2012年10月19日 星期五

BIM反思錄(二)

BIM反思錄(二)
作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年良月寫於台北
本文原發表於作者的新浪博客,2012-10-9

人無遠慮,必有近憂

  話說當前興起了一股“建築資訊模型化”(BIM)的風潮,被說成是建築業界的一次產業革命,當然也有人硬要說成是第三次工業革命,並且不加入BIM的行列就將被淘汰。(好吧!那麼在第二次的時候淘汰了誰?) 今天能跟BIM沾親帶故的各款應用軟體也如同雨後春筍般冒將出來,賣軟體的不住伸手四下招徠,訴說著俺才是老字號,一面比劃著建築世界未來的美景。變革肯定是有的,但並非起於一夕之間,而是隨著時間牽拖而漸進生成,說它是個願景也好。固然建築界中不乏冷漠以對者,他們面對任何變革的態度都依然故我,照例老神在在、不為所動。但是的確有許多建築業者看出其中的巧妙端倪而跟著上馬,他們面向BIM的態度則各有不同,其中有立馬撂了舊挑子義無反顧大幹快上的,也有那種摸著石頭過河邊走邊試深淺的,當然也有像在公園裡模仿人家打太極拳雖有形卻無神的,總是建築界中應用BIM的從業人員日漸增多,搞設計的、搞施工的、搞運營的、甚至搞投資的都有。在軟體商營銷策略的巧妙包裝下,讓已經上馬的業者咸認為有了BIM以後,就如同曾國藩在日記裡說的一樣,“從前種種,譬如昨日死;以後種種,譬如今日生也。”用上了BIM就像是走上了充滿陽光的康莊大道,但在現實中真的是如此順風順水嗎?

  在BIM問世之前,我們使用二維CADD少說也超過了20年光陰,甚至在CAD出現之前,趴在圖板上以手工製圖經歷的年代更為久遠,二維設計和CAD真的有如推銷BIM軟體那些人所說的那麼不堪嗎?如果真是,那麼今天城市中滿坑滿谷的高樓大廈又是怎麼蓋起來的?那些房屋可曾缺隻胳膊斷條腿的嗎?實際上,二維設計載體經過多年的應用已經發展得非常成熟,並且在建築市場上早已形成了完整的運作與規範體系,相關的產業鏈之間也擁有公認的遊戲規則。如果說今天BIM的介入,搞出這種三維模型相對提升了整個專案建設的效率和品質,這一點是讓人肯定的。然而設計載體工具驟然改變,勢必衝撞既有的規制,這一點也是不容否認的。

  當今電腦軟體與硬體的性能不斷更新,有效的實現了三維模型應用,原先存在設計人腦海中的設計構思,被移植到電腦的虛擬環境中,經由視覺化出現在顯示器螢幕上,開啟了工作整合、實時分享與協同工作的門戶,BIM帶來的真正效益在於協同工作(collaboration)提升效率而不是免除錯誤。但是人的思維終究跟不上電腦的處理速度,人很快就在大鯨魚式的應用軟體裡失卻完全掌控的能力,按下了鍵盤後,除了顯示器畫面上的改變以外,恐怕很少人清楚的知道,以自動化之名,電腦在台前幕後究竟還幹了哪些你所不知道的事情,迷信軟體萬能的後果是難以預料的。

  在設計過程中,透過人機界面往返操作,真正改變的是這個建築案件的設計內涵。如果使用者因為迷於絢麗的軟體功能而操作失當或失格的時候,引發的問題可能比想像中更大。電腦對操作者是忠實的,默默執行命令不會偷懶犯錯,它只會在承受不了折騰的時候自殺(當機給你看),頂多順便毀掉正在折磨它的那個三維模型。會犯錯的是驅策它的人類,人類的心智很容易被自我認同所蒙蔽,所謂“明足以察秋毫之末,而不見輿薪”。不論是輔助設計還是整合施工,如果建築工作者本身在建築上的專業基本功不足、現場實務經驗不豐,不能期望在有了電腦和BIM加持以後,就能搞出不帶“E&O”(錯誤和遺漏)的圖紙來,相反的在圖紙中可能夾藏的是自己難以覺察的深層次設計失誤。換句話說,建築工作者本身在專業水平上的能力不足和誤判,會因為使用了BIM而不由自主的曝露出來。

  說到這裡,可能有些本著BIM至上的朋友已經按捺不住,準備把槍口指過來:「我們是搞設計的耶,要求我們具備施工層級(Construction-Caliber)的專業經驗太過份了吧?」 但我即使中槍也不得不說的是,即使你的專業水平能動手畫出一棟建築的各層平面圖和各向立面圖,但你需要的是能夠獨力畫出整棟建築從基礎到屋頂包含施工做法大樣的1/10或1/20比例外墻剖面圖(※請注意:我指的是要能符合1/10或1/20所必需具備的詳細內容),並且要畫得跟現場實際施工結果同樣正確無誤。如果您沒本領獨力做到這一點,那麼給您BIM軟體你照樣構建不出正確的模型來。在三維虛擬環境下操作建築設計,不論您使用的是哪一路三維軟體,過程就跟在真實世界裡蓋起一棟房屋所面臨的狀況一樣,從基礎墊層一路往上直到屋頂避雷塔尖,從整體結構骨架到內外飾面細節,即使拱券山花也一樣都不能少,想要做到這些靠的是深厚的現場實務經驗積累,這是單從書本上學不到的。會建模跟會運用模型操作設計是兩碼子事,搞建築設計的如果沒有親自在工程現場待過,切切實實的“跟過”建造與安裝的全過程,您說自己設計的東西都能一筆不改的順利蓋得起來,恐怕只有您自己會相信。因而建築設計者不要把責任都推到結構或MEP設計師身上,說他們做出來的結果跟您預想的差異很大,建築設計者要有足夠的專業判斷能力,預先給結構與MEP保留出足夠的空間尺度,合理的容納結構構件與MEP管線設備,絕對不能只顧自己耍得清爽,而把那些崎角旮旯的殘餘空間丟給結構與MEP設計師說 :「就這些了,拿去湊合著用吧!」

  應用三維軟體操作設計跟昔日運用二維軟體的實質過程天差地別(※我說的是構建三維模型“操作設計”,不是指看著畫好的二維施工圖建立三維模型那種抄圖建模的做法)。今天建築業界在某些業者急於圈地佔領市場的心態下,造成部份使用者迷信BIM這類三維軟體已經自動化到無所不能,形成了“過度期望”(Excessive expectations)和“過度自信” (Overconfidence)的迷思,以致於看起來完整的模型中卻可能潛藏著無法順利施工的隱患,而在設計當時操作設計者甚至無從判別施工可行性。模型裡的失誤,帶動信息的失準,生成二維施工圖紙的可操作性可能還比不上往昔應用CAD的年代。

  設計載體的差異,衝撞既有的建築體制和行業遊戲規則是必然的,不容否認,當前從建築規範、管理體制到建築專案中的角色權責,林林總總都是以往基於二維設計載體(CADD與手工製圖)的運用所制訂的。今天大家都很自豪已經進入了BIM時代,是否該平心靜氣的思考一下為何要應用BIM,我們的設計與施工體制架構該怎麼因應BIM的需要而做最佳化的調整。

  由於建築業界對BIM能耐(Capability)和成熟度(Maturity)的認知還缺乏足夠的機會去養成和磨練,對於拿三維建築資訊模型做為載體,跟現行基於二維載體的規制間存有多少窒礙與齟齬,在我們浮躁的奔往雲端的途中,甚至還沒有足夠的時間去做有系統的審視,我們建立的模型究竟是不是放諸四海皆準的建築資訊模型,還是僅止套用可視化之名做為視覺展現的三維模型。別跟我說應用在三維設計中的模型不需要精細化,不包含細節的模型必然有所欠缺或失準,如果一味削足適履的去迎合軟體性能的不足而自我設限,那麼您根本搞不清楚您的模型裡究竟缺少了些什麼?細節不足的設計在工程進行中的引爆點在哪裡?也別跟我說當前大家都還習慣於“現場調整”的那套說法,如果把這些歷史遺留的現象當成是職業上的必然,那麼應用BIM就只是個形式,比誰把氣球吹得更大。

