響B(tài)IM平臺(tái)下傳遞信息效率的軟件眾多，它們不僅有著不同的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于最終建筑設(shè)計(jì)出圖也不相同。不同的軟件有著不同的語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，繪制的設(shè)計(jì)圖紙就不同，這就需要技術(shù)人員在識(shí)圖過(guò)程中花費(fèi)大量的時(shí)間對(duì)圖紙進(jìn)行校準(zhǔn)，直接降低了信息的傳遞效率。

1.4 人員技術(shù)層面

BIM平臺(tái)下軟件對(duì)信息的處理離不開(kāi)技術(shù)人員的操作，技術(shù)人員對(duì)項(xiàng)目的處理能力直接影響著設(shè)計(jì)信息傳遞的效率，尤其技術(shù)人員對(duì)項(xiàng)目的處理能力、對(duì)信息的接受理解能力、自身的業(yè)務(wù)綜合能力。參與人員對(duì)項(xiàng)目的處理能力不同直接決定著設(shè)計(jì)信息的傳遞效率，而且項(xiàng)目的每個(gè)參與者對(duì)信息的理解接受能力不一樣，對(duì)信息的敏感性不同，直接使工作人員在向后方傳遞信息時(shí)發(fā)生人為的解讀，導(dǎo)致信息不能完整地向后傳遞。除此之外，技術(shù)人員的業(yè)務(wù)綜合能力也是其中的主要因素。技術(shù)人員的綜合素質(zhì)直接影響著設(shè)計(jì)信息傳遞的快慢，這與技術(shù)人員的處事作風(fēng)、技術(shù)能力、語(yǔ)言能力有著密不可分的關(guān)系。就是這些看似簡(jiǎn)單的因素，便是造成設(shè)計(jì)信息傳遞低效的人為因素。

2.規(guī)避設(shè)計(jì)信息低效傳遞的建議

2.1 完善法律法規(guī)

現(xiàn)階段影響設(shè)計(jì)信息傳遞效率的主要因素是政府政策層面，由于政府對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)尚處于摸索階段。當(dāng)務(wù)之急需要從兩大方面加強(qiáng)法律法規(guī)的完善，即BIM新標(biāo)準(zhǔn)和建筑信息產(chǎn)權(quán)政策。

2.1 .1頒布BIM新標(biāo)準(zhǔn)

BIM新標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)從四個(gè)方面進(jìn)行考慮：第一，能將我國(guó)傳統(tǒng)建筑標(biāo)準(zhǔn)與BIM新標(biāo)準(zhǔn)相融合，做到無(wú)縫銜接。第二，明確規(guī)定設(shè)計(jì)信息收集范圍、存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)以及傳遞路徑與傳遞方，明確BIM平臺(tái)下設(shè)計(jì)階段信息的傳遞界限與內(nèi)容。第三，明確BIM平臺(tái)下各參與方的具體責(zé)任與權(quán)限，促進(jìn)設(shè)計(jì)信息的傳遞。第四，新的BIM標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合大數(shù)據(jù)、云數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合多方因素考慮制定的BIM標(biāo)準(zhǔn)不僅符合中國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，而且有助于規(guī)范建筑業(yè)設(shè)計(jì)信息的傳遞。

2.1 .2建筑信息產(chǎn)權(quán)政策

由于建筑信息包含的內(nèi)容多、牽涉的專業(yè)多，使得BIM平臺(tái)下調(diào)用信息時(shí)容易發(fā)生信息的侵權(quán)與篡改。為了合理地保護(hù)建筑信息的隱私性及合法性，需要出臺(tái)基于BIM平臺(tái)下的建筑信息產(chǎn)權(quán)政策來(lái)保護(hù)合法信息。建筑信息產(chǎn)權(quán)政策特指在信息收集、存儲(chǔ)、傳遞的全過(guò)程中明確各個(gè)步驟信息的獨(dú)占性。建筑信息產(chǎn)權(quán)政策對(duì)于BIM平臺(tái)下的設(shè)計(jì)信息應(yīng)明確規(guī)定信息的獨(dú)占性、特有性、時(shí)間性。

