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隨著我國建筑業(yè)信息化的不斷發(fā)展，BIM技術在建筑行業(yè)中的重要性日益提升。國家對BIM技術推廣的大力支持，建筑信息化行業(yè)正朝著“智能建造、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)信息化、綠色建筑以及正向設計”的方向發(fā)展。因此，探索我國BIM技術正向設計發(fā)展推進中存在的問題與障礙，對我國建筑行業(yè)信息化未來的發(fā)展與完善有著重要的現(xiàn)實意義。

1正向設計原理及意義

1.1正向設計原理

正向設計是與傳統(tǒng)反向設計相對應存在的一種設計方式。在傳統(tǒng)的工程建設項目中，設計步驟一般由設計方完成項目二維CAD圖紙的設計，再由建模人員將圖紙導入AutodeskRevit中，根據(jù)二維圖紙信息進行三維模型的翻模搭建。正向設計則是設計師直接根據(jù)業(yè)主方的要求，在Revit中直接進行模型建立，后續(xù)有關項目造價、采購、施工和運維等階段的工作都將通過最初的三維模設計型進行協(xié)作和推進。

1.2正向設計意義

1.2.1提升設計創(chuàng)意

在傳統(tǒng)方式設計過程中，若在設計后期或者設計完成后對其進行修改，由于二維圖紙的修改量較大，則需要對修改的必要性和修改成本進行權衡，再進行決策。但是在三維正向設計中則不存在類似的問題，模型中某一部分的修改完全可以自動同步到其他區(qū)域，整個過程并不會消耗多余的時間和人力成本。在一定程度上可以保證設計師盡可能發(fā)揮創(chuàng)意，滿足業(yè)主方的設計要求。

1.2.2節(jié)省成本

在傳統(tǒng)模式中，設計單位完成的圖紙在三維建模過程中很容易出現(xiàn)各種圖紙錯誤，因此，需要BIM技術人員反復對比后進行記錄，并與業(yè)主方和設計方進行溝通交流，在修改圖紙后再次修改和補充模型。三維模型的正向設計可在設計階段盡可能避免類似問題出現(xiàn)，即便出現(xiàn)錯誤，修改和調整的成本相對較低。傳統(tǒng)模式中BIM技術人員按照設計方提供的圖紙進行三維建模后，需要進行以下工作：對模型中的管線綜合進行碰撞檢測；對管線的標高和間隔進行調整；提供建筑物室內凈高報告；對建模過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤、圖紙缺失等信息進行記錄。在這些工作完成后，需要與業(yè)主方進行溝通交流，對上述工作中出現(xiàn)的問題進行修改和補充。然后需要將上述四項工作重新進行，以此循環(huán)往復直至全部完成無誤。由此可見傳統(tǒng)模式工作效率低下，浪費了大量的時間和人力成本。在BIM正向設計中，實現(xiàn)項目的全專業(yè)協(xié)同設計、可視化設計、精細化設計及全程信息化管控，相較傳統(tǒng)模式將更多信息提前、工作前置、內容整合，以充分發(fā)揮設計價值。不僅提高設計效率、降低設計錯誤，還節(jié)省時間成本、人工成本以及項目總費用。

1.2.3提升效率

在BIM正向設計中，由設計方完成的三維模型可以在后續(xù)的采購、造價、施工、運營階段反復應用，不僅節(jié)省了大量的重復建模工作，而且節(jié)省了溝通成本、時間成本和人力成本。三維模型的正向設計不僅可在項目的設計階段節(jié)省成本，對于項目產品下游的運營維護人員來說，完備的三維模型也可以幫助其提高管理效率。

2正向設計發(fā)展應用中存在的問題

2.1BIM設計觀念認知錯誤

現(xiàn)階段較多的BIM專業(yè)的人員已經(jīng)從傳統(tǒng)的設計模式轉向了BIM三維正向設計模式，但其最終的目的依舊還是通過三維建模后再次導出二維圖紙進行后續(xù)的使用，這并不符合BIM設計最初的意義與理念。項目交付模式的選擇，也直接決定了項目的最終質量。目前行業(yè)內的最終交付審查依舊采用傳統(tǒng)的二維圖紙，這對BIM三維正向設計有較大的阻礙。這種做法不僅忽略了正向設計的本質和目的，不利于BIM三維正向設計的推廣與發(fā)展。

