尤林奇 王楠 史玉龍

摘 要：BIM的應(yīng)用可使設(shè)計(jì)企業(yè)改進(jìn)設(shè)計(jì)模式、提升設(shè)計(jì)產(chǎn)品價(jià)值、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，但是在國(guó)內(nèi)的眾多設(shè)計(jì)企業(yè)尚未得到推廣應(yīng)用。為了給BIM后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變過程中提供系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，在回顧BIM應(yīng)用的代表性文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)、價(jià)值、合作關(guān)系等要素把BIM應(yīng)用劃分為BIM進(jìn)入期、BIM技術(shù)擴(kuò)展期與BIM普及期3個(gè)階段，提出了各階段基于BIM的設(shè)計(jì)模式演變路徑，可將其概括為進(jìn)入期新模式識(shí)別組建、擴(kuò)展期迭代升級(jí)、普及期深化，以呼和浩特軌道交通2號(hào)線為例驗(yàn)證了該路徑的可行性。基于BIM的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式逐漸成熟，其在一定程度上顛覆了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，本文提出的設(shè)計(jì)模式演變路徑可推廣至水利水電設(shè)計(jì)企業(yè)，促進(jìn)其數(shù)字化、信息化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

關(guān)鍵詞：BIM;后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè);設(shè)計(jì)模式;演變路徑

中圖分類號(hào)： TV222

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.09.027

引用格式：尤林奇，王楠，史玉龍.基于BIM技術(shù)體系的設(shè)計(jì)模式創(chuàng)新研究[J].人民黃河，2021，43（9）：139-143.

Research on Design Pattern Innovation Based on BIM Technology System

YOU Linqi， WANG Nan， SHI Yulong

（Yellow River Engineering Consulting Co.， Ltd.， Zhengzhou 450003，China）

Abstract： BIM （Building Information Modelling） technology helps design firms to improve design pattern， product value and market competitiveness. However， it has not been used in most design firm. In order to offer the guidance for latecomer firms during the transformation of design pattern， this paper divided the period of BIM application into Entrance Period， Expanding Period and Popularized Period based on reviewing related paper and technology， value and cooperation factors， then coming up with design pattern evolving path based on BIM technology during each period. In the end， discussing and verifying the specific process of design pattern evolving by analyzing the case of Hohhot Rail Transit Project. To conclude， the evolving path has overturned the traditional design pattern to some extent and extended to the whole hydropower design firm. It has promoted the digitization and informatization of the design firm.

Key words： BIM; latecomer design firms; design pattern; evolving path

BIM （Building Information Modelling）作為工程建設(shè)信息交換與共享的平臺(tái)，可有效提高建筑工程信息集成化程度[1]，其應(yīng)用可使設(shè)計(jì)企業(yè)改進(jìn)設(shè)計(jì)模式、提升設(shè)計(jì)產(chǎn)品價(jià)值、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，雖然被引進(jìn)國(guó)內(nèi)已歷時(shí)17 a，但是在眾多設(shè)計(jì)企業(yè)尚未得到推廣應(yīng)用。究其原因有以下幾方面：一是開展BIM應(yīng)用創(chuàng)新的先發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)較少且都是大型設(shè)計(jì)企業(yè)，可供參考、借鑒的案例少;二是BIM應(yīng)用的階段多、涉及面廣，以何種規(guī)模與方式開展BIM應(yīng)用尚不明確;三是設(shè)計(jì)企業(yè)局限于價(jià)值鏈而非網(wǎng)格化思維，跨領(lǐng)域合作意識(shí)弱;四是開展BIM開發(fā)應(yīng)用前期需要投入大量成本，但短期內(nèi)在實(shí)際項(xiàng)目上難以產(chǎn)生效益。為了給BIM后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變過程中提供系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，本文在回顧BIM應(yīng)用的代表性文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)、價(jià)值、合作關(guān)系等要素對(duì)BIM應(yīng)用階段進(jìn)行劃分，并提出基于BIM的設(shè)計(jì)模式演變路徑，以呼和浩特軌道交通2號(hào)線一期工程為例驗(yàn)證其可行性。