  BIM必須搭配適當的交付模式才能見其所長,不可諱言的,當前我們絕大多數的建築案件還是在運用傳統的“設計-發包-興建”(Design-Bid-Build, DBB)交付模式,業主分別跟設計方與施工方訂立合約,業主跟設計方之間既是合作者又是合約對造關係,設計方跟施工方之間也沒有相互依存的關聯。DBB交付模式在國內外都運用了很多年,順利執行完成的案例也多得不勝枚舉,雖然規制本身具備正面的價值,但由於在DBB交付模式下各參與方各據立場,缺乏相互信賴的基礎,在工程責任的制約下,各方也缺乏相互支援的動力。如果設計方(或施工方)讓業主產生了過度期望而忽略自己的作為能力不足,就可能導致自己惹上災難性的後果。

  於是現今許多人開始大力提倡“專案整合交付”(Integrated Project Delivery, IPD)這種新的專案交付模式(※又是從外國引進的),把業主、設計、施工、運營各方以及BIM一起綁進專案的設計過程中,說是成敗功過大家都有份,希望能藉此一舉解決往昔那些“無休止的設計變更、錯誤與誤差、工期拖沓冗長、生產效率低下、協調溝通緩慢、工程費超支…”等等問題,並且高調宣稱它是個完美的解決方案。的確,根據外國對IPD的定義和作法,其效益要比DBB模式相對高出不少,然而IPD要成功的實踐,參與者各方的心態能否捐棄私心,化小我為大我,能在工作上配合無間是左右其成敗的關鍵。所謂“一方水土養一方人”,這也跟各地區由來已久的建設習性、運作慣例、甚至行業潛規則都有著密切的關聯性,在外國能成功的實施不代表在咱們這裡必然行得通。(※還是那句老話,切莫拿極少數成功的案例當成業界普遍性的表現)

  IPD說穿了這是統一陣線的做法,看起來似乎是形成了雨露均霑的利益共同體,然而私底下還是各有盤算,參與方各自都想多得些銀子,別人多賺了可不會分點給你,自己的那一份是賺是賠還得自己下功夫,實際上既是合作又是對立的業態本質並沒有改變多少。假如設計方或施工方在BIM應用中達不到原先向業主宣稱的天大效益,或者工程中出現了任何非預期的技術失誤或財務困頓致使中間有人掉鏈條或者扯後腿,誰也無法保證屆時IPD會不會半路散架子,各參與方之間會不會因此而興訟索賠。

  別以為我只是嚇唬您,晚近就有一件在DBB交付模式下跟BIM有關聯的索賠案例,雖然發生的地點在美利堅國,但誰也不知道什麼時候我們的身邊也會出現相同的情景。有句話說“人無遠慮,必有近憂”,因此即便是未雨綢繆,我們也要仔細探討一下這個被稱為BIM索賠案首例的前因與後果,做為推展BIM應用的借鏡。

※未完待續:BIM反思錄(三)《從美國首件涉及BIM的訴訟案談起》

BIM反思錄(一)

BIM反思錄(一)
作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年良月寫於台北
本文原發表於作者的新浪博客,2012-10-8

相濡以沫,不如相忘於江湖

  當我們討論一個行業的業態的時候,應該關注的是行業裡普遍性的狀況,而不是僅拿少數企業的特別表現來說事。刻意突顯少數特別案例的成功而忽略行業普遍性的表現,只會遮掩行業真正的樣貌,對行業的整體發展和提升並沒有助益。今天我們建築業界面向BIM最大的問題是把少數個別企業的實踐嘗試宣揚成普遍性的業態水平,造成許多企業急於仿效別人外在的靚麗表現,卻忽視其內在實力的成長歷程,導致看起來光鮮亮麗的績效背後可能隱藏著見不得光的缺憾。雖然BIM的實施導則正在制訂中,當前業界裡各搞各的也沒有什麼共識和一致性的遊戲規則,但是重點在於這個行業所涉及的業主、設計、施工、運營維護等等諸多企業他們的心裡除了願景之外,是否同時擁有激情和使命感,準備好如何面對即將到來的變革沒有。BIM不是其中哪一個角色就能獨力撐得起來的,如果老想著讓別人走在前面披荊斬棘而自己跟在後面揀現成的便宜,那麼BIM在我們這裡將是沒有明天的。

  當BIM介入建築行業運作的時候,原先存在於項目建設各階段間各自為政的藩籬無可避免的要被打開了,為了好好伺候這個建築資訊模型,讓它能有效的貫穿項目建設各個階段,包括業主、設計、施工以及運營管理等各參與方都得多做好多工作,延伸到原先不屬於他(或者說曾經遷延躲避)的工作領域。模型只是被動的資訊載體,BIM把各參與者變成用線繫在一起的螞蚱,任誰都單個兒蹦不開,唯有溝通…再溝通、協調…再協調,以及一起面對永遠解決不完的問題,這才是BIM實踐精神的所在。BIM猶如一條船,各個參與者都是不可或缺的槳手,船要航行得順利,有賴於各個參與者之間結合成團隊並且無私的協調合作(Collaboration)。今天眼看有些設計方把建立的模型捂著不交付給施工方,完工時施工方也沒有竣工模型傳交給運營方,仍然拿著二維圖紙甩給接棒的下一手。沒有開放的心態,名義上應用了BIM,實際上所幹的事跟往昔二維CAD時代沒什麼分別,從專案建設的角度來看,用兩套規則做同一件事,能說BIM帶來的效益是多麼優越嗎?是故“相濡以沫,不如相忘於江湖!”

然而,BIM絕不是安裝了軟體立刻就擁有的技能,也不是僅僅學會了建模就此蛻變成風生水起的實踐者。如果你只是想拿BIM急功近利的當成搖錢樹去賺取些機會錢,那麼在當前混沌的建築圈子裡的確可以撈到一點銀子,但是誰都看得出來這不是天長地久的買賣。如果你想拿它做為跟你建築本業一世相伴的實戰工具,那麼應用BIM的過程就會如同一條蜿蜒的長路,並非像某些推銷廣告中所訴求的那樣簡單而優雅。建築這個行業中除了業主肯定能發財以外,施工方玩得挺好的也能得些小財。至於設計方,那是個為人作嫁的角色,沒有人能經此發家致富,但是在BIM的應用中設計方卻得付出最多,所以未來還得下多少功夫才能步上正軌,如人飲水冷暖自知。在你能一拍腦袋之前,你將面對的是“理想太豐滿,現實很骨感”。

2012年7月16日 星期一

Expectation to SketchUp

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年七月寫於台北

緣起
2012年7月10日Trimble SketchUp團隊受SketchUpBBS論壇的邀請,首度訪問中國上海、武漢、廣州三個城市,除了考察參訪以外,SketchUpBBS在三個城市各安排一場跟中國SketchUp使用者面對面的技術交流研討會。7月10日在上海外灘的遊艇俱樂部舉行的研討會,從下午13:30開始一直到晚上10:00結束。
SketchUpBBS一共準備了27個議題,含括了對SketchUp在各專業領域的應用,以及使用者對SketchUp未來走向BIM的看法與期待。筆者身為SketchUpBBS論壇的資深會員,特別為此提出對SketchUp的期望做為研討議題,議題的原文如後。

Expectation to SketchUp

By Paul Pai, Architect in Taiwan,  SketchUpBBS Member: digitalarch (數碼阿叔)

SUBIM = SketchUp + Plugins
    I have been using SketchUp as our primary design tool for 10 years (since 2002).  As an architect, I have been hoping the SketchUp team comes up with a Ruby plug-in that supplies comprehensive BIM functionalities.

我把SketchUp做為主要設計工具已達10年(始自2002年)。從一個建築師的角度,我希望SketchUp開發團隊能發展出Ruby外掛插件,賦予SketchUp完整的BIM功能。

〖說明〗
Despite of the fact that some people, due to unfamiliarity to SketchUp or other reasons, think SketchUp is only capable of conceptual design, many architects and designers like us have already been using SketchUp for the stage of schematic design and design development. With the help of LayOut of other CAD software, we can also produce construction document with SketchUp. In fact, SketchUp has always been the primary design tool, rather than just a sidekick.
In recent years, Building Information Modeling (BIM) is flourishing, forming a revolutionary wave in the architecture industry, and the China market will not be an exception. The China government is already on its way to settle down regulations for BIM implementation, and BIM may become a requirement in 2 years. With the raising of BIM, the BIM-based softwares will become the mainstream tools in the industry, and SketchUp can not be absent. We hope that the value of SketchUp can be extended to support BIM implementation.
However, it does not mean SketchUp needs to change its core functionality for BIM. We hope that SketchUp Pro can be enhanced to provide BIM functions via Ruby plug-ins, to keep the flexibility.

