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热点聚焦 | 全过程工程咨询的信息化三大平台建设

全过程咨询,这个管理模式正在整个建筑行业逐步展开。很多机构都在着手制定全过程咨询的技术标准。

这对于提升建筑行业的新动能无疑具有巨大的帮助。其中,信息化对全过程咨询的推动力量确实要给与高度的重视,建立在信息化平台上的全过程咨询工作才能实现数据的协作和流转。通过数据的协作和流转,才能打破传统的分阶段作业的模式,实现建设过程一体化。

对于全过程咨询的信息化建设,结合当下的前沿技术,大致可以归纳为以下三个信息化平台。


一、网上协同平台


协同工作的概念已经谈论了很多年,2007年北京市建筑设计研究院曾创立了一套二维的协同设计平台,以文件管理为基础,实现专业内部和专业间的协同工作。之后随着三维技术的发展,三维协同工作方法也在积极探索,但是协同设计始终没有有效地发展起来。其中关键的原因在于管理投入不够。全过程咨询工作和信息化平台相结合,通过全过程咨询团队的组织和管理,特别是对于设计团队各专业的管理,以及对于设计工作向前向后延伸的管理,解决了管理效率低的问题,可以提升协同工作的效率。

现在已经有专业公司将效果图、动画、多媒体、沙盘和建筑模型等内容,提供一站式解决方案。通过全过程咨询管理可以在设计阶段与后期的产品选型工作结合起来。例如在设计阶段,根据设计师在图纸中要求的轿厢尺寸和电梯速度,设计师可以将平面图在网上社区里开放,请厂家提供各自的电梯设计方案作为备选方案。这样的工作方式可以规避目前设计当中的很多问题,可以减少由于反复变化而造成的损失。

在Chris Anderson编写的《创客》一书中介绍了这种网上协同的工作模式。在阿尔文托夫勒所著的《财富的革命》一书中也谈到这个问题。书中写到:很多人在网上一起工作,他们几乎没有见过面,由于每个人的专业能力因而在一起工作,通过网络平台,密切合作。这样的协同工作关键在于管理,其中包括角色的有效划分,文件版本管理,以及不断更新和调整。这样的协同不是一个简单的累加过程,而是一个不断深入,使设计逐步深度契合的过程。

网上协同平台不仅可实现这样的协同,而且可以实现设计概念图纸与深化图纸之间的协同。以幕墙设计为例,在建筑图纸中只完成了立面意向,分格设计等工作。对于幕墙设计的深化工作则由专业的幕墙公司承担。现在的协同软件已经可以根据概念图纸进行下一步工作,包括将设计参数传递给结构分析软件进行结构计算,可以根据计算结果生成节点和杆件的加工图纸。目前软件欠缺的是还不能够将深化图纸以通常的数据格式回传给建筑师。但是已经实现了很大程度的协同工作和数据流转。以芬兰Tecla公司的软件为例,现在已经可以通过三维模型自动生成钢结构详图和各种报表,实现作业协同。


二、人工智能平台


2016年阿尔法狗战胜人类围棋高手,从此人工智能走入了大家的视野。其实,自从1956年在DARTNOUTH会议上JOHN MCCARTHY第一次提出人工智能的概念,几十年来对于人工智能的研究脚步一直没有停留过。最近一个阶段,在建筑领域的人工智能工作也在取得新的进展。在实践的基础上可以发现人工智能对于实现全过程咨询具有很大的帮助。可以概括为两个方面。

第一、人工智能参与详图设计。

在施工图设计文件中包含了一大部分内容是各种详图,其中包括楼梯详图,卫生间详图,厨房详图,梁详图,柱详图以及基础详图。这些图纸在现在的设计文件中越来越少了,原因在于设计师对于详图表达地越来越概念化,深入地构造措施留给总包企业在放样过程中完成。这些详图设计工作定式化东西多,细节调整的要求比较高。因此通过人工智能可以高效出色地完成设计工作,而且可以节约大量时间和成本。

1993年TBSA软件利用数据和图形的转换设计了一套TBSACAD软件,尝试解决详图设计工作。当时虽然只解决了计算结果和设计构造措施图形化的问题,还不能把详图和平面图有机结合。但是仍然取得了非常好的市场反应。今天通过人工智能的方法,解决详图设计工作应该能够取得更长足的进步。而且非常有利于在全过程咨询过程中,推动施工与设计的融合,对于提高投资效率具有重大帮助。