1 BIM應(yīng)用的代表性文獻(xiàn)述評(píng)

黃奇榮等[2]以珠三角光啟科學(xué)中心項(xiàng)目為例，介紹了BIM在高支模工程中的應(yīng)用情況;張國(guó)興等[3]對(duì)BIM技術(shù)在建筑業(yè)施工成本控制中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果表明應(yīng)用BIM的施工企業(yè)均不同程度減少對(duì)預(yù)算的更改，但存在技術(shù)水平低、標(biāo)準(zhǔn)不同等情況;曹庭等[4]闡述了BIM在水利工程全生命周期中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了應(yīng)用誤區(qū)并提出解決方案，認(rèn)為BIM在水利行業(yè)的應(yīng)用仍處于起步階段;湯漩[5]總結(jié)了軌道交通設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)用BIM的3種模式，認(rèn)為BIM的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的局限、為項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理帶來全新的活力;徐鈺德等[1]分析了BIM應(yīng)用于水利工程施工管理的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提出了適用于水利工程施工管理的應(yīng)用模式;王詩玉等[6]以天池抽水蓄能電站為例，建立了基于BIM的抽水蓄能電站智慧化管理平臺(tái);王欣等[7]以某輸水箱涵工程為例，介紹了BIM在施工場(chǎng)地布置、工程量統(tǒng)計(jì)、技術(shù)交底和質(zhì)量管理4個(gè)方面的應(yīng)用情況。

目前，國(guó)內(nèi)不少軌道交通設(shè)計(jì)單位對(duì)BIM的應(yīng)用處于先進(jìn)水平，尤其在管線綜合（簡(jiǎn)稱管綜）設(shè)計(jì)中的應(yīng)用取得較好效果。萬傳軍等[8]介紹了中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)有限公司在無錫地鐵2號(hào)線建設(shè)中對(duì)BIM的應(yīng)用情況，其根據(jù)二維設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)資料，基于BIM形成三維模型，進(jìn)行碰撞檢測(cè)及管線布局優(yōu)化，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。王欣睿[9]介紹了京張高鐵清河站基于BIM進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的方法，其解決了管線碰撞、復(fù)雜空間驗(yàn)證、凈高排查、優(yōu)化設(shè)計(jì)和三維交底問題。沈亮峰[10]介紹了南京地鐵10號(hào)線城西路站建設(shè)中設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)+BIM團(tuán)隊(duì)協(xié)作的管綜設(shè)計(jì)優(yōu)化模式，BIM團(tuán)隊(duì)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段主要對(duì)2D管線進(jìn)行翻模，在協(xié)同合作階段通過管綜模型整合和碰撞檢測(cè)對(duì)2D設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行輔助校核，在項(xiàng)目實(shí)施中兩技術(shù)團(tuán)隊(duì)仍獨(dú)立存在，并未真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。

國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者針對(duì)基于BIM的創(chuàng)新理論進(jìn)行了大量研究。唐曉靈等[11]基于BIM工作流程建立了BASS模型，分析并預(yù)測(cè)了BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì);吳賢國(guó)等[12]從技術(shù)創(chuàng)新行為的角度將BIM分為技術(shù)支持、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)互通和企業(yè)吸收能力4個(gè)層面，并利用SEM構(gòu)建了BIM 技術(shù)創(chuàng)新行為誘導(dǎo)機(jī)制模型，用于分析BIM技術(shù)的創(chuàng)新行為影響路徑;王濤等[13]將BIM體系的應(yīng)用視為創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)重置，從路徑創(chuàng)造和交易區(qū)創(chuàng)建兩個(gè)角度建立理論模型，結(jié)合多重案例進(jìn)行驗(yàn)證，認(rèn)為刺激建設(shè)工程創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)重置是激發(fā)建設(shè)工程創(chuàng)新的主要原因;劉慧等[14]對(duì)BIM的5種模式進(jìn)行創(chuàng)新價(jià)值定位，按漸進(jìn)式創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)式創(chuàng)新、模塊化創(chuàng)新、系統(tǒng)性創(chuàng)新及根本性創(chuàng)新進(jìn)行了BIM應(yīng)用價(jià)值的探索。

