勘察設(shè)計(jì)行業(yè)設(shè)計(jì)平臺應(yīng)用概述

摘要：“十一五”期間，伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展期，行業(yè)隊(duì)伍素質(zhì)、技術(shù)水平、經(jīng)營規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益得到大幅提升，其設(shè)計(jì)手段也不斷更新，為我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。從大型勘察設(shè)計(jì)企業(yè)設(shè)計(jì)手段變革入手，探討各種設(shè)計(jì)平臺在國內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：勘察設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)平臺；BIM；企業(yè)信息化

DOIDOI：10.11907/rjdk.143831

中圖分類號：TP302

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號

文章編號：16727800（2015）002002302

作者簡介作者簡介：譚國華（1980-），男，湖北武漢人，中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司科技信息部高級工程師，研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)。

1“甩圖板”工程下的設(shè)計(jì)平臺應(yīng)用

在20世紀(jì)80年代末的改革開放初期，國內(nèi)建筑及基礎(chǔ)設(shè)施投入不是很大，主要是中央部屬的大型設(shè)計(jì)院在做一些國家計(jì)劃內(nèi)的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)圖紙基本上都是靠設(shè)計(jì)人員趴在圖板上用丁字尺、計(jì)算出、鉛筆、橡皮在圖紙上一筆一畫完成，工作效率非常低。

90年代初期，AutoCAD軟件在國內(nèi)各行業(yè)得到了全面應(yīng)用和推廣，特別是在工程設(shè)計(jì)行業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用，并促成了一場轟轟烈烈的企業(yè)信息化高潮＼[1＼]。由于工程建設(shè)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和通用性原則，如果全部使用手工繪圖的方式，大約一半以上的時間都將用在繪圖上。利用AutoCAD的陣列復(fù)制功能，以及電子化的存儲、修改再利用，可使設(shè)計(jì)效率大大提高。當(dāng)時稱作“甩圖板”工程，使千千萬萬的描圖員和設(shè)計(jì)人員從原始的體力勞動中釋放出來，投身到更有價(jià)值的創(chuàng)新性工作中去，引發(fā)了工程設(shè)計(jì)行業(yè)的一場革命。

在“甩圖板”工程的號召下，以AutoCAD、MicroStation為主的二維設(shè)計(jì)軟件在勘察設(shè)計(jì)企業(yè)開始得到迅速應(yīng)用和推廣。當(dāng)時一些大型設(shè)計(jì)院都成立了計(jì)算機(jī)中心或稱作電算站，專門普及、推廣CAD技術(shù)，制定CAD制圖標(biāo)準(zhǔn)。由于二維的CAD系統(tǒng)不僅能幫助工程師輕松畫出漂亮圖紙，而且使圖紙的修改、管理和重復(fù)利用變得更加方便，更重要的是它改變了工程師的工作模式，大大提高了工作效率。因此短短幾年時間，二維CAD軟件應(yīng)用取得了可喜成果，基本上甩掉了圖板，使繪圖、出圖工作更加科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，并逐漸與國際接軌。

工程設(shè)計(jì)人員逐步了解CAD技術(shù)以后，也慢慢發(fā)現(xiàn)通用的AutoCAD平臺可以將傳統(tǒng)的圖板變成電子圖板。如何更快地得出想要的圖紙，把一些通用的功能模塊化、程序化，更快地提高工作效率，成了一些大型設(shè)計(jì)院重點(diǎn)考慮的問題。于是設(shè)計(jì)院計(jì)算機(jī)中心的一個主要任務(wù)就是在CAD平臺下做二次開發(fā)，開發(fā)出一些適合于本企業(yè)、特定專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件，有快速成圖、結(jié)構(gòu)計(jì)算、電氣布置等各種軟件。但是這些軟件僅僅適用于特定的企業(yè)、特定的專業(yè)，以及特定的工程性質(zhì)，完全不能商業(yè)化。隨著軟件技術(shù)的快速發(fā)展，基于AutoCAD平臺的商業(yè)化軟件迅速走向市場，而且都是面向特定專業(yè)的（如建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、巖土、道路、橋梁）。天正、理正、PKPM、探索者、廣廈、鴻業(yè)等軟件不管是在通用性、開發(fā)的持續(xù)性方面，還是在軟件的成熟性方面都很快得到了市場的認(rèn)可。

