互聯(lián)網(wǎng)+工程設(shè)計(jì)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)的BIM云時(shí)代

文‖上海國(guó)資記者 陳怡璇

互聯(lián)網(wǎng)+工程設(shè)計(jì)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)的BIM云時(shí)代

文‖上海國(guó)資記者 陳怡璇

BIM三維協(xié)同平臺(tái)注定將為工程設(shè)計(jì)企業(yè)帶來(lái)商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)

作為建筑設(shè)計(jì)與工程咨詢(xún)行業(yè)的國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè),上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)60多年以來(lái),已累計(jì)完成3萬(wàn)余項(xiàng)工程設(shè)計(jì)與咨詢(xún)工作。由曾經(jīng)的“一字尺、三支筆”等簡(jiǎn)單器具進(jìn)行一維手工繪制和計(jì)算的工作模式,眼下已經(jīng)發(fā)展到以BIM技術(shù)為核心的三維設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模式,并探索通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)軍資源整合時(shí)代。在這一迭代上升的過(guò)程中,“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來(lái)的物理信息系統(tǒng)的蛻變和平臺(tái)思路的創(chuàng)新,起到了至關(guān)重要的作用。

協(xié)同設(shè)計(jì)革命

當(dāng)前,國(guó)際建筑業(yè)普遍存在著產(chǎn)業(yè)效率危機(jī),同時(shí)面臨向節(jié)能、綠色、可持續(xù)、全生命周期管理、全過(guò)程管理等理念迅速轉(zhuǎn)變的緊迫壓力。與制造業(yè)相比,建筑行業(yè)在生產(chǎn)效力以及信息技術(shù)的投入等方面均為劣勢(shì),網(wǎng)絡(luò)信息化進(jìn)程滯后,造成行業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)低效、粗放等特點(diǎn)。

從設(shè)計(jì)行業(yè)的第一次“甩圖板”革命,即上世紀(jì)90年代初傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)CAD繪圖替代手工紙筆繪圖計(jì)算；21世紀(jì)進(jìn)入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)革命階段,進(jìn)一步發(fā)展了CAD繪圖方式,即打通了建筑設(shè)計(jì)圖紙各專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)之間的合作,例如建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等五大專(zhuān)業(yè),以拼裝繪制的模式完成整體圖紙。在以建筑專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)的圖源圖紙上,其他專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)的更改信息,均可直接反映在圖紙上。

“應(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)可直接提高設(shè)計(jì)效率達(dá)到25-30%。”上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)信息中心主任李嘉軍對(duì)《上海國(guó)資》表示,目前現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)3000多名設(shè)計(jì)師中,每天協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的同時(shí)使用人數(shù)約1600名。

“藍(lán)轉(zhuǎn)白”平臺(tái)

協(xié)同設(shè)計(jì)雖解決了圖紙載體的技術(shù)演變,但建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程還包括其他內(nèi)容,如工程相關(guān)的文檔、性能化分析計(jì)算書(shū)、設(shè)計(jì)依據(jù)性文件等,現(xiàn)代設(shè)計(jì)則通過(guò)“藍(lán)轉(zhuǎn)白”的信息技術(shù)平臺(tái),集成在線工作狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)無(wú)紙化的生產(chǎn)流程。

首先,2013年現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)引入數(shù)字簽名技術(shù)。建筑設(shè)計(jì)實(shí)行企業(yè)和職業(yè)人員雙重資質(zhì)控制的體系,對(duì)工程承擔(dān)終身負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)企業(yè)和設(shè)計(jì)師,需要對(duì)每張圖紙加蓋執(zhí)業(yè)章和公司出圖章。“以一個(gè)規(guī)模和難度中等程度的建筑項(xiàng)目來(lái)說(shuō),大約需要500張?jiān)O(shè)計(jì)硫酸紙,每張圖紙平均需加蓋30個(gè)簽章,則共簽章15000個(gè),甚至企業(yè)還設(shè)立了專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)加蓋出圖章的工作人員。而對(duì)于校對(duì)、審核等后續(xù)質(zhì)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(shè)計(jì)通過(guò)采用電子簽名的方式,向所有需簽章的人員發(fā)放Ukey,通過(guò)接入U(xiǎn)key的“藍(lán)轉(zhuǎn)白”平臺(tái),設(shè)計(jì)或?qū)徍巳藛T只需要登錄用戶(hù)密碼點(diǎn)擊確認(rèn)即可實(shí)現(xiàn)批量簽章的流程。