雖然有些建築業者、學者和軟體供應商,由於對SketchUp的功能一知半解或者基於其他目的,仍然堅持SketchUp僅能應用在建築概念設計(Conceptual Design)上。但是這些年來建築行業中的確有許多建築師和設計師不這麼認為,他們除了把SketchUp用在概念設計階段,還延伸到方案設計(Schematic Design)和深化設計(Design Development)階段,並且運用SketchUp搭配LayOut模組或其他CAD軟體,去完成建築施工圖說(Construction Document)。事實上SketchUp一直是許多建築設計工作者的主要設計工具(而不是製圖工具)

近年,建築資訊模型化(Building Information Modeling, BIM)在建築業界被炒得火熱,形成全球性的變革浪潮。當前中國的建築業界也無可避免的身處其中,推想在可預見的未來,基於BIM的建模軟體勢將成為建築行業的主流工具,政府正在制定BIM的實施標準,兩三年後可能會要求建築行業必須把BIM應用在工作中。我們不想SketchUp在這場變革中缺席,或者被摒除在主流設計工具之外,期待SketchUp的開發團隊能把SketchUp的功能擴展到BIM的領域,使我們能繼續把它應用在建築生命週期的各個階段。

全世界使用SketchUp的設計師數目可能超過了百萬以上,雖然其中大多數是在跟建築相關的專業領域裡,然而SketchUp是個面向多種設計專業的三維設計軟體,用在各種不同專業的設計師手中都是為人稱道的設計工具。因此我們認為不必為了BIM而更改SketchUp既有的核心程式,保持它與生俱來的高效率操作性,繼續讓SketchUp跟設計師的思維能同步運行比什麽都重要。我們的建議是強化SketchUp Pro版的功能,經由Ruby插件來賦予SketchUp完整的BIM功能,由使用者自己來決定怎麼有效的使用它。

Building Information Modeling
    In our interpretation, a BIM model satisfies the following two criteria:
1. It must be an object-oriented, three-dimensional representation of a building. 
2. It must consist of some additional information about the objects beyond the  graphical properties.

我們認知,所謂BIM模型需要具備下面二個特徵:
1. 它必須是一種基於物件導向、以三維表示的建築物。
2. 模型物件的屬性中必須包含圖形以外的特定建築資訊。

〖說明〗
SketchUp has leveraged the advantage of geometrical faces to the maximum. We can create a detailed skyscraper model in less than 100 kilobytes, as it only consists of the visual information of the building exterior.
However, when it comes to practical architecture design, there are three essential criteria to satisfy:

1. Architectural Object: These visual elements have to be grouped into architectural    objects, such as predefined walls, windows, etc.
2. Data Association: Each object has to associate to its material and physical   properties. For example, given a wall object, we need to keep track of its materials of construction, strength, weight, noise rate, heat transfer rate etc.
3. Calculation and Query: In the later stages of design, we have to do aggregated    calculation and object query based on these properties. For instance, we may need to sum up the total volume of walls of a certain material, or to retrieve a list of objects that involve the use of a certain material in the model.

The challenge is, SketchUp model elements are not object based at the core. When we use push/pull function to generate a "wall", instead of a real wall object, it just creates 6 faces visually shaped like a wall. In addition, we also need to keep track of the physical properties of the wall, such as its materials of construction, strength, weight, noise rate, heat transfer rate etc.

With the current SketchUp. A possible way to work around is to support the object model via the use of Dynamic Component, and put the material information in Component attributes. However, with this approach, we will stuck at the stage that requires data manipulation.

We don't have a solid solution on how we can achieve the requirements yet. A wild guess could be handling the data externally by a 3rd party program, with Dynamic Component providing callbacks upon model changing and API for making changes back to SketchUp, so that the state of both sides can be synchronized via a plug-in as a bridge. In this way, SketchUp probably doesn't have to change much, while users can pick up their own backend BIM implementations.

SketchUp在三維模型上極致發揮了幾何面的效益,我們可以構建一座百米高樓的模型,看起來精緻得栩栩如生,卻只有一層薄薄的外殼表皮,內部空空如也。整個模型檔案的大小可能不到100 Kb,在Google Earth上你總會發現滿是這種型態的模型。否則如果拿那種動輒超過數百Mb的三維資訊模型栽在GE上,我不相信Google Earth還跑得動,更別說拿來利用3D模型做什麽GIS定位了。

但是在實際的建築設計應用中,需要構建的設計模型並非僅僅是一層薄薄的外殼表皮或者粗略的體塊。我們的模型包含了建築物內外部所有的建築構件,從樑、柱、牆體、樓板、屋頂、門窗、樓梯、欄杆…等等,甚至包含建築設備的細節,同時在模型的面(face)上也賦予了適當的表面紋理(texture),通常我們不是僅只簡單的使用顏色(Color),而是使用真實的材料紋理圖像(texture image)。

一向以來,經由SketchUp建立模型不是運用所謂"基於物件"(Object-based)的方式,也就是說在建模的過程中並非運用"牆"命令去創建一堵牆,或者運用"柱"命令去創建一根柱子。說得清楚一點,例如我們在SketchUp裡利用"Push/Pull"命令拉伸出一堵牆,實際這堵牆只是由6個面(Face)連接成"牆的形狀",除了視覺上的主觀認知以外,在模型的數據庫(database)裡並不記錄或生成什麽跟這堵"牆"(Wall)相關聯的性質(properties)。即使你選取了這堵牆,你也無法得知牆體的構造材料、強度、重量、隔音率、熱傳透率和耐火時效等等特性。

原因是這堵牆的性質此刻並不是一個"物件"(Object),可是當我們把它定義成動態組件(Dynamic Component)以後,它就具有了物件的性質。實際上當前那些所謂基於物件的件的BIM建模軟體所建立的模型構件(Model Elements),骨子裡也都是些組件(Components)和組裝件(Assemblies),利用相同的方式由程式建立,並附加了許多預設的屬性值和相應的編碼。我們可以從另一個角度來看,SketchUp的動態組件功能很大程度的能滿足這種需要,但是得預設一些必要的屬性欄位和內容,這些屬性值也就是這個模型構件所攜帶的建築資訊。在接下去的設計、施工以及使用階段中,我們適當的提取這些資訊,有效的用於設計、模擬(simulation)、分析(analysis)、乃至於估算、排程等等,這樣就能符合建築資訊模型化BIM的目的要求。

Object-based Model Element
    We hope, via plug-ins, we can create architectural objects (like wall, column, beam, slab, roof, window, door, etc.) directly in SketchUp, while assigning each model element a global unique object identifiers (OID) with a naming convention based on the classification given by UnitFormat II and MasterFormat.

我們期望,經由插件能在SketchUp裡直接建立"建築物件"(例如:牆體、柱、樑、樓板、屋頂、窗、門…等等)。對於Model Element賦予"全球唯一物件識別碼"(global unique object identifiers, OID),並且參照AIA E202-2008 BIM Protocol Exhibit的要求,運用UniFomat II和MasterFormat對物件進行分類和命名。




  ● Query and List 
    It would be great if SketchUp provides a constraint query/listing function, so that user can retrieve target elements or aggregated values from the model. (For instance, the count of windows of a specific type, or the total area of building exterior tiles.) 

建議SketchUp能提供查詢和輸出明細表的功能,使得使用者能從明細表進行計算和估價。
(例如:計算模型裡某型窗戶的數目,或者統計所有貼磁磚外牆的面積等等) 

Import / Export IFC file
    As the members of consulting team may use different software, we hope SketchUp can supply import/export functionalities from/to IFC file format, so it would be easier to communicate with other software.

設計顧問團隊的成員可能使用不同的軟體,我們期望SketchUp提供導入和導出IFC格式的功能,以利於跟其他軟體進行溝通。

LayOut
    We hope we can insert Microsoft Excel file (perhaps .xlsx) into LayOut, in addition to Skp, image, plain text and RTF text.

對於LayOut模組,除了可以插入Skp模型、Raster Image、Plain Text和RTF Text等文件格式以外,我們建議能增加插入Excel表格(例如.xlsx試算表)的功能。

〖說明〗
The feature of Scene (Page) is one of the best features in SketchUp, regarding to BIM design. In many other BIM softwares, only a few fixed views are provided, so that users are forced to work on model from restricted viewpoints. Unlike those softwares, in SketchUp, user can freely decide the view, and freely orbit and zoom in/out the scenes. These scenes correspond to the drawing sheets in the old 2-dimensional CAD design methodology and serve as pivots to create different architectural documents. For example, to create a Construction Document, a SketchUp user would import the scenes into LayOut, set up print size, add a frame, legends, text comments, and eventually turns it into a formal document.

As LayOut can be used to create such documents, there is a common demand to enhance it to work with data tables and charts. Therefore we are also looking forward a possibility that LayOut can integrate with Excel.