2.2規(guī)范標準的不完善

按照正向設計的目標，三維模型可以直接共享施工單位的后續(xù)施工工作。但是事實上部分施工單位在從事施工管理工作前，由于標準的不統(tǒng)一需要自行再次構建三維模型，或由三維模型導出二維圖紙進行作業(yè)。同時也存在項目不同參與方出于對自身利益的考慮而采取不同的建模軟件，會導致不同軟件的模型在共享信息時出現(xiàn)不統(tǒng)一的情況。造成此現(xiàn)象主要原因是BIM模型在制作和共享過程中缺乏統(tǒng)一規(guī)范和標準，影響B(tài)IM正向設計流程中的統(tǒng)一性及高效性。目前，國內BIM應用研究多以施工階段為主，對BIM標準和集成應用研究相對較少。為了解決項目在不同階段的模型統(tǒng)一性，以及達到不同軟件制作的模型相互交換的目的，需制訂符合我國建筑信息環(huán)境的基礎規(guī)范標準，直到2022年3月我國已經(jīng)實施與在編的BIM技術相關基礎規(guī)范標準見表1。

2.3專業(yè)人才的缺乏

正向設計要求項目設計最初就需要使用Revit進行操作，因此所需的BIM專業(yè)技術人才相較于之前也更大。然而我國雖然引入BIM技術多年，但是BIM專業(yè)技術人才依舊較為匱乏。目前，正向設計團隊構成主要有兩種模式：（1）招收社會成熟BIM工程師，配合設計師完成正向設計。（2）從自有年輕設計師中，培養(yǎng)成具備正向設計能力的設計師。但從現(xiàn)有實踐來看，兩種模式的效率均相對低下，且不具備可持續(xù)性。校企合作、產學合作已經(jīng)推廣多年，但是我國高校中對建筑信息模型的培養(yǎng)課程依舊較少，且有部分高校仍停留在概念普及、熟悉軟件操作的階段，或者僅有部分專業(yè)開設建筑信息模型相關課程。這極大影響高校BIM相關人才的培養(yǎng)與發(fā)展。

2.4信息化程度較低

雖然我國BIM技術發(fā)展多年，但是信息化程度不足仍是制約建筑信息技術發(fā)展的一個關鍵因素。我國的建筑業(yè)信息化程度與國際平均水平相差甚遠。這將導致了BIM技術的普及和發(fā)展較為緩慢，使很多從業(yè)機構和人員在實際工程中依舊選擇傳統(tǒng)設計模式。

2.5項目各參與方利益分配不合理

BIM技術正向設計改變了原來傳統(tǒng)模式中項目各參與方的工作和責任。傳統(tǒng)設計模式轉向正向設計后，項目各參與方都會獲益，但各方獲益比例有所不同，業(yè)主方和施工方相對獲益更多。但對于設計方來說，正向設計迫使其需要增加更多的預算更換配套設施，同時培養(yǎng)更多的專業(yè)技術人員，但是設計方并非最大受益者，會導致其對BIM技術正向設計積極性的下降，甚至會出現(xiàn)消極抵制心理。因此，如果想要充分調動各方的積極性提高工作效率，應重新分析各方在項目中的責任義務、工作范疇、成本利潤等內容，并對項目利潤進行重新分配，實現(xiàn)真正的公平合理。這樣的轉變，不僅有助于項目各參與方之間的信任與配合，可提升BIM正向設計工作的雙向反饋。

3正向設計發(fā)展建議與思考

3.1管理模式的創(chuàng)新

IPD管理模式是一種在項目各個階段將項目各參與方集中管理，發(fā)揮各方優(yōu)勢，共同協(xié)作完成項目，并對項目的風險和利潤共同承擔的一種管理模式。對于BIM正向設計來說，全過程數(shù)字化需要集成化的管理模式才能將其最大的優(yōu)勢發(fā)揮出來。從上述BIM技術正向設計發(fā)展應用中存在的問題可以看出，很多問題都是各方進行協(xié)作與分享階段所出現(xiàn)的。那么如果大力推動工程總承包模式的發(fā)展，將會極大促進BIM技術正向設計的發(fā)展。

