施工企業Revit族庫管理系統的研究與應用

陳翔宇

（中建三局集團有限公司,湖北 武漢 430064）

1 族庫現狀及存在問題

Revit是Autodesk公司的一款BIM建模軟件，集合了建筑、結構、機電等專業，因其操作簡單、功能強大以及與AutoCAD較高的兼容性受到了廣大BIM人員的青睞。族是Revit模型的基本組成單元，根據參數（屬性）集的共用、使用上的相同和圖形表示的相似來對圖元進行分組。一個族中不同圖元的部分或全部屬性可能有不同的值，但屬性的設置是相同的[1]。Revit族庫是把大量族文件按照參數、特性等屬性進行分類歸檔形成的數據庫。通過使用Revit族庫，建模人員可以查找并載入需要的族文件。

目前，在Revit建模過程中常見的族庫主要有軟件內置族庫以及第三方插件族庫，如橄欖山族庫、品茗族庫、構建塢、族庫大師等[2]。軟件內置族庫是Autodesk公司官方族文件按照專業類型劃分，并通過文件夾進行歸類儲存，內置于Revit軟件安裝包中的一種族庫。第三方插件族庫基于Autodesk公司所提供的RevitAPI進行二次開發，實現了功能的擴展，通過在項目文件中調用工具命令，對族文件進行歸類整理與使用，主要功能有族的歸類、存儲、檢索、預覽、下載等，滿足基本的建模需求。

施工企業基于Revit平臺的BIM應用主要體現在建立信息化和可視化的Revit模型，對設計圖紙進行精細化的三維表達，在建模過程中梳理出圖紙問題，與各方協調溝通，優化調整設計內容，指導現場施工，從而達到減少拆改、節約工期、降低成本的目的。因此，對于模型的準確度及精細度有著較高的要求，并且部分項目設計變更頻繁，對建模效率也提出了高要求。族是Revit模型的基礎，做好族、用好族是滿足這些高要求的前提。常見族庫工具在使用中存在著以下問題：

（1）族文件沒有進行集成管理，建模人員無法迅速檢索需要的族文件。

（2）不同建模人員在項目中采用的族文件質量不一，核查族文件質量效率較低。

（3）不同建模人員的建模習慣不一致，同一項目圖元使用的族文件不一致，影響施工人員正確理解模型。

（4）不同項目的建模人員存在就同一圖元重復建族的情況，族的利用效率較低。

（5）族文件常常分散于不同項目或個人的本地文件夾中，不利于族共享。

（6）族文件缺少統一管理的入口，無法對族文件進行更新維護。

通過上述問題可以看出，項目建模過程中，常規族庫工具的使用在族文件的檢索、質量、管理及使用維護方面存在些許問題，影響建模效率和模型質量，不能很好地滿足現場施工需求。因此，需要搭建施工企業族庫管理系統，以實現企業族資源的持續積累、高效管理和使用維護。

2 族庫管理系統的設計

施工企業族庫管理系統的搭建需要在其標準體系的指導下實施，是企業BIM資源庫建設的重要組成部分，其主要目的有：

（1）標準化項目建模過程的族文件信息，便于檢索及后期運維信息添加。

（2）按類別整理常用構件模型，使構件成為標準模塊，便于構件復用。

（3）通過賬號管理，在企業內部實現族的交流共享，提高工作效率。

2.1 族庫架構設計

對族庫管理系統進行分層式架構設計可解決軟件系統的復雜度帶來的問題，提高代碼開發效率，便于維護。整體架構自頂向下由外部接入層、應用功能層、系統功能層、基礎架構層組成，如圖1所示。

圖1 Revit族庫管理系統邏輯架構

（1）基礎架構層。該層借助于數據庫服務器、文件服務器、Web服務器的使用，通過操作系統以及辦公網絡等相關環境軟件的作用來實現搭建過程，采用負載均衡、虛擬化等技術，保障服務端的穩定性[3-4]。

（2）系統功能層。該層實現族信息、人員權限、文件操作、流程管控的主要邏輯，引入成熟的工作流框架，接收來自應用功能層的數據請求，邏輯判斷后，向基礎架構層提交請求，并傳遞數據訪問結果，起到承上啟下的作用。

（3）應用功能層。該層實現Revit插件客戶端及Web端用戶的邏輯操作，調用服務層的接口。

（4）外部接入層。直接面向用戶連接或訪問的部分成為接入層。接入層的開發環境是Revit 2016，支持Revit 2016～Revit 2022版本在項目文件進行調用。

2.2 族庫功能設計

Revit族庫管理系統功能設計針對常規族庫工具的使用在族文件的檢索、質量、管理及使用維護方面存在的問題進行針對性設計，系統包含PC端和Web端兩個模式。PC端上族庫作為Revit插件上的一個功能菜單，提供上傳、下載、預覽、審核等功能，方便使用者操作目標族文件。Web端對于族庫系統的管理，通過脫離Revit的簡化方式進行，提供用戶管理、日志管理、統計中心、文件管理、目錄管理等功能。

2.2.1 族文件檢索

族庫中的族文件種類繁多，要求族庫管理系統具備檢索功能，包括分類篩選檢索和輸入關鍵詞檢索。

分類篩選檢索根據企業實際項目特征對族文件進行分類，在房建項目中通常按照功能和專業劃分為建筑、結構、給排水、暖通、電氣以及標注出圖等類別。

關鍵詞檢索分為全局檢索和標簽檢索。全局檢索通過關鍵字篩選出類別、名稱、屬性等條件中包含關鍵字的族，根據匹配度進行排序，實現對族文件的快速查找；標簽檢索是BIM工程師根據使用習慣對常用族添加標簽，通過檢索標簽可獲得該標簽下的一系列族文件。