往昔建築界應用二維CAD表達設計內容,不惟圖形數目很多,並且每個圖形(Drawing file)就只對應一張圖紙(Sheet),個別製圖和改圖的過程中容易造成遺漏和各圖面內容不一致。
晚近,當所謂BIM建模軟體出現以後,在軟體供應商的一再宣傳下,眾多使用CAD的設計師驚喜的發現,BIM建模軟體在三維模型上預設了能對應平面、立面、剖面等等的各種"視圖"(View),使用者可以從任一個視圖去修改模型,想當然爾其他視圖中顯示的內容也跟著改變。從這些視圖導出二維設計圖紙自然避免了圖形內容不一致的錯誤,減少了更改設計時的工作量,實際上也成為許多設計師改用 BIM建模軟體製圖的動機。
然而這種被說成史上初見的好功能,對於SketchUp的使用者來說,並沒有引起什麽刺激和興奮。因為"視景"(Scene / Page)頁面從多年前就始終是SketchUp固有的功能,每個設計師在工作中都會創建多個不同角度和觀視範圍的視景,並且在編輯過程中可以任意的環視(Orbit)和縮放(Zoom)操作視景。真正的三維設計軟體是能讓設計師按照自己的思維自由操控模型,而不是勉強自己去適應軟體程式設計者的操作想法,或者只能在固定比例的視景中工作。如果在應用三維設計過程中,設計師還是以傳統製圖習慣在平面視景上工作,那又何能算是三維設計呢?

SketchUp輸出二維圖紙(drawing sheet)的方式,和那些BIM建模軟體採用的方式有所不同,SketchUp並非從模型的視圖(View)直接輸出二維圖紙,而是透過LayOut模組操作。設計師完成精確的模型細節以後,從模型中把需要的"視景"(Scene)分別導入到LayOut裡,設定圖紙大小、加上圖框、尺寸標註、文字註解等等,最終輸出建築施工圖。
關於製作建築施工圖說(Construction Document),除了應用到圖形、圖像和文字說明以外,設計師還會應用到各種表格和明細表類,諸如面積表、門窗清單、工程材料清單、估價表等等,因此很需要LayOut能具備插入Excel試算表的功能。

"Partial" X-Ray Mode
    We hope there is a "partial" X-Ray mode that transparentize only user-selected objects.

我們期望SketchUp的X光模式能針對使用者選取的物件顯示成透明或不透明。


〖說明〗
In the process of architecture design with BIM, it is often necessary to view only the objects of a certain types. In the X-ray mode of SketchUp, we can make all the faces semi-transparent, but there is no way to keep a group of objects opaque and the others transparent. It will be great if, perhaps in a new X-ray mode, user can select the objects he wants to keep opaque and show the texture, and leave others transparent.

開啟SketchUp既有的X光模式以後,模型中所有的表面(face)都顯示成半透明狀態,讓我們能透視到原先被表面遮蔽的模型內部,並且可以選取到位於內部的構件進行某些編輯。SketchUp的X光模式是全域性的,它無法只針對某些部份顯示成透明,換句話說,也無法讓某些部份維持原先顯現表面材質的不透明狀態。

當詳細的模型構建完成以後,有些模型構件會隱蔽在模型內部,例如被澆灌在混凝土樑柱內部的鋼筋,或者被封閉在管道井內部的管線等等。在實際應用中,我們有很大的機會需要把場景切換成可以透視到建築構件內部的狀態,方便經由視覺回饋檢查那些被遮蔽的物體,然而在SketchUp既有的X光模式下內外部都變成了透明狀態,反而不利於看清楚位於內部的物體。

因此我們需要增加一種新的X光模式,讓使用者能選擇那些部份顯示成透明(例如上圖中樑柱混凝土部份),而其餘的部份(例如樑柱內部的鋼筋)維持不透明狀態,並且顯現出其表面材質。

SketchUp can do more than visual representations.
     SketchUp不僅僅用於視覺表現。

    Model creator: digitalarch,  SketchUpBBS member,  2008

Our members have done more.
     我們的會員已經做得更多。

   Model creator: zfbim,  SketchUpBBS member,  2009

    Model creator: zfbim,  SketchUpBBS member,  2009

The Future:        
    • Visualization 
    • Integration    
    • Coordination 
    • Construction 
    • Maintenance

Trimble SketchUp團隊首次參訪中國紀實 (2012年)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年七月寫於台北

Trimble SketchUp團隊首次參訪中國紀實 (2012年)

SketchUp目前是全球最受歡迎的3D設計建模工具,截至2011年統計全球已經有3000萬的使用者。也成為中國建築規劃設計行業裡使用率最高的三維應用程式,可以說是每個專業設計師必須掌握的設計工具。

2012年4月26日,Trimble公司宣布從Google手中購併了SketchUp和其開發團隊,這是自從2000年SketchUp正式發表以來的第二次被購併,上一次是2006年3月Google購併SketchUp和研發它的@Last公司。對SketchUp而言,經過兩次購併並非其命運多舛,而是因緣際會的提升了功能和擴大了使用層面。

2006年Google購併了SketchUp以後,除了發行SketchUp Pro專業版之外,為了Google Earth建模的需求,另外發行了免費版的SketchUp,使得SketchUp在全球快速的普及開來。SketchUp的專業版由於價廉物美,在世界各地被設計師廣泛採用,做為三維設計的首選工具,也讓被CAD糾葛不清許多年的"設計"和"製圖"正式的劃清了界線。以往許多設計師拿SketchUp操作三維設計,接著利用CAD輸出二維圖形,等到SketchUp專業版提供了LayOut模組以後,將二維圖形鏈接在三維模型上,跟著模型同步更新,實際上消除了以往運用CAD輸出二維圖形時個別修改圖面的問題。

市面上跟設計相關的應用程式很多,在網際網路上的諸多討論中,從一些使用者表達的意見中可以發現,有的軟體被使用者認為好學易用,有的卻受到的批評多於讚美,甚至有人認為像是被軟體發展商綁架了不得不用,為何會有差別?人的因素,也是軟體的因素。有些人操作軟體工作時,只知道遵循軟體開發者的思維,舉凡軟體現有功能涵蓋不到的,就認為是使用上的禁區,這是人的因素。軟體的操作方法和過程是由其編程者建立的,而有些軟體的界面複雜,加上編寫程式界面者的操作思維未必適合使用者既有的思維習慣,造成使用者必須改變自己去適應軟體。因此一個應用程式好不好用,使用者和軟體本身都負有一定的責任。大家都知道這個世界上從來沒有出現過功能完備並且無缺點的應用程式,應用程式本身是否能適應其目標市場的真正需要,得看應用程式的界面是否貼近使用者原生的習慣,以及具有足夠的開放性,讓使用者能根據個別的需要去增減或訂製操作功能,真的不需要軟體發展商去越俎代庖。

SketchUp本身的核心程式很小,不挑電腦硬體的等級,唯一比較奢侈一點的要求就是得配上一塊中階以上能有效支援OpenGL的好繪圖卡,用來運行其實時著色顯像的操作要求。SketchUp內建了Ruby API,讓使用者能根據自己的需求寫出擴充或延伸功能的外掛插件(Plugins)。Ruby是個開放原始碼的程式語言,是可以自由取得的免費軟體工具,也不需要再另外購買昂貴的SDK進行程式編譯。Google不斷在完善SketchUp的Ruby API(應用程式界面),所以這幾年下來使用者和第三者團體不斷的開發出各種功能的插件,迄今已經有了八百多個插件,其中大部分可以讓使用者免費下載使用。跟市面上其他套裝軟體相比,SketchUp無疑更貼近讓使用者按照需求個別訂製功能的目標。Google公司購併SketchUp以後的另一個作為,就是創造了世界上最大的3D Warehouse模型庫,這是個公用模型庫,讓使用者自由上傳與下載分享模型,磁吸效應吸引了許多建築構件與設備製造商,構建了攜帶其產品資訊的SKP模型,上傳到這個模型庫裡提供選擇採用,儼然取代了傳統的廣告與服務通路。

從2012年6月1日起,SketchUp正式成為Trimble系列的一員,Trimble公司成立於1978年,總部設在美國加利福尼亞州桑尼維爾市,共有3600名員工分佈在全球18個國家。同時也是著名的BIM軟體Tekla的供應商,Tekla本身在全球擁有5000多家客戶,跟Trimble的工程預算、專案管理和BIM-to-Field,加上新加入的SketchUp,未來將整合成完整的AEC應用串列。