獨(dú)占性：即只對(duì)建筑信息有權(quán)利人才能享有，其他人不經(jīng)權(quán)利人許可不得擅自在BIM平臺(tái)以非法手段獲取信息，甚至對(duì)該信息進(jìn)行編輯篡改。

特有性：建筑項(xiàng)目的特征即特有性，與之其攜帶的信息毋庸置疑也是特有的，不可將BIM平臺(tái)下本項(xiàng)目的信息竊取使用到其他項(xiàng)目中。

時(shí)間性：建筑信息所有者對(duì)BIM平臺(tái)下的建筑信息將會(huì)在特定時(shí)間段供大家查看，一旦超過(guò)訪問(wèn)時(shí)間，就會(huì)受到信息訪問(wèn)限制，如若需要可對(duì)信息所有者進(jìn)行訪問(wèn)申請(qǐng)。

2.2 設(shè)計(jì)信息集成化管理

建筑項(xiàng)目在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合眾多信息，而這些信息量大且復(fù)雜，不易于收集與存儲(chǔ)。對(duì)此，需要借助BIM平臺(tái)按照信息的攜帶性進(jìn)行設(shè)計(jì)信息的收集與存儲(chǔ)，即對(duì)連續(xù)信息、離散信息進(jìn)行分別收集與存儲(chǔ)，從信息本質(zhì)上提高設(shè)計(jì)信息的傳遞效率。

2.2.1 連續(xù)信息

按照BIM新標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計(jì)信息規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)中所需的信息進(jìn)行收集，針對(duì)某一點(diǎn)采取橫向鋪張與縱向深挖的方式將有關(guān)的連續(xù)信息收集，這種一點(diǎn)帶線再帶面的收集方式能最大程度地收集到完整的信息。將收集到的信息存儲(chǔ)于BIM平臺(tái)下，按照BIM平臺(tái)下信息的內(nèi)容、信息的屬性、信息的使用環(huán)境進(jìn)行存放。這種存放標(biāo)準(zhǔn)有利于后期人員快速精確地找到所需的信息，而且還有利于信息的保存。

2.2.2 離散信息

建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)收集的信息也有單獨(dú)離散存在的，對(duì)于毫無(wú)規(guī)律存在的設(shè)計(jì)信息需要花費(fèi)較多的時(shí)間進(jìn)行收集。對(duì)于離散的建筑信息可以結(jié)合BIM平臺(tái)下信息存儲(chǔ)的完整性考慮，對(duì)于存儲(chǔ)的每個(gè)信息匣子進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，從建筑項(xiàng)目的內(nèi)容、時(shí)間、作用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)收集，再將收集到的離散信息存儲(chǔ)到BIM平臺(tái)下相對(duì)應(yīng)的信息匣子中，完善BIM平臺(tái)下每個(gè)信息匣子的完整度。離散信息的收集常用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行，雖然過(guò)程復(fù)雜、歷時(shí)久，但能對(duì)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用，完整的信息是提高信息傳遞效率的基礎(chǔ)。

2.3 加強(qiáng)軟件功能

BIM軟件層面是影響設(shè)計(jì)信息傳遞低效最直接的因素，這就要求從BIM軟件層面進(jìn)行功能的深度開(kāi)發(fā)，需要增強(qiáng)軟件的兼容性以及豐富與完善BIM族庫(kù)。