“目前現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)超過(guò)50%的項(xiàng)目是外地項(xiàng)目,過(guò)去都是先在上海集團(tuán)總部打印出硫酸紙后,經(jīng)過(guò)曬圖得到藍(lán)圖,加蓋簽章后快遞至外地項(xiàng)目業(yè)主手中。在圖紙運(yùn)輸過(guò)程中不僅出現(xiàn)流失的情況,且有的大型項(xiàng)目圖紙可能會(huì)載滿(mǎn)一卡車(chē)。”李嘉軍表示,此外,現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)在外地設(shè)立了29個(gè)分支機(jī)構(gòu),當(dāng)遇到某些項(xiàng)目需要總部的設(shè)計(jì)支持和校對(duì)審核時(shí),分居兩地的設(shè)計(jì)人員、校對(duì)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(shè)計(jì)集團(tuán)實(shí)現(xiàn)“藍(lán)轉(zhuǎn)白”,即不再需要感光紙曬圖,而是直接通過(guò)工業(yè)打印機(jī)將圖紙內(nèi)容打印在白紙上。2012年住建部委托現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)開(kāi)展“白圖替代藍(lán)圖對(duì)策研究”的課題研究；此后,2013年現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)開(kāi)始自行研發(fā)和測(cè)試“藍(lán)轉(zhuǎn)白”系統(tǒng),并于2014年開(kāi)展項(xiàng)目試點(diǎn),預(yù)計(jì)2015年將在全集團(tuán)實(shí)現(xiàn)全面推廣。

實(shí)際上,2011年現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)即已開(kāi)展數(shù)字化檔案的研究,這為“藍(lán)轉(zhuǎn)白”奠定了技術(shù)基礎(chǔ),以解決知識(shí)管理的難題。

“設(shè)計(jì)企業(yè)的檔案管理存在三性問(wèn)題,即一致性、完整性和及時(shí)性。一方面,CAD電子設(shè)計(jì)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(zhì)檔案的事后歸檔常發(fā)生丟失的問(wèn)題；此外,建筑項(xiàng)目周期較長(zhǎng),及時(shí)性難以保障。”李嘉軍表示。

而設(shè)計(jì)過(guò)程數(shù)字化以后歸檔則實(shí)現(xiàn)源頭采集,對(duì)于設(shè)計(jì)全流程中會(huì)產(chǎn)生的55類(lèi)文檔和90個(gè)信息點(diǎn),在每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就完成文檔的系統(tǒng)錄入；對(duì)于外部檔案,例如業(yè)務(wù)合同、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、規(guī)劃控制條件等文件,則通過(guò)掃描上傳到系統(tǒng)中。

“何時(shí)產(chǎn)生檔案,就何時(shí)采集數(shù)據(jù)；不再打印硫酸紙,對(duì)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(guò)‘藍(lán)轉(zhuǎn)白’平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線上知識(shí)檔案的共享。”李嘉軍表示。

此外,精細(xì)化項(xiàng)目管理的要求,造就了現(xiàn)代設(shè)計(jì)完工百分比確認(rèn)收入的方式,以項(xiàng)目實(shí)際完成工時(shí)比例同步確認(rèn)收入。目前“藍(lán)轉(zhuǎn)白”平臺(tái)系統(tǒng)與EBM電子商務(wù)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)接和集成,對(duì)于“藍(lán)轉(zhuǎn)白”系統(tǒng)中具體生產(chǎn)項(xiàng)目的人員,則直接由EBM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作量分配；而EBM對(duì)于確認(rèn)員工收入也可以精確地追溯至“藍(lán)轉(zhuǎn)白”具體項(xiàng)目中查看人員的參與情況。

由于人員填報(bào)工時(shí)具備一定的主觀性,但通過(guò)參考“藍(lán)轉(zhuǎn)白”平臺(tái)中其他設(shè)計(jì)師參與項(xiàng)目的效率情況,提升發(fā)現(xiàn)和糾正工時(shí)填報(bào)差錯(cuò)的可能。

BIM三維展望

從甩圖板到協(xié)同設(shè)計(jì),直至“藍(lán)轉(zhuǎn)白”平臺(tái),僅停留在二維；而B(niǎo)IM建筑信息模型（Building Information Modeling）則實(shí)現(xiàn)了由CAD設(shè)計(jì)的“點(diǎn)”向協(xié)同設(shè)計(jì)的“面”、直至三維設(shè)計(jì)的“立體”轉(zhuǎn)變。

BIM三維協(xié)同平臺(tái)通過(guò)與業(yè)主、總包、建材、設(shè)備供應(yīng)商、物業(yè)運(yùn)營(yíng)公司以及政府等多方數(shù)據(jù)和角色的匯集,建立了整個(gè)工程參與方共同開(kāi)發(fā)的模式,各方通過(guò)BIM平臺(tái)獲取信息并各自完善平臺(tái)信息的內(nèi)容,較協(xié)同設(shè)計(jì)的參與群體和外延更加廣泛。