受SketchUp中國官方合作論壇SketchUpBBS的邀請,Trimble的SketchUp團隊中主要成員於2012年7月10日首度訪問中國。作為主辦方的SketchUpBBS論壇除了安排參訪活動以外,並在上海、武漢、廣州三個城市各舉辦一場面向SketchUp與BIM的設計師論壇,讓來訪的SketchUp團隊成員們跟各地前來的設計師們面對面的研討和技術交流,了解SketchUp在中國的應用現況,以及其未來發展的方向,尤其中國眾多使用者對於未來促使SketchUp走向BIM的期待。

此次來參訪的SketchUp團隊主要成員包括:
Product Manager (產品經理) John Bacus
Global Channel Manager (全球通路經理) Steven Dapkus
Global ATC Manager (全球ATC教育訓練經理) Shara Rice
China Program Manager (中國項目經理) Sophie Feng

SketchUp團隊在中國的活動內容如下:
(1) 7月10日在上海外灘遊艇俱樂部,由SketchUpBBS舉辦 "Better SketchUp, Better Design" 技術交流研討會,一共準備了27個議題,請來二位精通SketchUp的博士使用者做同步口譯。
(2) 7月12日在武漢,上午訪問華中科技大學中國首屆BIM工程碩士的教學點,下午在武漢大學由SketchUpBBS和渲影公司共同舉辦武漢設計師技術交流研討會。
(3) 7月13日在廣州大學由優比建築諮詢有限公司和SketchUpBBS共同舉辦技術交流研討會,內容包括BIM戰略專家何關培先生介紹中國關於BIM標準制訂情況和中國BIM發展需求狀況。SketchUp團隊向中國客戶演講了"SketchUp in U.S, Past and Future", "Welcome aboard SketchUp ATC"等主題。

在7月10日上海的交流研討會中,SketchUpBBS的會員鍾凡(zfbim)先生就其多年應用SketchUp在MEP方面進行BIM化的研究心得進行報告。
在7月13日廣州的交流研討會中,SketchUp團隊提出美國知名的Turner Construction公司,他們自行開發Ruby外掛插件把SketchUp應用在建造施工管理過程中的案例,顯示SketchUp具有足夠的潛力,利用插件增益其功能,在設計與施工的過程中達成建築資訊模型化Building Information Modeling的應用要求。

Turner Construction公司的案例見SketchUp官方博客:
http://sketchupdate.blogspot.tw/2012/01/sketchup-pro-case-study-turner.html
http://sketchupdate.blogspot.tw/2012/02/pro-case-study-turner-construction-and.html
http://sketchupdate.blogspot.tw/2012/02/pro-case-study-safety-training-with.html

2012年2月2日 星期四

千江有水千江月

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次壬辰年二月寫於台北

千江有水千江月

Building Information Modeling (BIM),在臺灣被譯成「建築資訊模型化」,在大陸被譯成「建築信息模型」。不管怎麼說,這個由洋人搞出來的東西,這幾年傳到咱們中土以後,對這裡開始產生重大的影響,稱它為一次「建築革命」並不為過。相對於30年前甩開圖板搞設計拿CADD取代傳統手工製圖的過程,說起來那次引進CADD軟體和電腦工作,並沒有改變傳統的觀念和做法,不論從二維演繹三維的建築設計方法、二維圖紙表達的內容等等都跟沿用了百年的手工製圖表達方式相同,僅只把手工換成電腦而已。然而這次引進BIM,則將對建築行業影響深遠,不論在東西方,這都是建築行業無法逆轉的進化進程,其結果將是一次跟物種演化同樣的結果——優勝劣敗,最終必然會淘汰掉一批閉關自守的或跟不上革新步伐的建築從業者。

那麼BIM究竟是什麼?我們不妨從這些角度看:
【應用BIM的目標】:在建築生命週期的各個階段,以三維模型做為載體,實施資訊傳承,對建築物進行最佳化的處置。(※講得白話一點就是要省錢、按時完工、提高品質啦!)
【BIM的載體】:電腦生成的三維模型(※建築構件要符合組件化的特別要求,例如牆、柱、樓板、門窗…等等)
【BIM的本質】:嵌附在模型上的"建築資訊"(包括各階段幾何的和非幾何的資訊)
【BIM的工具】:電腦和能建立這種建築資訊模型的建模工具軟體,以及延伸作業與協同作業所需要關聯性軟硬體。

說實在的,推動BIM出力最多的其實是幾個外國的軟體發展商,在經過多年努力的研發和整合後,把原先的CAD蛻變成為所謂的「BIM建模工具軟體」,自動化了許多關聯性的功能,形成一種特別的軟體體系。為了推銷他們的軟件,花了不少銀子鋪天蓋地的來這裡做宣傳,在推銷軟體的同時也把BIM的概念順利導入古老的東方,給這裡開啟了新的思維,衝擊了原先沿用已久的建築規制。

能建立「建築資訊模型」的建模工具軟體?這東西引起了很大的關注,許多人都在審視自己用得順風順水的工具軟體到底算不算是這種類型的軟體。當然為了商業利基,只要經營的項目能跟BIM沾上點邊兒,有些軟體公司也紛紛響應,宣稱自己的軟體原本就是BIM軟體,只是以往沒使用這個名詞而已。這倒也無可厚非,世上從不存在完美的軟體,只要對BIM的應用有利,怎麼個說法都行。但是,對於軟體的使用者來說可就不一樣了,假如只建立了三維模型,卻不帶有必要的建築資訊,或者嵌附了資訊但在專案中卻從未萃取和使用資訊,那麼硬要拗成「我做的這專案是BIM」,說得過去嗎?

不可諱言的,在建築生命週期的各個階段對建築的設計、施工乃至於運營管理的各操作過程中,要處理各種三維模型、二維圖形這些設計載體、Data base以及各階段knowledge management都是令人煩心的事情。因此對於用做基本載體的三維模型能不能快速而有效率的創建起來,並且能夠即時的派上用場,對於整體的效率而言是至關重要的。
竊以為,做為一個每天都要使用的工具,其先決條件是「好學易用」,讓使用者能隨心所欲的駕馭工具,而不是被工具綁架,像上了賊船般被工具處處牽著鼻子走。市面上各個BIM建模工具軟體究竟好不好用,我不表示意見。而關於SketchUp的易用性,我拿一個真實的故事來說明。

2011年底,在臺北市東區的世貿中心正舉辦資訊電腦展覽,這是電腦人年度的盛會,參觀者眾,軟硬體廠商幾乎傾巢而出。我的朋友柯先生代理SketchUp銷售與教育訓練多年,循例在會場設置了展位推銷這個軟體。當他正在電腦前向參觀者演示SketchUp的時候,有一對年輕的夫妻帶著一個年紀約五歲的小女孩經過附近,小女孩一眼看到監視器上的畫面,就笑顏逐開甩著長長的馬尾蹦蹦跳跳的奔了過來,
稚嫩的嗓音說:『草圖大師,我也會!』
他的父親跟過來對她說:『妳不要亂說,那是給設計師設計房子用的!』
小女孩說:『人家才沒有亂說,幼稚園的老師有教,我們常常在玩草圖大師畫房子的遊戲!』
面對這位可能是年紀最小的使用者,柯先生覺得有趣,把畫面調成三維視景,順手把滑鼠遞給了小女孩。小女孩惦起腳尖,按著幾乎跟她手掌一般大的滑鼠,眼神專注盯著螢幕熟練的操作起來,推拉出牆壁、門窗…不一會兒就有模有樣的畫出一座有著紅瓦斜屋頂白石牆的童話式房子來。
扭頭對她的父親說:『你看吧!我沒騙你吧?』……
過後,當柯先生向我轉述這件事的時候,我由衷的佩服這間幼稚園的老師們,除了每天要穿著白雪公主那種蓬蓬的長裙照料這群猢猻之外,還能細心的想到拿SketchUp直觀的視覺回饋能力來訓練這些娃娃眼睛、手指跟大腦間的知覺協調和對形狀邏輯的認知反應。

這也就是SketchUp能進入到每位設計師電腦裡的底層原因,幾乎全圖像化的操作界面,極少的操作命令,實時顯現形體表面和擬真的材質(不必再經過Render過程),順應人類視覺印象的三維透視視景,藉此操作者能利用直觀的視覺回饋把想到的、看到的即時體現在三維模型上,這才是真正的所見即所得。致使SketchUp成為極有效率的三維建模工具,當然也是首選的設計工具,說它就像設計師手中握的那支鉛筆,誠不誣也。