2從二維到三維的設(shè)計(jì)平臺應(yīng)用

隨著設(shè)計(jì)平臺應(yīng)用的不斷深入，很多工程師逐漸發(fā)現(xiàn)，二維CAD系統(tǒng)與傳統(tǒng)的手工繪圖一樣，都是基于幾百年來逐漸形成的二維工程圖表達(dá)方式，用點(diǎn)和線來表達(dá)平面。這種方式會因人為原因產(chǎn)生很多大大小小的設(shè)計(jì)錯誤，在工程設(shè)計(jì)的完整性和設(shè)計(jì)企業(yè)的創(chuàng)新上無能為力。工程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的主要區(qū)別在于工程設(shè)計(jì)的二維圖紙很粗糙，很多尺寸需要施工人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)去臨時調(diào)整，很難做到精細(xì)設(shè)計(jì)。

自2002年以來，國際建筑行業(yè)興起了以BIM為核心的信息化應(yīng)用＼[2＼]。建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，建立建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。利用數(shù)字化技術(shù)，為模型提供完整的、單一的、與實(shí)際情況相一致的建筑工程信息庫。信息庫不僅包含了建筑構(gòu)建的幾何信息、專業(yè)信息及狀態(tài)信息等，更容納了對象的空間狀態(tài)、運(yùn)動行為等相互關(guān)系與狀態(tài)信息。BIM可以貫穿于建筑工程全生命周期的各個階段，為工程信息的高度集成和項(xiàng)目各參與方提供工程信息交換與共享平臺。單一的數(shù)據(jù)源解決分布式、異構(gòu)式工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，自動演化可以避免信息不一致的錯誤，以便對工程項(xiàng)目做出更完整更準(zhǔn)確的分析和預(yù)估。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。

Graphisoft 公司的ArchiCAD是最早的三維一體化建筑設(shè)計(jì)軟件，從誕生之日開始，就倡導(dǎo)三維虛擬建筑的設(shè)計(jì)理念，并將此理念貫穿于軟件的各個版本?？梢哉f，早在BIM概念被提出以前，ArchiCAD就已經(jīng)在實(shí)踐BIM理念。但是在中國市場，由于其專業(yè)配套的功能與多專業(yè)混合一體的設(shè)計(jì)院體制不匹配，進(jìn)一步推進(jìn)則需要突破國內(nèi)管理體制相關(guān)瓶頸。Bentley公司的Architecture、Structural、Building系列產(chǎn)品基本上都是基于Microstation的基礎(chǔ)平臺而開發(fā)，在國內(nèi)的應(yīng)用主要是在工廠、工業(yè)建筑領(lǐng)域。Dassault System公司的CATIA也是早期的三維設(shè)計(jì)軟件，在航空、航天、汽車等專業(yè)領(lǐng)域有著近乎壟斷的地位，應(yīng)用到工程建設(shè)行業(yè)，無論是對復(fù)雜的形體、曲面、超大規(guī)模建筑物的建模與變現(xiàn)能力還是信息管理能力，都比傳統(tǒng)建筑軟件更具優(yōu)勢。但由于其涉足工程建設(shè)行業(yè)較晚，與工程建設(shè)行業(yè)的項(xiàng)目特點(diǎn)和人員特點(diǎn)的配合方面還有一些欠缺。Autodesk公司于2002年收購Revit Technology公司，并于2004年推出三維設(shè)計(jì)軟件Autodesk Revit 5.1，以此將BIM的概念引入國內(nèi)工程設(shè)計(jì)行業(yè)，隨后推出了Civil 3D、Navisworks、Infraworks等系列軟件，組成整個BIM的解決方案。雖然Autodesk公司進(jìn)入三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域相對較晚，但憑借其AutoCAD軟件在國內(nèi)建筑業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)絕對的影響力優(yōu)勢， Revit、Civil 3D系列軟件在民用建筑、市政工程、水利工程等領(lǐng)域得到了快速應(yīng)用＼[34＼]。