2.3.1 軟件的兼容性

由于BIM平臺(tái)下設(shè)計(jì)軟件眾多，因此需要加強(qiáng)BIM平臺(tái)下各種設(shè)計(jì)軟件間的兼容性。第一，各軟件按照國(guó)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(Industry Foundation Classes，IFC)進(jìn)行存儲(chǔ)，IFC規(guī)范下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)既能方便各軟件相互識(shí)別又能加強(qiáng)軟件間數(shù)據(jù)的交流與共享。第二，設(shè)置軟件訪問(wèn)通道。在進(jìn)行本項(xiàng)目BIM平臺(tái)搭建時(shí)，項(xiàng)目?jī)?nèi)涵蓋的各參與方都必須以管理員的身份進(jìn)行各項(xiàng)操作，這樣就能對(duì)所需數(shù)據(jù)在特定的訪問(wèn)通道內(nèi)進(jìn)行快速數(shù)據(jù)地訪問(wèn)，不僅有利于軟件的兼容還有利于保護(hù)地隱私性，同時(shí)還能增強(qiáng)軟件間信息交流的效率。

2.3.2 豐富BIM族庫(kù)

BIM平臺(tái)下軟件族庫(kù)的不完善也是致使設(shè)計(jì)信息傳遞低效的原因，豐富的BIM族庫(kù)能有效地解決信息低效傳遞。各個(gè)設(shè)計(jì)軟件下都有相應(yīng)的構(gòu)建族庫(kù)，而這些族庫(kù)目前能加載一些普通規(guī)格的尺寸參數(shù)，所以需要結(jié)合項(xiàng)目的特征在相應(yīng)的族庫(kù)里補(bǔ)全該項(xiàng)目所需參數(shù)，并將補(bǔ)全的參數(shù)設(shè)置成普通參數(shù)加以保存，以便日后重復(fù)提取使用。另外，BIM軟件族庫(kù)除了補(bǔ)全普通構(gòu)件的參數(shù)外，還需添加特殊構(gòu)件屬性。將項(xiàng)目中特殊構(gòu)件的信息創(chuàng)建成新的族庫(kù)，特殊構(gòu)件族庫(kù)隨著項(xiàng)目的進(jìn)行不斷完善。豐富的BIM族庫(kù)是提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率、減少項(xiàng)目時(shí)間成本的有效方式。

2.4 增強(qiáng)人員綜合素質(zhì)

2.4.1 增強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)

在建筑項(xiàng)目中對(duì)于參與BIM技術(shù)的工作人員必須加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)理論，在現(xiàn)實(shí)工作中，BIM參與人員很大一部分是半道出家，對(duì)于BIM理論只知道一點(diǎn)皮毛，更不用說(shuō)能很好地理解并且應(yīng)用它。所以，對(duì)于參與BIM的工作人員需要定期進(jìn)行理論知識(shí)的傳授，同時(shí)進(jìn)行考核，加強(qiáng)他們的自主學(xué)習(xí)的能力，只有理論知識(shí)豐富了，才能更好地應(yīng)用BIM技術(shù)于實(shí)踐中。

2.4.2 提高業(yè)務(wù)處理能力

項(xiàng)目參與人員在理論知識(shí)豐富的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行實(shí)際操作能力的訓(xùn)練，即業(yè)務(wù)能力。一方面，為了快速地提高他們的業(yè)務(wù)處理能力，可以以師帶徒的方式進(jìn)行一對(duì)一的業(yè)務(wù)輔導(dǎo)，能快速地增強(qiáng)他們的業(yè)務(wù)能力。另一方面，可以分配小的項(xiàng)目給初學(xué)者，讓他們進(jìn)行單獨(dú)跟進(jìn)，培養(yǎng)他們的綜合思考與處理能力，有利于提升個(gè)人的整體綜合能力。個(gè)人綜合能力得到了提升，對(duì)于項(xiàng)目的處理能力也會(huì)提高。

3.總結(jié)

總結(jié)BIM平臺(tái)下設(shè)計(jì)信息傳遞低效的原因，進(jìn)而對(duì)原因進(jìn)行分析，主要包括政府政策層面、信息集成管理層面、BIM軟件層面、人員技術(shù)層面，從而提出相應(yīng)的解決方案，從完善法律法規(guī)、信息集成化收集、加強(qiáng)軟件協(xié)同共享、增強(qiáng)人員綜合素質(zhì)四個(gè)方面加強(qiáng)設(shè)計(jì)信息傳遞的效率，解決低效傳遞的障礙。

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