对三维工程设计的反思

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:王福义
[导读]
        济钢集团国际工程技术有限公司
        随着《建筑工程信息模型应用统一标准》和《建筑工程设计信息模型交付标准》等一批国家标准的颁布实施,大量“应用成果”在各种媒体中传播开来,再加一些地方政府在项目申报、验收等方面信息化的政策性要求,使得BIM、三维工程设计再度热烙化,在建筑工程领域大有甚嚣尘上的意味。
        应该说,计算机信息技术的发展,对建筑工程的升级、再造起了强大的支持作用,一大批工程项目或超级工程,在计算机信息技术的支持下,在功能、外观、结构、投资与运维成本、节能环保等方面实现以往不可想像的巨大成就,使得绿色、低碳、环保、人性化成为可能并不断升级提高。但同时也应注意到目前三维工程设计应用(或BIM应用)多集中于设计后至竣工前,也就是施工企业应用多,而本应更应拥趸的传统设计院、工程(咨询)公司,实际普及度很低,采用全三维工程设计的项目凤毛麟角。究其根本,以下几种情况应引起重视。
        首先,勘察设计行业本应是技术密集、知识密集的行业。但,发展到今天,行业的技术含量似乎越来越低了,项目前期技术商务策略的工作,业主事实上已经可自主完成,业主和资本处于更加强势的地位。在某些细分行业,从业人员已经沦落为“白领民工”,靠出卖“廉价劳动力”换取性价比并不高的收入。在有大量二维的可复用、复制资料的条件下,学习、采用三维工程设计的动力自然也极为不足。归咎于资本的强势和业主能力进步,并无宜于状况的改善,勘察设计企业更应立足于自身技术创新、服务服务创新。
        其次,勘察设计行业数字化转型太慢,几乎是所有行业中数字化程度最低的,且普遍地满足于“甩图板”的计算机辅助制图现状。在服务质量方面,目前大部分勘察设计企业只能提供最基本的建设阶段的施工配合服务(基本设计、初步设计和施工图设计),至于国家倡导的全过程咨询服务,很多勘察设计企业既没有能力也缺乏经验,大多数停留在“图纸”交付的状态,没有数字交付的意识。
        第三,勘察设计企业的项目管理体系,普遍强调“管理制度化、制度流程化、流程表单化、表单信息化、信息智能化”。在所谓管理标准化的基础上,“八股化”日趋严重,管理手段僵硬,灵活性差,产品与客户需求差异明显。
        第四,受软件商蛊惑、宣传影响大,被考察中的各种“炫”的效果所蒙蔽,片面地认为:三维工程设计BIM就是Revit、SP3D、Plant3D、Achicad;或者三维工程设计就是参数化设计、就是向客户炫的“效果图”和动画视频。但事实上,三维工程设计,针对不同的项目目标和工程阶段,需要包含很多门类单机软件,它们都是三维工程软件的一部分,但它们也并不是缺一不可的。三维工程软件是实现建筑信息化所应用的一系列来自不同软件商的计算机程序的集成。关于“效果图”和视频展示动画,也需要正确地认识。三维工程设计,三维是基础,效果图是基于虚拟场景的取得的“实景”照片,但完全不同于传统概念上的经过美妆化的传统效果图。而向客户“炫”的项目视频资料,则是经过后期场景设计、镜头美化和剪辑处理和展示资料,可以认为是三维工程设计成果的升华利用,并非三维工程设计的主要目标,即使是用于施工交底的视频资料也是如此。
        第五,将三维工程设计当作解决“错漏碰撞”的利器,急功近利,但在设计流程管理上缺乏相应的配套。在工作流程控制上,没有检错寻漏的规则设计,碰撞检查上拘泥于物体的碰碰撞检测,而少有时间、工序、资金流上的,甚至构件的规范间距软碰撞的考虑。当然,最终的结果也不尽人意。三维工程设计可以实现的自动的“错漏碰撞”检查确实是其便利工具的一部分,但它只是一个小小的特色功能,甚至算不上核心模块。