3.2設計人員的培訓

目前，在我國BIM技術應用發(fā)展現(xiàn)狀下，僅僅依靠就業(yè)培訓已經(jīng)完全不足以提供足夠的BIM技術人員。應當從高校入手，加大相關專業(yè)學生BIM技能的教學，開展BIM技能大賽，提升學生對BIM的學習興趣，并增加高校BIM專業(yè)證書考試，降低相關報名費用，鼓勵學生積極報名參加。在行業(yè)中，加大對BIM技術人員的認定，以及BIM專業(yè)人員證書的普及。

3.3BIM與互聯(lián)網(wǎng)計算機技術的結合

2020年7月住建部制訂的《關于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》中提到：“加快推動新一代信息技術與建筑工業(yè)化技術協(xié)同發(fā)展，在建造全過程加大建筑信息模型、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術的集成與創(chuàng)新應用。”而BIM正向設計提倡在工作流程中將傳統(tǒng)的二維圖紙?zhí)鎿Q為三維模型，并且從項目開始貫穿至結束，因此建設各方對于三維模型的依賴性將大幅提升。但三維模型相比二維平面來說，所包含的信息復雜繁多，因此需要將BIM正向設計與我國高速發(fā)展的計算機互聯(lián)網(wǎng)技術相融合。5G網(wǎng)絡技術的建設與發(fā)展可以方便項目參與方在高速的傳輸速度和低延遲的網(wǎng)絡下進行三維模型的讀取、修改和協(xié)作；而且更大的儲存數(shù)據(jù)平臺，可以使項目各參與方通過云端技術更加便捷地訪問完備、詳細的建筑模型。在此基礎上，AI人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的結合使項目各種管理、審核和施工驗收等均可通過云平臺實現(xiàn)。

3.4專業(yè)軟件的研發(fā)與相關政策鼓勵

目前，國產軟件開發(fā)服務商相比于建設方、設計院、施工方等項目參與方來說，所擁有的話語權和資金都是最為缺失的，因此應當加大對國產軟件的扶持與宣傳，出臺相關政策對知識產權進行保護，對其稅收進行適當?shù)臏p免，鼓勵國產軟件的開發(fā)。并出臺相關規(guī)定政策，使建筑信息模型的數(shù)據(jù)交換標準、數(shù)據(jù)共享標準統(tǒng)一，加大設計人才培養(yǎng)與扶持，激勵設計人員轉向BIM正向設計。

3.5參數(shù)化模型構件的編制

DynamoRevit中通過單位模塊的賦值和運算邏輯的連接，可以實現(xiàn)更為精確和復雜的建筑模型制作。并且DynamoRevit的可視化編程工具可以降低一定的使用門檻，無需在設計制作中浪費更多的時間，使得設計工作更加高效。

3.6交付模式的轉變

交付模式對于項目的成功有著十分重要的意義。項目交付模式的選擇，確保了項目能否在預定的工期范圍內保證質量的完成。尤其對于使用BIM技術完成的項目，合理的交付模式對工期、質量等因素的影響更為關鍵，在不同的工程項目中選擇合適的交付模式，能夠使工程項目在新的技術環(huán)境條件下更好地控制項目成本、縮短工期、提高工程質量。

4結束語

BIM技術的廣泛應用改變了傳統(tǒng)的建模思維，促進了三維到多維信息建模的技術革新，同時也不斷有新理論、新技術的出現(xiàn)，充實了信息化集成應用領域。但現(xiàn)階段BIM正向設計的發(fā)展與使用仍存在諸多問題有待解決，應當從BIM技術設計標準化與信息化的發(fā)展、管理模式與交付模式的創(chuàng)新、政府相關政策的出臺、專業(yè)人員培養(yǎng)等方面著手推動BIM技術的發(fā)展，同時BIM正向設計技術的發(fā)展也離不開國家政策的支持與行業(yè)、個人的努力。

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作者:黃海榮 郭勇博 任旭升 單位:河南工業(yè)大學土木工程學院