Taylor等[15]提出4種 BIM 應(yīng)用模式，認(rèn)為隨著企業(yè)應(yīng)用BIM經(jīng)驗(yàn)的增加，將以可視化模式—協(xié)調(diào)模式—分析模式—供應(yīng)鏈集成模式的順序演變。Grilo等[16]從可互操作性的角度出發(fā)，基于項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)成員的互動(dòng)模式將 BIM應(yīng)用模式劃分為交流模式、協(xié)調(diào)模式、合作模式、協(xié)同模式及通道模式。

綜上所述，BIM的應(yīng)用涉及項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等全生命周期的各個(gè)階段。筆者認(rèn)為，BIM對(duì)后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)設(shè)計(jì)模式的影響過程與顛覆式創(chuàng)新的實(shí)質(zhì)[17]有所關(guān)聯(lián)，即普遍存在于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個(gè)階段。因此，研究基于BIM技術(shù)體系的設(shè)計(jì)模式演變路徑，對(duì)后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)如何逐步利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式的創(chuàng)新具有重要意義?；诖?，本文結(jié)合案例分析，試圖對(duì)現(xiàn)有研究的不足進(jìn)行補(bǔ)充和完善，揭示基于BIM技術(shù)體系的設(shè)計(jì)模式演變客觀規(guī)律。

2 基于BIM技術(shù)體系的設(shè)計(jì)模式演變路徑分析

2.1 BIM應(yīng)用階段劃分

BIM可應(yīng)用于設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維等項(xiàng)目全生命周期中，筆者認(rèn)為，無論是在設(shè)計(jì)、施工還是運(yùn)維管理中應(yīng)用BIM，一般都要經(jīng)歷進(jìn)入期、擴(kuò)展期與普及期3個(gè)階段。

第一階段，BIM進(jìn)入期。后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)基于對(duì)自身設(shè)計(jì)難點(diǎn)的分析與市場(chǎng)洞察，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式存在的致命缺陷，即面對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員很難通過想象及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和漏洞，從價(jià)值層面、技術(shù)層面與合作層面突破瓶頸。首先，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)通過識(shí)別，選擇生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工具升級(jí)的方式逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí);其次，技術(shù)升級(jí)的過程中可以帶來產(chǎn)品價(jià)值的升級(jí);最后，技術(shù)升級(jí)的過程中可以尋求合作，與非設(shè)計(jì)專業(yè)的BIM人員開展合作，實(shí)現(xiàn)技術(shù)匹配，以迅速越過BIM的初期技術(shù)壁壘。

第二階段，BIM擴(kuò)展期。后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)已具備一定程度的BIM應(yīng)用能力，BIM軟件已融入設(shè)計(jì)過程中，為進(jìn)一步提高技術(shù)實(shí)力，一方面，設(shè)計(jì)企業(yè)開始探索多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)模式，完善產(chǎn)品生產(chǎn)體系，進(jìn)一步提升產(chǎn)品價(jià)值，提供更為多樣化的產(chǎn)品形式;另一方面，設(shè)計(jì)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)協(xié)同，強(qiáng)化合作，穩(wěn)固合作關(guān)系，為后續(xù)市場(chǎng)擴(kuò)展積累外部力量。

第三階段，BIM普及期。后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)通過技術(shù)演進(jìn)，形成獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為BIM全專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、基于BIM的設(shè)計(jì)產(chǎn)品可視化交付等;在技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)技術(shù)成果進(jìn)行包裝，形成高附加值的數(shù)字產(chǎn)品;同時(shí)，持續(xù)與有關(guān)跨行業(yè)企業(yè)進(jìn)行合作，打造企業(yè)共贏圈。