        三维工程设计是基于一定业务流程支持的一项技术,它确保了每个人和每个组织在设计、建造和运营生命周期的每个阶段都能够快速访问推动有效协作所需的详细信息。另一方面,它恰又是这个业务流程的高效支持手段,而非仅仅是一项单一的数字化设计技术。工程设计三维化的最大误区是对其本质的认知,它不仅关乎三维数据,还意味着创建包括二维数据源文档、电子表格和其他内容在内的整体信息资源。
        最后,高昂的软硬件费用,成为了个人的门槛,组织的成本算计。一个项目的全生命周期中,需要的软件往往是一个软件集,或多种软件的组合,其本身的授权费用超出了从员人员的个人心理上的承担值上限;与此同时,这个软件集中的相当的软件对硬件的需要可能是价格不菲的中高端的图形工作站。这就基本上封堵了从业人员自主学习的机会。而对于单位组织,基于成本控制和勘察设计行业大环境的影响,除非业主方有强烈的要求,采用三维工程设计的积极性并不大。从国家大力推进BIM应用、装配式建筑,强制数字报批、图审的情况下,三维工程设计推广依然举步维艰的境况便可窥其一斑。
        一个好的三维设计工具,不仅用来扩充时间、成本等新的维度信息,还可以更好地估算项目成本、模拟建造过程、分析建筑能耗、优化设施管理等,可以应用到基础设施的全生命周期管理之中,是全过程咨询服务的有力保障工具。一项针对亚洲BIM技术用户的收益研究表明,尽管这些用户BIM技术的利用程度不同,但97%的投资商实现了正投资收益,项目承建企业同样给出了积极的反馈,其误差和遗漏降低41%,返工减少31%,项目估算准确性提高21%,项目工期提速19%,废物处理优化23%。因此,如果有了三维工程设计技术为依托,勘察设计企业开展全过程咨询或工程总承包业务的技术优势会更加突出,能够有效弥补自身工程建设管理能力和项目管理人才欠缺的短板,在为业主提供额外价值的同时,也为企业高质量发展找到可行的路径。
        毋庸置疑,三维工程设计是一个先进的生产力,但很多单位都选择了浅尝辄止,仅仅是起到辅助设计的作用或者仅仅作为项目招投标阶段的“噱头”,并没有真正地形成生产力呢?概括起来说,管理的落后和守旧,是阻止三维工程设计技术应用的主要因素。主要表现有以下三点:
        一、三维设计的协同性会造成短板效应  依笔者的了解,目前国内的各单位多还于处于单打独斗的状态,都有形成自己的CAD设计标准,也就是说,二维的协同设计都没有实现。在这样一个现状下,想转入三维工程设计,就需要连续迈过“协同工作-三维设计”这两道门槛,这样的跃进,对于多数单位现有的工作模式来说,会是什么样一种挑战,不言而喻。
        二、硬件支持能否跟得上三维设计系统的需求  采用三维工程设计后,对硬件的支持要求大幅提高。首先单机配置和服务器配置需要很好的搭配,依据不同的人员角色配置适宜的硬件。同时因为三维工程设计是一个多软件多用户协作的过程,故需要软硬件技术支持部门对各个专业软件的特性非常了解,对于各类问题能够有迅速的解决方案;相应,对各级员工的持续不断的培训也是一个不容忽视的点。技术支持上,如果局限于电脑硬件的更新换代以及从事各类网管工作,或依靠工作外包,是很做到匹配系统运行的各种需求的。
        三、传统的分配体制是最大的障碍  熟悉工程公司、设计院运作的的人都知道《民用建筑设计劳动定额》,或以其为蓝本制定的其它的定额,是各个单位分配各专业收入的重要依据。而这些定额却不能真实反映三维工程设计的实际劳动量,也就无法从薪酬激励层面推动三维工程设计应用的落地。
        勘察设计企业由二维设计转向三维设计,甚至进入BIM,是一个系统而科学的任务课题,也是一个效率提升的有效手段,更是适应电子审图、BIM审图的必要技术措施。所以,企业不仅要考虑到三维应用在企业中的适用性,还要注意历史数据的迁移转化,以及设计市场技术条件的升级变化,适时地全面推进转型三维工程设计,进入BIM时代。
        作者简介:王福义,1971,男,汉族,山东省淄博市人,就职于济钢集团国际工程技术有限公司,主要从事工业总图与运输设计、数字工厂技术研究应用工作。
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