雖然當初原始開發SketchUp的@LAST公司可能只是想著拿這個軟體用於量體組合的概念設計,但是SketchUp的巨大潛能使得使用者們不斷自行發展出外掛的插件延伸它的功能,建築行業裡的使用者根本不滿足於只拿它做初期的概念設計,很早就開始運用SketchUp從建築概念設計一直做到詳細設計的階段,原先還需要轉換到CAD軟體下出圖紙,等到Google公司接手之後給SketchUp附加了LayOut模組,為用戶解決了出圖問題,使用者在LayOut裡設定好圖框,把SKP模型的視景「鏈接」到LayOut上,形成出圖所需要的平立剖面和詳圖等二維圖形,對模型所做的任何修改都會關聯性的反應在LayOut的頁面中。

接著,我們談談SketchUp官方跟BIM之間有些什麼瓜葛呢?
話說2009年3月,網際網路上披露了Google公司的Aaron Stein先生和John Bacus先生兩人間的一段電話訪談。Aaron Stein先生在Google公司裡負責的是公關的業務,而說起這位約翰巴卡斯大爺,在SketchUp圈子裡可是個響噹噹的人物,他是Google公司裡負責開發SketchUp的產品經理(SketchUp Product Manager)。在這次訪談中包含有他們間幾句重要的對話:

AFR: "LayOut2 is really touching on the the fringe of a CAD program and SketchUp Pro 7 with its new Dynamic Components is bringing sophisticated parametrics to 3D form making. And now you can add meta data to objects. Whether you want to admit it or not you are evolving SketchUp Pro 7 into a building information modeling system (BIM). Is this Google's back-door approach to entering the BIM market?"
『LayOut 2算是真正搆上了一個CAD應用程式的邊,並且SketchUp Pro 7挾著新的動態組件把先進的參數化帶進3D造形,現在你可以把原型數據加進物件裡面。不管你是否接納這個說法,你正把SketchUp Pro 7演變成「建築資訊模型化」(Building Information Modeling, BIM)的系統。Google是否在背地裡設法進入BIM市場?』

JB: "We have always said we had no intention in going head-to-head with anybody in the CAD or BIM market. We are not trying to be another BIM. What we want to do is build on our strengths in conceptual design and modeling."
『我們一直說,我們沒打算跟任何人在CAD或BIM市場上拼刺刀,我們並不試圖變成另一個BIM,我們想做的是在概念設計(Conceptual Design)與建模(Modeling)上建立我們的力量。』

AFR: "Can't third-party developers start building out tools that bring architectural BIM functionality into the SketchUp 7 eco-system? Already we are seeing energy analysis tools compatible with SketchUp models. All you need now is a space object."
『難道第三方開發者不能為此開發出工具程式,把建築的BIM功能帶進SketchUp 7生態系統中嗎?我們已經看到能量分析工具跟SketchUp模型相容了,現在所有你所需要的是個空間物件。』
……………………..(節錄自ZFBIM在SketchUpBBS論壇裡的帖子)

先說說2009年3月訪談當時的時空背景,那時SketchUp 7版剛上市不久,在它的Pro專業版中首次增加了"動態組件"(Dynamic Component, DC)模組,它運用了Web Dialog的技術開發界面,能以參數化(Parametric)的方式操控模型,使用者可以經由DC給模型物件設置屬性,當然更可以利用開放的Ruby API介面開發出外掛的插件(Plugins),用於給模型物件嵌附特定的屬性內容(幾何性的和非幾何性的),也就是所謂的"資訊"(Information)。許多SketchUp的使用者在此看到了陽光,因此在訪談中Aaron Stein有此一問。

按照John Bacus的說法,明確的否定了讓SketchUp走向"建築資訊模型化" (Building information modeling, BIM)的可能性。在列強環伺爭相搶食BIM大餅的時刻,Google公司小心翼翼的對SketchUp畫地自限,想避免去跟那些號稱BIM的軟體發生頭頂頭、拼刺刀的白刃戰。在市場定位上他們打算把SketchUp局限在佔領概念設計與建模市場的制高點,這種商業經營的心態我們可以理解,可能當時他們還沒意識到從他們手裡創造出來的SketchUp潛能有多巨大,當然另外一種可能就是他們愛惜羽毛,不願意陷進開發BIM應用程式的泥淖中,如果在軟體半生不熟、處處蟲孔的時候就迫不及待的推上市場搞錢,既對不起SketchUp的千萬使用者,也壞了他們老谷家的名聲。

這檔事就此結束了嗎? 沒有!
到了2011年11月10日,在上海舉行了一場「2011中國谷歌SketchUp Pro研討會」,當然這次研討會老谷家的巴大爺也來啦!那天下午我看著咱們SketchUpBBS的老大在現場透過微博直播研討會的內容,巴卡斯大爺利用一系列燈片向與會者展示SketchUp Pro的諸多應用。其中有一段內容是這樣的:

「There are over 2 milloin "3D experts" using SketchUp every week.」
「Is SketchUp Pro BIM?」
「BIM is a process of design(設計), analysis(分析), communication(溝通) and validation(驗證).」
「…just what SketchUp Pro does best.」
「Single-model BIM.」
「Federated Models.」
「One model=one tool」
「The right tool for the job.」

對比之前他所說的:『…BIM?咱老谷家不淌這渾水!…』
何以才三年不到的光陰,巴卡斯大爺竟然態度丕變,對於拿SketchUp Pro用做"BIM工具"變得這麼底氣十足?

不奇怪!有道是:「台上唱戲的耍賴不唱,台下看戲的不依不饒,自己粉墨登場」。
大家都知道SketchUp具有開放介面Ruby Extension,在這方面Google的度量很大,不但持續開發也完全公開Ruby API所有能應用在SketchUp上的Method和Class。SketchUp不缺的就是在世界各地都擁有自願為它進行插件程式設計的好手,並且粉絲們提供的插件其中大部份都是免費自由流通的,這讓SketchUp的延伸功能與時俱進。

由於SketchUp在建築圈子裡被廣泛使用,市場占有率不斷擴大,眼看如火如荼的利基,這幾年中許多大型的軟體先後主動的對它伸出手,提供了銜接介面,甚至內建直接讀取SketchUp模型格式的功能,使得基於SketchUp建模的應用領域急速的擴大。下面這些是眾所周知能夠支援SketchUp延伸應用的軟體:

[ NREL/DOE OpenStudio ]
(由美國能源部國立再生能源實驗室發行的專用插件,把SketchUp做為EnergyPlus的圖形驅動介面,EnergyPlus是做什麼用的,瞭解HVAC專業的人都很清楚)
[ IES VE-Ware ]建築性能模擬
(IES plug-ins to SketchUp, Integrated Environmental Solutions, global thought leaders in measurable sustainability, whole-building annual energy and carbon usage tool. )
[ Synchro ]
(4D Solution for project production planning, scheduling, resource management and comprehensive virtual 4D construction simulation.直接讀取SketchUp的SKP模型 )
[ Modelur - Parametric Urban Design for SketchUp ]
(參數化城市規劃設計)
[ Technion Suntools SketchUp Plug-in ]
(日照模擬插件)
[ Trelligence Affinity ]
(seamlessly fits into common project workflows through seamless integration with key BIM, design, and sustainability analysis tools, including SketchUp )
[ D-Studio XD Virtual Builder ]
(4D Virtual Builder for Sketchup is a part of the full xD Virtual Builder product line. A software family to integrate and synchronize all technical project data into one BIM model, ready for analysis, reporting, monitoring)
[ Inglobe Augmented Reality Systems ]
(With AR-media Plugin, Google SketchUp users are allowed to visualize their 3D models using Augmented Reality directly in the real physical space which surrounds them. AR-media allow companies, organizations and people to interact in novel as well as more efficient and natural ways as to satisfy their needs through the sharing and exchange of information)
[ gModeller for Google SketchUp ]
(gModeller is an energy analysis plugin for Google SketchUp)
[ Onuma System ]
(Open Architecture,提供Onuma SketchUp Plug-in透過其BIMXML導入/導出SKP模型)
[ IFC2SKP for SketchUp ]
(works inside SketchUp and has the ability to load IFC data from popular BIM applications)
據悉把SketchUp的SKP模型轉換成IFC格式的插件SKP2IFC目前正在開發中。
[ Navisworks ]干涉檢查軟體,接受SketchUp的模型。
[ ECOTECT ]很早就被用來做建築性能模擬,利用3DS或DXF轉換模型格式。
[ 3SKENG ]專用於SketchUp的三維配管插件和組件庫。
…………………………..等等。

除此之外,當然還包括Google自家的Google Earth以及世界最大的模型庫3D Warehouse等。這其中包含了專案排程(project schedule)模擬軟體直接把SketchUp推向4D的領域;
從可視化的角度,SketchUp很早就結合了多種Renderer (渲染器)軟體生成Photo-realistic級的模型場景圖像,靜態的和動態的。也早就跨進Virtual Reality的領域,而且是real-time immersive reality (實時身歷其境),把豐富的圖像用在對設計內容的展現和解說程序中。

至於SketchUp究竟是不是BIM?