“現(xiàn)代設(shè)計(jì)最早從2006年涉足BIM，是源自上海世博會(huì)特殊造型的困難,二維設(shè)計(jì)圖無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,2010年集團(tuán)組建專(zhuān)門(mén)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研發(fā)實(shí)踐。目前集團(tuán)已承擔(dān)上海市BIM地方標(biāo)準(zhǔn)的編制工作,以及‘十三五’BIM建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃的起草。”李嘉軍表示,通過(guò)BIM技術(shù)完成的項(xiàng)目近百項(xiàng),例如上海市BIM示范項(xiàng)目瑞金醫(yī)院質(zhì)子中心、世博會(huì)博物館項(xiàng)目等。

BIM的理論出發(fā)點(diǎn)在于建筑物建成之前,通過(guò)數(shù)字化模擬提前發(fā)現(xiàn)并解決建筑設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中的各種問(wèn)題。而按照二維設(shè)計(jì)的施工圖紙,則無(wú)法提前預(yù)見(jiàn)埋在墻內(nèi)和地下管道的設(shè)計(jì)問(wèn)題,常常使得施工企業(yè)發(fā)生悶包的情況,也是目前國(guó)內(nèi)中標(biāo)的建筑工程總包合同預(yù)算一再被突破的原因。

“當(dāng)完成虛擬建筑物的設(shè)計(jì)時(shí),由于建材供應(yīng)商等各方參與,建筑材料、設(shè)備等清晰明了,建筑工程量和成本可控可知。”李嘉軍表示。

然而需要承認(rèn)的是,目前BIM發(fā)展面臨諸多制約因素。一方面,在建筑設(shè)計(jì)、總包、物業(yè)運(yùn)營(yíng)的全產(chǎn)業(yè)鏈中,各方割裂,整體過(guò)程缺乏全面負(fù)責(zé)人,過(guò)程損耗嚴(yán)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)收費(fèi)模式過(guò)時(shí),設(shè)計(jì)師由此缺乏積極性。此外,由于前端設(shè)計(jì)企業(yè)不掌握施工需求,施工企業(yè)不掌握運(yùn)營(yíng)需求,因此很多信息無(wú)法及時(shí)反饋。

美國(guó)IPD項(xiàng)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(jì)算,由設(shè)計(jì)方、總包、物業(yè)等各方組成利益共同體,進(jìn)行前期投入,并約定按照BIM模式開(kāi)展項(xiàng)目,與傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)建造模式的一億美元相比必將節(jié)省較大費(fèi)用,對(duì)于節(jié)省下來(lái)的資金按照事先約定的比例,明確激勵(lì)回報(bào)。

同時(shí),目前BIM缺乏公認(rèn)的評(píng)價(jià)體系,但國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)熱度已遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際市場(chǎng)。中國(guó)BIM項(xiàng)目應(yīng)用的技術(shù)能力和水平當(dāng)屬一流,但集成化、系統(tǒng)性應(yīng)用較差,低層次重復(fù)建設(shè)的單一BIM應(yīng)用項(xiàng)目較多。

然而未來(lái)BIM三維協(xié)同平臺(tái)注定將為工程設(shè)計(jì)企業(yè)帶來(lái)商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)。除了以物業(yè)商牽頭開(kāi)展BIM全產(chǎn)業(yè)鏈拓展的路徑外,設(shè)計(jì)企業(yè)也逐漸探索牽頭打通BIM后端資源。目前現(xiàn)代設(shè)計(jì)正在探索BIM與EPC項(xiàng)目總承包結(jié)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(shè)計(jì)集團(tuán)旗下有一家新時(shí)代物業(yè)公司,目前也逐漸探索BIM與物業(yè)運(yùn)營(yíng)的結(jié)合，為向集團(tuán)外的物業(yè)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)進(jìn)軍提供核心競(jìng)爭(zhēng)力。

此外,BIM服務(wù)打通了另一條商業(yè)模式。針對(duì)不同建筑類(lèi)型,例如醫(yī)院、住宅等,可以建立不同的BIM三維模型標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù),不同工程可重復(fù)利用三維構(gòu)件,只需根據(jù)工程情況稍作參數(shù)調(diào)整。BIM內(nèi)容服務(wù)的銷(xiāo)售業(yè)務(wù),這是BIM新產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的價(jià)值延伸。

“為了適應(yīng)全國(guó)性分支機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求,BIM的推廣必須要走上云端,云計(jì)算應(yīng)用將是現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)的下一步投入重點(diǎn),2015年開(kāi)始試點(diǎn)企業(yè)私有云和混有云,打造現(xiàn)代設(shè)計(jì)的BIM云時(shí)代。”李嘉軍表示。