第二、人工智能全面参与设计工作。

最近网上流行一个名词叫做生成式设计,所谓生成式设计就是建立在数字化制造条件下的、基于协议与规则的、用户深度参与产品生成过程的设计途径。生成式设计相对于我们传统方法最大的改变在于为用户参与产品属性的定义提供了可行的途径,生成式设计是一种新的契机,他要求设计师改变自己的角色定位,未来设计师需要扮演算法和规则的制定者角色。

举个自动生成超高层建筑立面设计的案例。这是两个参数条件的结合。

一、年能耗的最优化;

二、太阳辐射最优,。

两者结合一下就是最右边看到的情况了。我们还可以设置其他的标准来进行优化。具体操作比较复杂,一般的建筑师不太可能掌握,需要对建筑物理和编程的知识。

还有一个案例介绍了在设计策划阶段如何确定设计的标准的问题。现有的决策方式,从根本上来讲,属于试错法。首先设计出有限种方案图,然后进行比较,如果不满意,还需要调整方案,甚至重新再设计其它方案,再互相比较,循环往复。传统的方法可以总结为先画后算,其所花费的时间比较长、成本偏高,可供选择的方案非常有限,依据感性做决策的情况比较普遍。

在人工智能的平台上,同样一个住宅产品,根据设定的条件,人工智能平台提出了125,970个方案,其中有效方案328个。这个结果如果采用传统的方法是难以想象的。将这种算法应用于功能设计流线的分析,一定同样可以得到多种可供选择的方案,通过比较分析,从其中选择理想的方案,这种工作方法一定会取得很好的效果。



三、BIM运维平台


BIM技术从推出的时候开始就受到了方方面面的关注,他家都希望通过BIM技术实现资源整合,将建筑打造成为一个数字化产品。实践的经验告诉我们,只有改变当前建设管理的模式才能发挥出BIM技术的力量。从目前技术进步的实际情况看,BIM是连接建设与运营过程的信息化平台。

BIM的价值首先体现在BIM平台是建筑室内空间和全部相关产品的管控平台。设计团队提供的BIM模型可以展现室内空间的设计尺寸和机电系统概念。数据传递到总包团队以后,在建造过程中,总包团队应该根据建筑完成面的实际尺寸调整建筑模型的尺寸,使之与实际尺寸相符。同时应当要求各机电安装队伍根据实际产品的状况,和机电线路实际情况,重新反映到BIM模型当中,保证实际交付的建筑产品的一致性和准确性。这样实现了全过程咨询工作要求的建造工作和运营工作实现有效连接。

当下优秀的物业公司,已经能够在物业管理工作中利用这个平台全面管控建筑物。特别是他们在此基础上进一步将机电产品的部件分解管理,实时监控全部产品的运行状态和使用状况,甚至包括产品部件的状态。同时通过这个平台对建筑空间进行有效管理,充分发挥建筑的作用。

BIM平台的价值另一方面体现在BIM平台是建筑物控制系统的整合平台。2005年曾经召开过一次国际会议,会议的主题是对建筑物进行健康检查。会议的观点是在建筑物内设置少量传感器,从而实时观察建筑物在使用过程中的状态和变化。十几年以后这方面的工作已经取得了长足的进步。人们不仅能够用少量传感器观察建筑物状态,而且可以使用大量传感器采集建筑物内各种信息并进行自动识别和分析。同时与各种弱电控制系统相连,实现对楼宇的控制和管理。这些系统原本是分散的,各自控制。

通过BIM平台可以把这些系统整合起来,实现数据互联互通,并在一个统一的界面上实现管理统一。微软公司已经在建筑物管理方面实现了这样的统一。这是对建筑物运营管理的重大提升,可以改变目前物业管理严重滞后的状况。并通过有效的管理,实现建筑物升值的目标。

2010年《土木建筑工程信息技术》曾发表文章,题目是《BIM的深层内涵与未来趋势》。在这篇文章中特别指出BIM中的M,其意义在于管理。

全过程咨询工作的主旨也在于对工程建设和运维全过程进行管理。两者有机结合,可以极大地提升管理效率,使工程建设与运维等阶段产生良好的效益。这些工作不仅可以带动投资增值,而且可以保持建筑物的风貌。



结语

以上谈到的信息化平台有的已经在研究探讨过程中,有的还在研究阶段,这种需求也会为数字化企业带来新的方向。



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