有些人對此說得斬釘截鐵:『SketchUp不是BIM!』其中包括國外一些大佬級的BIM先行者,有的是所謂BIM軟體公司,他們把SketchUp的用途定位在僅限於設計初期的概念設計工具。當然,還有Google那位巴卡斯大爺說:『SketchUp就是BIM!』,孰是孰非?

我的看法是,這是立場問題和私心問題,跟是非對錯無關。如果從當前這些BIM建模軟體的立場來看SketchUp而宣稱SketchUp不是BIM,這就是一個前提失格的偽命題,自己本身不是SketchUp的使用者,甚至對SketchUp的命令操作都弄不清楚的人,即使是專家學者也沒有資格去評斷SketchUp的是非,更無由僅憑一些初級操作者的圖片和自以為是的想像就推定SketchUp在建築專案裡的用途。

平心而論,如果按照那些所謂BIM軟體公司給BIM設定的「操作方法」來做些比對,當前版本的SketchUp其本身的顯性功能確實未達到跟它們一樣的整合性效能,但是這不代表未來永遠做不到,在眾多Ruby程式設計者的努力下,也許就在不久的將來我們會看到另一番氣象,也許出現的是由一系列插件集成的「SU-BIM」。SketchUp是個泛用型的建模軟體,被廣泛應用在許多跟設計、製造相關的行業裡,Google永遠不會把SketchUp改造成只用於建築的整合型軟體。許多在BIM建模軟體裡整合成自動組織運行的邊際功能,SketchUp經由不同的插件加持同樣做得到。相比之下,猶如自動排檔汽車跟手排檔汽車之別,自動排檔車駕駛起來很舒適,但是一級方程式(Formula 1)賽車為什麼都是手排檔呢?這跟專業攝影師永遠不使用照相機的全自動(Auto)功能是同樣的道理。

在東方的學習體制下,我們習慣於遇事先選邊站,習慣於依附所謂權威觀點,總認為教科書和操作手冊上寫的都是對的,認為那些專家學者的言論都是不容置疑的,認為外國的做法都是先進的,我們似乎已經失去自我成長和思維創新的能力。如果我們缺乏「雖千萬人吾往矣」的勇氣,缺乏「橫眉冷對千夫指」的氣魄,遇事總拿「人云亦云」這種最廉價的方式營造自己的觀點,那麼我們永遠跳不出別人設置好的窠臼。今天我們以義無反顧的心態追隨外國建立的BIM運行環境,想要快速的跟外國的作法接軌,卻只願意付出最少的代價——「複製和模仿」,藉此就想跟外國並駕齊驅。在急於師夷之長的時候,我們是不是忽略了什麼?外國那些BIM操作模式原先並不存在於我們沿用多年的專案建築架構中,一成不變的直接套用進來,真的適合我們的水土嗎?我們在地(Local)的特質又在哪裡?我們真該適時停下來好好思量一下,今天我們對BIM的認知和期待,究竟是自己的思維還是軟體公司的思維。

最後,對於在建築專案裡應用BIM的實施目標,數碼阿叔我還是要重複一次我個人說法:
『在建築生命週期的各個階段,以三維模型做為載體,實施資訊傳承,對建築物進行最佳化的處置。』
所謂「條條大路通羅馬」,只要能有效率的完成建築專案,達成在建築生命週期的各個階段進行最佳化處置的目的,運用什麼樣的軟體工具並沒有非我不可的必然性,運用當前的BIM建模工具是一種選項,即使運用SketchUp也是一種選項,除了真正的參與者(stakeholder)之外,圍觀的第三者無由對此指手畫腳。如果硬說只有白貓捉到的才叫做老鼠,黑貓捉到的只能算是嚙齒類動物,你認為這樣合適嗎?

我所期望的是,今天你我都站在這場真正建築革命的風頭浪尖上,如何禦風而行。如何以開闊的心胸迎向改革的挑戰,為我們建築環境的未來走出一條我們自己的路。沒有人能肯定當前市面上的BIM建模軟體就是建築行業演化的唯一解決方案,因此不要把心思老放在「你是、我不是」的這些枝微末節上,畢竟——

「千江有水千江月,萬里無雲萬里天」
.

2011年11月6日 星期日

[轉載] BIM軟件知多少




【轉載者言】何關培先生在大陸是BIM資深的推動者與先行者,對於BIM著墨甚深、立論精闢。在新浪博客上發表過BIM專文著述超過160篇,他的博客被閱覽的次數將近九萬次,各個BIM專業論壇也經常轉載他的文章。根據何先生的自述,他從1986年開始推廣普及CAD技術,2003年開始推廣普及BLM/BIM技術,曾經在國企、民企、外企從事過工業建築設計、民用建築設計、房地産、建材、軟件和諮詢服務等工作。

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BIM軟件知多少

作者:何關培, 發佈日期:2010-09-09
原文鏈接地址:新浪博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_620be62e0100lowy.html

美國buildingSMART聯盟主席Dana K. Smitn先生在其去年出版的BIM專著 "Building
Information Modeling - A Strategical Implementation Guide for Architects, Engineers, Constructors and Real Estate Asset Managers" 中下了這樣一個論斷:

"依靠一個軟件解决所有問題的時代已經一去不復返了"。

作者在《爲什麽BIM應用不容易成功?》這篇文章裡面,提到了BIM的其中一個特點 - BIM不是一個軟件的事,其實BIM不止不是一個軟件的事,準確一點應該說BIM不是一類軟件的事,而且每一類軟件的選擇也不止是一個産品,這樣一來要充分發揮BIM價值爲項目創造效益涉及到常用的BIM軟件數量就有十幾個到幾十個之多了。

談BIM、用BIM都離不開BIM軟件,本文試圖通過對目前在全球具有一定市場影響或佔有率,並且在國內市場具有一定認識和應用的BIM軟件(包括能發揮BIM價值的軟件)進行梳理和分類,希望能够給想對BIM軟件有個總體瞭解的同行提供一個參考。
需要特別說明的是,這樣的分類並不是一個科學的、系統的、嚴謹的、完整的分類方法(目前也沒看到這樣的分類方法),只是作者對BIM軟件認識和理解的一點心得,歡迎各路BIM大俠一起討論。

先對BIM軟件的各個類型做一個羅列如下圖:


接下來我們分別對屬於這些類型軟件的主要産品情况做一個簡單介紹。


一、BIM核心建模軟件

這類軟件英文通常叫 "BIM Authoring Software",是BIM之所以成爲BIM的基礎,換句話說,正是因爲有了這些軟件才有了BIM,也是從事BIM的同行第一類要碰到的BIM軟件。因此我們稱它們爲 "BIM核心建模軟件",簡稱"BIM建模軟件"。常用的BIM建模軟件如下圖所示:

從圖中可以瞭解到,BIM核心建模軟件主要有以下四個門派:
1)Autodesk公司的Revit建築、結構和機電系列,在民用建築市場借助AutoCAD的天然優勢,有相當不錯的市場表現;

2)Bentley建築、結構和設備系列,Bentley産品在工廠設計(石油、化工、電力、醫藥等)和基礎設施(道路、橋梁、市政、水利等)領域有無可爭辯的優勢;

3)2007年Nemetschek收購Graphisoft以後,ArchiCAD/ AllPLAN/ VectorWorks三個産品就被歸到同一個門派裡面了,其中國內同行最熟悉的是ArchiCAD,屬於一個面向全球市場的産品,應該可以說是最早的一個具有市場影響力的BIM核心建模軟件,但是在中國由於其專業配套的功能(僅限於建築專業)與多專業一體的設計院體制不匹配,很難實現業務突破。Nemetschek的另外兩個産品,AllPLAN主要市場在德語區,VectorWorks則是其在美國市場使用的産品名稱。

4)Dassault公司的CATIA是全球最高端的機械設計製造軟件,在航空、航天、汽車等領域具有接近壟斷的市場地位,應用到工程建設行業無論是對複雜形體還是超大規模建築其建模能力、表現能力和信息管理能力都比傳統的建築類軟件有明顯優勢,而與工程建設行業的項目特點和人員特點的對接問題則是其不足之處。Digital Project是Gery Technology公司在CATIA基礎上開發的一個面向工程建設行業的應用軟件(二次開發軟件),其本質還是CATIA,就跟天正的本質是 AutoCAD一樣。