2.2 設(shè)計(jì)模式核心要素分析

基于BIM技術(shù)體系的后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)設(shè)計(jì)模式演變主要涉及價(jià)值、技術(shù)和合作關(guān)系等核心要素，在BIM應(yīng)用的不同階段，各要素間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)復(fù)雜的關(guān)系，其在市場(chǎng)、技術(shù)和合作關(guān)系層面具有以下特征。

（1）在技術(shù)層面，BIM應(yīng)用強(qiáng)調(diào)的是利用成熟的技術(shù)降低產(chǎn)品創(chuàng)新成本，打造富有特色的新產(chǎn)品，并通過不斷的技術(shù)演進(jìn)形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)。首先，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)通過價(jià)值分析，找出自身痛點(diǎn)問題與產(chǎn)品價(jià)值問題;其次，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)逐步優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)工具與生產(chǎn)方式，快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí);最后，隨著后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)技術(shù)的成熟，形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保障產(chǎn)品的多樣性與合作的多維性。

（2）在價(jià)值層面，BIM應(yīng)用重點(diǎn)在于產(chǎn)品的多維賦能，并最終以數(shù)字化形式進(jìn)行產(chǎn)品交付。首先，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)在技術(shù)層面上開展技術(shù)識(shí)別，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值漏洞，并開始彌補(bǔ)現(xiàn)有產(chǎn)品的不足;其次，參考成功企業(yè)的產(chǎn)品類目，對(duì)老產(chǎn)品進(jìn)行價(jià)值賦能，打造新產(chǎn)品;最后，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)不斷進(jìn)行產(chǎn)品迭代升級(jí)，借助自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行凝練與包裝，形成價(jià)值升級(jí)的數(shù)字化產(chǎn)品。

（3）在合作層面，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)最初難以獨(dú)立構(gòu)建BIM價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)開展價(jià)值活動(dòng)往往依據(jù)專業(yè)分工與自主獨(dú)立的上下游企業(yè)協(xié)作，建立BIM價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。首先，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)在進(jìn)入BIM領(lǐng)域初期，設(shè)計(jì)師很難快速掌握相應(yīng)的BIM軟件工具，學(xué)習(xí)成本高，此時(shí)應(yīng)通過內(nèi)外聯(lián)合尋求技術(shù)支持，解決轉(zhuǎn)型初期的困難;其次，隨著技術(shù)升級(jí)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不斷積累，與上下游企業(yè)的合作關(guān)系由最初的單向依賴演變成穩(wěn)固合作的雙向依賴;最后，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)通過與BIM價(jià)值網(wǎng)絡(luò)成員的交流溝通等促進(jìn)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)融合，形成市場(chǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)成統(tǒng)一的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

綜上所述，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)開展BIM應(yīng)用的不同階段所涉及的價(jià)值、技術(shù)和合作關(guān)系呈不同狀態(tài)。在價(jià)值層面，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)由低價(jià)值產(chǎn)品優(yōu)化起步，迅速擴(kuò)張以優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu);在技術(shù)層面，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)的技術(shù)由簡(jiǎn)至繁，起初基于成熟技術(shù)的簡(jiǎn)化、重組和融合，經(jīng)持續(xù)性創(chuàng)新形成自身的特色和優(yōu)勢(shì)，最終打造并形成技術(shù)優(yōu)勢(shì);在合作關(guān)系層面，設(shè)計(jì)企業(yè)間的關(guān)系由單向依賴演變?yōu)殡p向依賴，形成合作共享、價(jià)值鏈條復(fù)雜交替的網(wǎng)狀關(guān)系。

2.3 設(shè)計(jì)模式演變路徑分析

基于BIM技術(shù)體系的設(shè)計(jì)模式演變路徑如圖1所示。

在BIM進(jìn)入期，演變路徑是新設(shè)計(jì)模式識(shí)別組建。一方面，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)通過消除設(shè)計(jì)痛點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值的升級(jí);另一方面，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)可以尋求專業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)支持，與合作企業(yè)共享資源，探尋全新的合作模式。