3BIM應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)行業(yè)被稱為設(shè)計(jì)領(lǐng)域的第二次革命。BIM技術(shù)是面向建筑工程全周期、全過程的應(yīng)用，可以貫穿工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、銷毀等所有階段。隨著項(xiàng)目應(yīng)用的逐步深入，BIM相關(guān)的配套軟件也在逐步完善、逐步專業(yè)化，主要包括方案設(shè)計(jì)軟件、集合造型軟件、節(jié)能分析軟件、機(jī)電分析軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、造價(jià)管理軟件、運(yùn)維管理軟件等。

在歐洲、北美等發(fā)達(dá)國家，三維BIM技術(shù)早已普及并得到廣泛應(yīng)用。在我國，近年來BIM技術(shù)帶來的重大變革和BIM的應(yīng)用趨勢已經(jīng)成為行業(yè)的共識。國內(nèi)的一些大型設(shè)計(jì)院、工程建設(shè)集團(tuán)都紛紛成立了BIM中心，在多個國際合作項(xiàng)目以及城市標(biāo)志性工程建設(shè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。很多大型的建筑設(shè)計(jì)院強(qiáng)制要求部分項(xiàng)目必須采用BIM的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，部分水利設(shè)計(jì)院、工業(yè)設(shè)計(jì)院、市政設(shè)計(jì)院也在一些代表性的項(xiàng)目上進(jìn)行了探索、嘗試。盡管如此，BIM應(yīng)用在國內(nèi)也僅僅處于起步階段，這些探索、嘗試也是為后面的技術(shù)轉(zhuǎn)型做好技術(shù)儲備。BIM相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還要向國外學(xué)習(xí)借鑒，國外和國內(nèi)的設(shè)計(jì)規(guī)范、出圖標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)習(xí)慣等都有很大差異，因此需要對BIM軟件進(jìn)行本地化的二次開發(fā)，這和早期AutoCAD的二次開發(fā)過程類似。

4發(fā)展前景

拋棄傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)平臺，完全轉(zhuǎn)為三維的BIM設(shè)計(jì)平臺，還有很長的路要走。這不只是設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)手段的變化，而是設(shè)計(jì)理念和思維模式的變革。設(shè)計(jì)人員從二維的設(shè)計(jì)思維完全轉(zhuǎn)到三維的設(shè)計(jì)思維確實(shí)需要經(jīng)歷痛苦的適應(yīng)和摸索過程。并且國內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)的管理運(yùn)作模式和國外也有很大區(qū)別，國內(nèi)主要是一些大型綜合設(shè)計(jì)院，在全面推進(jìn)BIM技術(shù)的過程中，對原有管理運(yùn)作模式和工作流程也會有很大沖擊。

BIM代表了未來設(shè)計(jì)手段的發(fā)展方向，它不僅僅是工具和手段，更是一種最新的設(shè)計(jì)方法和思維模式。在當(dāng)前中國大規(guī)模推進(jìn)城市化的進(jìn)程中，整個勘察設(shè)計(jì)行業(yè)將迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。未來對建筑項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本、環(huán)保、舒適度、智能化將會有更高層次的需求，由于BIM技術(shù)在協(xié)同設(shè)計(jì)、可持續(xù)設(shè)計(jì)、精確設(shè)計(jì)、成本管理、住宅產(chǎn)業(yè)化、構(gòu)建數(shù)字化城市等方面的優(yōu)勢，以及對當(dāng)前流行的3D打印技術(shù)發(fā)展的支持，都使得BIM應(yīng)用有著十分廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：孫娟）