BIM正向協同設計下的進度控制探析

李 磊 （合肥工業大學土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009）

1 正向設計概念

BIM正向設計與傳統二維設計及翻模不同，其設計要點是設計參數化，圖、模相關聯，從而在方案階段就可進行設計的優化，并保證了設計過程中圖紙和模型的一致性，最終實現批量化的自動出圖。BIM正向設計流程在概念設計階段就開始引入三維設計環境，且設計過程無需參照DWG格式的二維設計文件，最終依靠三維設計模型批量輸出施工圖，完成設計任務，交付設計成果[1]。

基于當前BIM技術在國內的發展現狀及設計人員對BIM技術的掌握程度，很少有企業在三維環境中直接進行BIM正向設計。大多數企業依舊采用二維CAD進行項目的設計工作，然后根據原始的二維圖紙建立三維模型，進行各專業之間的碰撞檢查，并通過檢查數據重新調整原始工程圖，這就是翻模的過程。但這不僅導致了設計人員工作量的增加，同時也與BIM技術發展的初衷背道而馳。

2 Vault正向協同設計管理平臺

2.1 Vault協同管理平臺的架構

Vault由客戶端和服務器兩個組件構成，客戶端主要對文檔進行管理，如文檔資料的檢入、檢出，服務器則用于所有文檔和設計主副本的存儲。通過將設計所需資料集中儲存在一個公共位置，可輕松實現團隊中信息的共享及管理[2]。本項目使用的是單站點Vault系統,它由多個客戶端和一個服務器組成，并在服務器中儲存了所有設計文件信息，而客戶端主要支持對服務器中文件的訪問。項目各參與方在局域網內可通過不同的客戶端登錄到Vault服務器，以進行數據的共享和協作。同時各參與方也可根據不同的權限進行設計文件的預覽、歷史信息的查看、設計方案的修改提交，以及任務管理的執行。

2.2 Vault協同設計管理平臺工作原理

Vault是Autodesk專為工程項目的協同管理而開發的模塊，其標準化、流程化的特點為工程項目的集成協作提供了保障，可使項目團隊按照既定的工作流程協同操作[3]。具體特征主要包括以下幾個方面。

2.2.1 統一項目參建方

工程項目設計過程中參與方眾多，且不同單位參與不同的設計階段。在傳統設計方式中各參建方常常以點對點的方式進行溝通，這無疑增加了信息的混亂度，并引起了人們對信息傳輸準確性的懷疑。

2.2.2 工程文件管理

大型工程項目在設計過程中涉及的專業較多，且不同專業所用軟件也有差別，因而產生的文件格式極具多樣化。由于各專業間會彼此產生影響，因此采用BIM技術進行工程項目正向設計的文件管理方式與傳統模式相比更具動態性。基于BIM技術的協同設計管理平臺，在文件信息管理方面具有突出的優勢：①便捷的檢入、檢出機制及批量導入、導出功能使用戶可對所需文件進行批處理；②具有文檔批注功能，同時也可快速查詢、追蹤歷史文件；③對文檔之間的關聯關系進行動態管理，減少工程設計人員不必要的工作量[1]。基于Vault的協同管理平臺也可實現設計版本全過程的記錄，及版本修訂、信息跟蹤、回滾、復用等功能，提高BIM正向設計的效率。

2.2.3 訪問的安全控制

保證工程信息的安全是管理的關鍵，在Autodesk Vault軟件中，操作層與數據層之間是相分離的，這使文檔管理具有高度的安全性和可控性。

2.2.4 文件目錄清晰明確

Autodesk Vault中的文件夾結構與客戶端的工作區相對應，結構清晰的文件夾允許團隊成員在文件檢入時對號入座。如果在某個文件檢入后存在偏差，則可以直接在Vault中移動文件位置，且它們之間的引用關系不變。