在BIM技術(shù)的擴(kuò)展期，演變路徑是迭代升級(jí)。伴隨著設(shè)計(jì)模式的不斷更新，形成多維數(shù)字化設(shè)計(jì)的新設(shè)計(jì)模式，產(chǎn)品的類型進(jìn)一步增多，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)價(jià)值進(jìn)一步提升。同時(shí)，設(shè)計(jì)企業(yè)與合作伙伴的關(guān)系也因不斷的技術(shù)協(xié)同、強(qiáng)化合作而變得穩(wěn)固，各方受益也因此得到了進(jìn)一步提升。

在BIM的普及期，演變路徑是深化。設(shè)計(jì)模式趨向于以全流程數(shù)字化為基礎(chǔ)、跨行業(yè)合作為契機(jī)、數(shù)字產(chǎn)品為形式的資源共享模式。為了不斷擴(kuò)展市場(chǎng)，后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)通常持續(xù)開展技術(shù)升級(jí)，保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)，打造與包裝全新的數(shù)字產(chǎn)品。同時(shí)，通過跨行業(yè)合作實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)（產(chǎn)業(yè)）生態(tài)共贏。

3 案例分析

呼和浩特軌道交通2號(hào)線一期工程南起阿爾山路站、北至塔里東路站，正線全長(zhǎng)27.308 km，全部為地下線路，其中管綜涉及專業(yè)多、土建設(shè)計(jì)空間小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且變更多，設(shè)計(jì)時(shí)間短、任務(wù)重，業(yè)主要求以高精度的BIM設(shè)計(jì)模型來指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.1 BIM應(yīng)用階段劃分

按照上述方法對(duì)BIM在該工程的應(yīng)用階段進(jìn)行劃分，見圖2。

（1）BIM進(jìn)入期。在項(xiàng)目初期即BIM進(jìn)入期，項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員多采用傳統(tǒng)的CAD+現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的二維設(shè)計(jì)方式，根據(jù)復(fù)雜多變的管線設(shè)計(jì)任務(wù)和業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)成果的要求，在二維設(shè)計(jì)方式難以滿足需求的情況下，項(xiàng)目組人員開始了解和使用BIM技術(shù)。

（2）BIM擴(kuò)展期。在項(xiàng)目前中期即BIM擴(kuò)展期，項(xiàng)目組人員同BIM技術(shù)人員開展合作，開始進(jìn)行BIM應(yīng)用策劃，制定建模標(biāo)準(zhǔn)、建模規(guī)則，創(chuàng)建建模環(huán)境，根據(jù)二維提資初步建立BIM模型，并根據(jù)設(shè)計(jì)變更和現(xiàn)場(chǎng)要求修改模型。

（3）BIM普及期。在項(xiàng)目中后期即BIM普及期，在時(shí)間緊迫的情況下，先修改二維圖紙?jiān)傩薷娜S模型的設(shè)計(jì)模式已無法適應(yīng)軌道交通項(xiàng)目設(shè)計(jì)頻繁變更的需要，項(xiàng)目組采用BIM人員直接了解需求并修改、二維專業(yè)設(shè)計(jì)人員校審的方式，即以BIM設(shè)計(jì)人員為中心的設(shè)計(jì)模式（BIMer-Center Design Pattern，簡(jiǎn)稱BCDP模式），滿足了項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)和質(zhì)量要求。同時(shí)，嘗試研發(fā)BIM+產(chǎn)品，推動(dòng)了企業(yè)數(shù)字化生產(chǎn)和轉(zhuǎn)型。

3.2 設(shè)計(jì)模式演變路徑

呼和浩特軌道交通2號(hào)線設(shè)計(jì)模式演變路徑與上述后發(fā)企業(yè)設(shè)計(jì)模式演變路徑一致，見圖3。通過加強(qiáng)合作、提升價(jià)值與技術(shù)升級(jí)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式賦能升級(jí)，演變?yōu)锽CDP模式，初步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。