為了便于族的查找和使用，可對族文件進行排序。排序方式分為下載次數、評價等級、更新時間。下載次數反映了該族的需求情況，說明該族在項目中被頻繁使用。評價等級反映該族的質量情況，對于過低評價等級的族將重新制作并替換。更新時間有利于新項目的族被快速檢索使用。

2.2.2 族文件質量

族庫進行標準化管理，對族文件的版本、命名、分類、預覽做出一定要求，系統內置檢查模塊會對族文件進行初步檢查。

族文件版本檢查：族庫中的族文件由相對版本較低的Revit軟件（2016）進行創建，對不符合該版本的族文件進行提示。

族文件命名檢查：根據企業內部的BIM實施標準，族文件命名應體現出該構件的所屬分類和主要特征，對命名規則有誤的族文件進行提示。

族文件分類檢查：根據族命名及族樣板對族文件分類進行初步檢查。

族預覽：BIM模型及優化的最終成果表達主要包括兩個方面，即各專業的三維模型和二維CAD圖面表達。族預覽需要同時展示族的三維狀態和二維平面表達，二維平面表達與設計圖紙圖例保持一致，符合中國建筑設計標準的圖例符號線。

族庫設置審核功能，企業級Revit族庫中的族文件應符合企業BIM標準，滿足服務項目的BIM深化要求。不同類型的項目對族文件的需求不同，過往積累的族資源可能不能完全覆蓋這些需求，就需要在族庫中載入新的族。為保證族庫的標準化程度，BIM工程師上傳的族文件需要經過審核流程。審核界面下可瀏覽族文件參數及材質信息，由審核人員檢查BIM工程師上傳的族文件是否符合要求，核查無誤后管理員對滿足要求的族文件按照標準進行歸類，避免族庫出現混亂無序的狀態。

2.2.3 數字化管理

族的信息統計主要用于鼓勵族的制作、促進族的共享以及進行族的合理排序。

在族庫的使用過程中對族文件的下載次數、上傳時間、上傳者、下載者、族評價進行數據統計，根據統計結果可對相關人員進行考核獎勵以及為族文件的相關排序提供數據支撐。

族是企業寶貴的知識資源，可通過企業內部局域網的形式，實現內部協同，提高族文件的安全性。可設置管理權限，分為管理員權限、普通權限和審核權限。普通權限可以瀏覽、下載使用族庫管理系統中的族文件以及將族文件上傳至族庫審核區域。審核權限可瀏覽載入審核區域的族文件，決定其保留還是退回修改。管理員權限可查閱族庫管理系統的后臺數據、修改族庫分類、進行增加和刪除族文件以及賦予審核人員審核權限。

在向外界傳輸模型文件時對族文件進行加密，通過加密功能，可對項目中的族設置密碼進行保護。加密后其他人使用時無法實現參數驅動，必須使用族解密工具，輸入密碼，勾選需要解密的族進行族解密，方可恢復參數驅動。

3 族庫管理系統的使用與維護

3.1 族庫使用

從族庫的使用流程出發，構建族庫管理系統，可實現Revit族庫的高效使用。本研究通過對過往項目的族資源進行收集整理，形成初步族庫資源，并在該過程中根據使用情況進行動態調整使其不斷完善，最終形成標準化的族文件。Revit族庫管理系統使用流程如圖2所示。

圖2 Revit族庫管理系統使用流程

通過Web端管理系統為BIM工程師及審核人員分配登錄帳號并賦予相關權限，在Revit插件端修改初始密碼并登錄族庫。BIM工程師對項目中常用族文件進行收集整理，分類上傳至對應類別中。上傳的族文件處于待審核狀態，審核人員根據企業標準對相關信息進行檢查，并測試族文件在項目環境、族編輯環境和文件瀏覽環境中的插入、連接、自適應情況，確保族文件在實際項目中具備穩定的參變性能，確保連接件設置正確。審核通過的族文件錄入族庫系統里供下載使用，未通過的族文件退回至BIM工程師處進行修改。

在族庫使用過程中，BIM工程師對族文件的使用實時反饋，管理員在后臺查看反饋意見，傳達給BIM工程師，修改族文件后再重新錄入族庫。

每周管理員對族庫使用信息進行統計，并制作圖表進行公示。

3.2 族庫維護

族庫維護主要為解決系統使用過程中出現的異常或疑問。BIM工程師定期以文字形式將使用過程中遇到的問題提交給系統維護人員，維護人員制作表單進行記錄，對當日已解決的問題反饋結果，當日未能解決的問題，反饋進展。BIM工程師定期跟進問題處理進度，直至問題解決。

4 結語

族是Revit模型的重要組成部分，貫穿項目BIM實施各環節。族庫管理系統的開發是企業BIM標準體系與資源庫建設的一項重要工作，本文所開發的族庫管理系統能夠提高施工企業BIM人員建模效率以及項目成果的標準化程度，通過對族資源的集中存儲、快速檢索、多方重用，實現了由項目級BIM應用向企業級BIM應用的轉變，能更好地滿足施工現場的需求。