2.2.5 并行審核

并行審核流程是設計師和審核人在同一模型文件上，通過Vault的注釋功能，使設計和審核交替進行，且只有經過授權的設計人員才能更改工作流程中文件的狀態，同時在Revit中也可創建相應的審核目錄，使審核記錄和模型文件合二為一。

3 基于Vault的正向協同設計流程

3.1 硬件設施的配置

為了使專業設計人員能夠在基于BIM的協同平臺上順利開展工作，需要構建一個存儲服務器來存放項目的中央文件，并將其放在具有訪問權限的共享目錄中。

3.2 軟件設施的準備

本項目利用 Revit、YJK、Tekla 等幾個主要軟件進行協同建模計算及鋼結構復雜節點出圖。基于Revit軟件可實現工程項目的三維設計及各專業的協同，YJK軟件則可用于結構計算及結果輸出，Tekla軟件則發揮其強大的節點設計功能，實現復雜節點圖紙的輸出。三款軟件的模型可通過轉換接口進行同步關聯，保證了設計過程中模型的精確性，并結合軟件的出圖功能實現施工圖的批量輸出。

3.3 建模標準的制定

基于BIM正向設計的建模標準，需達到跨專業協同設計及數據流向軟件及后期應用傳輸的要求，且其制定目的是為了提升模型中信息數據傳輸及識別的效率[2]。建模標準的制定內容主要包括視圖、工作集、模型深度及共享參數的設定，以及模型文件、設備族及模型構件的命名規則。

3.4 正向協同設計的規則

正向設計最突出的特點即協同性，設計過程中的協同主要有專業間協同和專業內協同兩個方面，前者主要指結構專業與其他專業之間的協同，是基于企業內部的協同設計平臺及相應的配套準則實現的。而專業內部之間的協同主要針對于結構專業，其主要目的是為了確保數據信息在Revit中心模型、鏈接模型，及計算模型之間傳輸的準確性[4]。

4 BIM正向協同設計在進度管理中的應用優勢

基于BIM技術在項目設計階段的協同管理目標是利用構件信息模型合理分配各階段設計任務，以使協同工作精準、高效，促進項目設計任務順利實施。BIM技術在正向協同設計進度管理中的應用優勢主要有以下幾個方面。

4.1 數據信息及時共享

基于BIM技術，在進度協同管理過程中可以保存設計階段產出的模型信息及圖形數據，并可在平臺內進行信息交互，保證了各專業信息交換的時效性。同時，依照協同管理平臺可實現不同部門、企業及區域的協同管理，使數據信息擺脫空間限制，實現了高效的共享[5]。

4.2 直觀了解項目進度

BIM技術下的協同管理方式可實現二維及三維設計數據的可視化，并可將設計數據在遠端服務器中即時更新，讓項目經理及各專業參與人員同步了解項目的實時進度，并根據項目的進度進行相應的協同工作。此外還可將工藝設計和材料采購同時添加到設計過程中，改變以往從圖紙輸出到材料采購，再到工藝設計的流程，從而加快了項目的實施進度[6]。

4.3 協同管理項目進度

基于BIM技術的協同管理平臺有助于促進各專業之間信息的傳遞與反饋。根據各部門、各專業的重要等級，可將協同平臺授予不同的管理權限，權限主體可以項目計劃為依據設定各自工作目標及時間節點，然后通過管理平臺將各單位及專業相關聯，使項目在總進度協同管理的安排下穩步運行。

4.4 改進文檔管理方式

當前工程領域中軟件眾多，導出的文件格式種類也較多，同時文件之間關系復雜且時常發生動態變化，這種情況已超出常規文檔管理范疇。基于BIM的協同管理平臺能夠改進標準文檔的管理方式，可對各文件之間的關聯關系進行有效控制，并能自動維護變更，從而提升工作效率。

5 結語

本文以Autodesk Vault協同管理平臺為例，研究正向協同設計在項目實施過程中的理論流程，并對正向協同設計在項目進度管理中的應用優勢進行了深入分析，為采用BIM技術進行進度控制的項目提供理論依據。