（1）進(jìn)入期新設(shè)計(jì)模式識(shí)別組建。①價(jià)值識(shí)別，傳統(tǒng)價(jià)值升級(jí)。項(xiàng)目開始階段，設(shè)計(jì)方主要采用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)以CAD二維設(shè)計(jì)為主，在價(jià)值層面主要以傳統(tǒng)二維圖紙為載體體現(xiàn)設(shè)計(jì)價(jià)值。②技術(shù)識(shí)別，改善設(shè)計(jì)痛點(diǎn)。在技術(shù)層面，存在二維設(shè)計(jì)無法可視化檢測(cè)碰撞、各專業(yè)設(shè)計(jì)溝通協(xié)同性差、對(duì)隨現(xiàn)場(chǎng)情況變化而產(chǎn)生的設(shè)計(jì)頻繁變更處理慢等問題，花費(fèi)大量時(shí)間得出的二維圖紙并不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，這是需要改善的痛點(diǎn)。③合作識(shí)別，探尋合作模式?；谧R(shí)別的設(shè)計(jì)痛點(diǎn)，二維設(shè)計(jì)人員探尋與BIM專業(yè)人員建立合作關(guān)系，利用BIM的可視化、協(xié)同化等優(yōu)勢(shì)解決上述問題。

（2）擴(kuò)展期迭代升級(jí)。①新技術(shù)、新產(chǎn)品的形成。基于上述問題，BIM專業(yè)人員通過與各專業(yè)二維設(shè)計(jì)人員溝通，確定BIM應(yīng)用的實(shí)施計(jì)劃、BIM應(yīng)用策劃、軟硬件環(huán)境配置、技術(shù)架構(gòu)，根據(jù)各專業(yè)二維設(shè)計(jì)提資初步建立土建和部分管綜模型，進(jìn)行管綜修改、設(shè)計(jì)流程優(yōu)化、成果提交和BIM深度應(yīng)用及拓展，最終初步形成基于BIM技術(shù)的新產(chǎn)品。同時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目需求和以往經(jīng)驗(yàn)制定建模與信息標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范和確保BIM在后續(xù)項(xiàng)目的應(yīng)用。②穩(wěn)固合作關(guān)系。BIM專業(yè)人員根據(jù)項(xiàng)目具體情況和合作模式，采用圖4所示的外鏈和工作集劃分的私有云實(shí)時(shí)協(xié)同的BIM技術(shù)架構(gòu)模式，將管綜模型和土建模型中心文件布置于服務(wù)器，二者通過外鏈模型互相鏈接顯示，各專業(yè)BIM設(shè)計(jì)人員在本地通過中心文件實(shí)時(shí)協(xié)同，以提高建模和修改效率。③提升設(shè)計(jì)價(jià)值。在BIM擴(kuò)展階段，項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式仍是以二維專業(yè)設(shè)計(jì)人員為中心的設(shè)計(jì)模式，即BIM設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)專業(yè)二維設(shè)計(jì)人員的提資及溝通進(jìn)行建模、碰撞檢測(cè)和二維專業(yè)圖紙校審，二維設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM人員校審過的模型進(jìn)行專業(yè)校審，最后將符合設(shè)計(jì)要求的模型提交業(yè)主、施工方、裝修方等參建單位，如圖5所示。設(shè)計(jì)方由于提供了更形象、更豐富的設(shè)計(jì)成果，因此大大提升了設(shè)計(jì)價(jià)值。此階段雖然尚未發(fā)揮BIM技術(shù)的全部?jī)?yōu)勢(shì)，但傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式已經(jīng)因BIM技術(shù)的融入而開始不斷迭代升級(jí)，從二維走向三維。

