构建全过程工程咨询的信息化平台

■ 中设协建筑设计分会全过程工程咨询研究和推进工作部主任委员

北京市建筑设计研究院有限公司副总经理 郑琪

随着国家推进全过程工程咨询相关政策的不断出台，全过程工程咨询这种全新的管理模式正在整个建筑行业逐步展开。在推进的过程中，信息化对全过程工程咨询的推动力量必须给予高度重视，只有建立在信息化平台上的全过程工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。

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

网上协同平台

协同工作在建筑设计行业早已不是新鲜话题。2007年，北京市建筑设计研究院曾创立了一套二维协同设计平台，以文件管理为基础，实现专业内部和专业间的协同工作。随着三维技术的发展，三维协同工作方法也在积极探索中，但协同设计却始终没有得到有效地发展。其中关键的原因在于，管理投入不够。把全过程工程咨询工作和信息化平台相结合，通过全过程工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，以及设计工作向前、向后延伸的管理，解决了管理效率低下的问题，可以有效提升协同工作的效率。

目前，已有专业公司将效果图、动画、多媒体、沙盘和建筑模型等内容集合起来，提供一站式解决方案，通过全过程工程咨询管理可以在设计阶段就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，减少由于反复变化而造成的损失。

阿尔文·托夫勒在《财富的革命》一书中写到：很多人在网上一起工作，他们几乎没有见过面，每个人因专业能力而在一起工作，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。目前的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，但已经实现了很大程度的协同工作和数据流转。

人工智能平台

2016年，阿尔法狗战胜人类围棋高手，使人工智能走入了大众的视野。最近，在建筑领域的人工智能工作也在取得新的进展。在实践基础上可以发现，人工智能对于实现全过程工程咨询具有很大的帮助，可以概括为两个方面：

一是人工智能参与详图设计。施工图设计文件中包含的一大部分内容是各种详图，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，原因在于设计师对于详图表达越来越概念化，深入的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问题，还不能把详图和平面图有机结合，但仍然取得了非常好的市场反应。今天，通过人工智能解决详图设计工作，应该能够取得更长足的进步，而且非常有利于在全过程工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。

图1

二是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。生成式设计相对于传统的设计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，它要求设计师改变自己的角色定位，未来的设计师需要扮演算法和规则制定者的角色。图1为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，左边为年能耗的最优化，中间是太阳辐射最优, 两者一结合就生成了右边的建筑立面。

还有，在设计策划阶段如何确定设计的标准问题呢。传统的方法可以总结为先画后算，首先设计出有限种方案图进行比较，如果不满意需要调整方案，甚至重新再设计其他方案，再互相比较，循环往复。其所花费的时间较长、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设计方法是难以想象的。同样，将这种算法应用于功能设计流线的分析，也一定会取得很好的效果。

BIM运维平台

BIM技术从一推出就受到了方方面面的关注，大家都希望通过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模型中，保证实际交付的建筑产品的一致性和准确性。这样就可以实现全过程工程咨询要求的建造工作和运营工作实现有效连接。当下，有的物业公司已在物业管理工作中利用这个平台全面管控建筑物，并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年召开的一次国际会议提出，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。今天，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、各自控制的，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。（图2）

2010年发表的文章《BIM的深层内涵与未来趋势》一文中特别指出，BIM中的M其意义在于管理。全过程工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。同时，这种需求也会为数字化企业带来新的方向。

图2 BIM运维平台