（3）普及期深化。①確定合作模式并鞏固。在該工程建設(shè)的中后期，由于以二維專業(yè)設(shè)計(jì)人員為中心的設(shè)計(jì)模式已無法適應(yīng)軌道交通項(xiàng)目設(shè)計(jì)的頻繁變更性、時(shí)間緊迫性和業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)成果要求的特殊性，因此基于BIM將設(shè)計(jì)模式、合作模式進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，BIM設(shè)計(jì)人員根據(jù)前期制定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、積累的管綜設(shè)計(jì)專業(yè)規(guī)范，直接同參建各方溝通，按照“四個(gè)要求”（即管綜調(diào)節(jié)技術(shù)要求、設(shè)計(jì)變更要求、業(yè)主的時(shí)間要求、施工和裝修的空間要求）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提出的設(shè)計(jì)變更直接進(jìn)行三維調(diào)節(jié)，并將設(shè)計(jì)成果提交專業(yè)設(shè)計(jì)人員校核，實(shí)現(xiàn)了“正向設(shè)計(jì)”即BCDP正向協(xié)同設(shè)計(jì)流程（見圖6）。②BIM+新技術(shù)。在全專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)的應(yīng)用不斷擴(kuò)展深化，并逐步形成跨維融合的產(chǎn)品，如BIM+VR、BIM+AR等，為設(shè)計(jì)審查、設(shè)計(jì)產(chǎn)品交付等提供了全新的技術(shù)路線，豐富了設(shè)計(jì)成果的展現(xiàn)形式，設(shè)計(jì)企業(yè)提升了核心競(jìng)爭(zhēng)力、拓展了技術(shù)廣度。③設(shè)計(jì)增值，形成體系。新的設(shè)計(jì)體系在該工程項(xiàng)目施工過程中發(fā)揮了巨大作用。在新店站站廳層土建已施工完成的情況下，發(fā)現(xiàn)在有限的土建空間內(nèi)綜合管線排布不下，且經(jīng)過各專業(yè)設(shè)計(jì)人員溝通和重新設(shè)計(jì)都無法解決問題，為此項(xiàng)目組基于BCDP，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，同參建各方、各專業(yè)人員設(shè)計(jì)積極溝通，通過修改管線尺寸、在BIM模型中不斷進(jìn)行方案調(diào)整，最終提出的方案避免了對(duì)已完成土建的拆除重建，大大節(jié)省了項(xiàng)目成本、縮短了工期。在該工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，BIM設(shè)計(jì)人員采用BCDP對(duì)兩個(gè)站的管綜模型進(jìn)行了數(shù)十次的調(diào)整，力爭(zhēng)做到每次調(diào)整“零碰撞”，修改和完善原設(shè)計(jì)方案不合理的地方千余處，使設(shè)計(jì)效率提高60%、成本節(jié)省近百萬元。

綜上所述，BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)模式深化階段創(chuàng)造重大價(jià)值的同時(shí)，使設(shè)計(jì)模式演變成了由全專業(yè)、全參建方參與的BCDP模式，基于該模式，二維專業(yè)設(shè)計(jì)人員和BIM設(shè)計(jì)人員合作，甚至項(xiàng)目參建各方都發(fā)生了深入的跨專業(yè)、跨行業(yè)融合。在此項(xiàng)目實(shí)施過程中，BIM專業(yè)人員通過技術(shù)儲(chǔ)備掌握了管綜專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)，二維專業(yè)設(shè)計(jì)人員認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)和逐步掌握BIM技術(shù)，實(shí)踐中培養(yǎng)了一批既懂專業(yè)又懂BIM的復(fù)合人才。此外，在技術(shù)層面，形成了企業(yè)獨(dú)有的全專業(yè)BIM實(shí)施和設(shè)計(jì)模式，探索出BIM可視化交付的技術(shù)路線，為形成企業(yè)獨(dú)有的、具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的BIM+產(chǎn)品（如三維圖紙和工程數(shù)據(jù)化交付平臺(tái)等）奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

4 結(jié) 語

BIM在呼和浩特軌道交通2號(hào)線的應(yīng)用實(shí)踐，印證了筆者提出的后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)基于BIM的設(shè)計(jì)模式演變路徑的可行性，其可為相關(guān)行業(yè)后發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。基于BIM技術(shù)體系的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)模式是較為成熟的設(shè)計(jì)模式，其在一定程度上顛覆了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，可推廣至水利水電行業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)使用，促進(jìn)其數(shù)字化、信息化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

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