因此,對於一個項目或企業BIM核心建模軟件技術路綫的確定,可以考慮如下基本原則:
a)民用建築用Autodesk Revit
b)工廠設計和基礎設施用Bentley
c)單專業建築事務所選擇ArchiCAD、Revit、Bentley都有可能成功
d)項目完全異形、預算比較充裕的可以選擇Digital Project或CATIA

當然,除了上面介紹的情况以外,業主和其他項目成員的要求也是在確定BIM技術路線時需要考慮的重要因素。


二、BIM方案設計軟件

BIM方案設計軟件用在設計初期,其主要功能是把業主設計任務書裡面基於數字的項目要求轉化成基於幾何形體的建築方案,此方案用於業主和設計師之間的溝通和方案的研究論證。BIM方案設計軟件可以幫助設計師驗證設計方案和業主設計任務書中的項目要求相匹配。BIM方案設計軟件的成果可以轉換到BIM核心建模軟件裡面進行設計深化,並繼續驗證滿足業主要求的情况。

目前主要的BIM方案設計軟件有Onuma Planning System和Affinity等,其與BIM核心建模
軟件的關係如下圖:


圖中的箭頭方向表示信息的傳遞方向。


三、和BIM接口的幾何造型軟件

設計初期階段的形體、體量研究或者遇到複雜建築造型的情况,使用幾何造型軟件會比直接使用BIM核心建模軟件更方便、效率更高,甚至可以實現BIM核心建模軟件無法實現的功能。幾何造型軟件的成果可以作爲BIM核心建模軟件的輸入。

目前常用幾何造型軟件有SketchUp、Rhino和FormZ等,其與BIM核心建模軟件的關係如下圖所示:


四、BIM可持續(綠色)分析軟件

可持續或者綠色分析軟件可以使用BIM模型的信息對項目進行日照、風環境、熱工、景觀可視度、噪音等方面的分析,主要軟件有國外的Ecotect、IES、Green Building Studio以及國內的PKPM等。



五、BIM機電分析軟件

水暖電等設備和電氣分析軟件國內産品有鴻業、博超等,國外産品有Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace等。



六、BIM結構分析軟件

結構分析軟件是目前和BIM核心建模軟件集成度比較高的産品,基本上兩者之間可以實現雙向信息交換,即結構分析軟件可以使用BIM核心建模軟件的信息進行結構分析,分析結果對結構的調整又可以反饋回到BIM核心建模軟件中去,自動更新BIM模型。

包括ETABS、STAAD、Robot等國外軟件以及PKPM等國內軟件都可以跟BIM核心建模軟件配合使用。



七、BIM可視化軟件

有了BIM模型以後,對可視化軟件的使用至少有如下好處:
1)可視化建模的工作量减少了
2)模型的精度和與設計(實物)的吻合度提高了
3)可以在項目的不同階段以及各種變化情况下快速産生可視化效果

常用的可視化軟件包括3DS Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。


八、BIM模型檢查軟件

BIM模型檢查軟件既可以用來檢查模型本身的質量和完整性,例如空間之間有沒有重叠?空間有沒有被適當的構件圍閉?構件之間有沒有衝突等;也可以用來檢查設計是不是符合業主的要求,是否符合規範的要求等。

目前具有市場影響的BIM模型檢查軟件是Solibri Model Checker,下面是該軟件基本資料:

九、BIM深化設計軟件

Xsteel是目前最有影響的基於BIM技術的鋼結構深化設計軟件,該軟件可以使用BIM核心建模軟件的數據,對鋼結構進行面向加工、安裝的詳細設計,生成鋼結構施工圖 (加工圖、深化圖、詳圖)、材料表、數控機床加工代碼等。下圖是Xsteel設計的一個例子(由寶鋼鋼構提供):


十、BIM模型綜合碰撞檢查軟件

有兩個根本原因直接導致了模型綜合碰撞檢查軟件的出現:
 1)不同專業人員使用各自的BIM核心建模軟件建立自己專業相關的BIM模型,這些模型需要在一個環境裡面集成起來才能完成整個項目的設計、分析、模擬,而這些不同的BIM核心建模軟件無法實現這一點;
2)對於大型項目來說,硬件條件的限制使得BIM核心建模軟件無法在一個文件裡面操作整個項目模型,但是又必須把這些分開創建的局部模型整合在一起研究整個項目的設計、施工及其運營狀態。

模型綜合碰撞檢查軟件的基本功能包括集成各種三維軟件(包括BIM軟件、三維工廠設計軟件、三維機械設計軟件等)創建的模型,進行3D協調、4D計劃、可視化、動態模擬等,屬於項目評估、審核軟件的一種。常見的模型綜合碰撞檢查軟件有Autodesk Navisworks、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等,如圖所示:


十一、BIM造價管理軟件

造價管理軟件利用BIM模型提供的信息進行工程量統計和造價分析,由於BIM模型結構化數據的支持,基於BIM技術的造價管理軟件可以根據工程施工計劃動態提供造價管理需要的數據,這就是所謂BIM技術的5D應用。
國外的BIM造價管理有Innovaya和Solibri,魯班是國內BIM造價管理軟件的代表。

魯班對以項目或業主爲中心的基於BIM的造價管理解决方案應用給出了如下整體框架,無疑會對BIM信息在造價管理上的應用水平提升起到積極作用,同時也是全面實現和提升BIM對工程建設行業整體價值的有效實踐,因爲我們知道,能够使用BIM模型信息的參與方和工作類型越多,BIM對項目能够發揮的價值就越大。


十二、BIM運營管理軟件

我們把BIM形象地比喻爲建設項目的DNA,根據美國國家BIM標準委員會的資料,一個建築物生命周期75%的成本發生在運營階段(使用階段),而建設階段(設計、施工)的成本只占項目生命周期成本的25%。
BIM模型爲建築物的運營管理階段服務是BIM應用重要的推動力和工作目標,在這方面美國運營管理軟件ArchiBUS是最有市場影響的軟件之一。

FacilityONE提供的下列基於BIM的運營管理整體框架對同行認識和瞭解BIM技術的運營管理應用應該有幫助,在這裡分享給大家:

十三、二維繪圖軟件

從BIM技術的發展目標來看,二維施工圖應該是BIM模型的其中一個表現形式和一個輸出功能而已,不再需要有專門的二維繪圖軟件與之配合,但是目前情况下,施工圖仍然是工程建設行業設計、施工、運營所依據的法律文件,BIM軟件的直接輸出還不能滿足市場對施工圖的要求,因此二維繪圖軟件仍然是不可或缺的施工圖生産工具。
其中最有影響的二維繪圖軟件大家都很熟悉,就是Autodesk公司的AutoCAD和Bentley公司的Microstation,如下圖:


十四、BIM發佈審核軟件

最常用的BIM成果發佈審核軟件包括Autodesk Design Review、Adobe PDF和Adobe 3D PDF,正如這類軟件本身的名稱所描述的那樣,發佈審核軟件把BIM的成果發佈成靜態的、輕型的、包含大部分智能信息的、不能編輯修改但可以標註審核意見的、更多人可以訪問的格式如DWF/PDF/3D PDF等,供項目其他參與方進行審核或者利用,如下圖所示:



十五、小結

到此爲止我們介紹了目前工程建設行業正在應用的14種BIM和BIM相關軟件,除了上述介紹的軟件以外,相信一定還會有其他軟件,或者由於作者水平所限沒有瞭解到,也可能隨著BIM應用的普及和深入會有新的軟件種類産生或加入,寄希望於同行不斷補充完善。
值得一提的是,製造業已經普遍應用的PDM (Product Data Management - 産品數據管理)軟件或者類似功能的其他軟件,作爲BIM深入普及應用所必須的BIM數據管理解决方案,其地位和作用將被逐漸認識和實現。

我們用不同類型軟件和BIM核心建模軟件之間的信息流動關係對目前常用的BIM以及BIM相關軟件進行了介紹,如果把這種類型劃分方法進行簡化,我們發現這些軟件基本上可以劃分爲兩個大類:

第一大類:創建BIM模型的軟件,包括BIM核心建模軟件、BIM方案設計軟件以及和BIM接口的幾何造型軟件;
第二大類:利用BIM模型的軟件,除第一大類以外的其他軟件。
那麽這麽多不同類型的軟件是如何有機地結合在一起爲項目建設運營服務的呢?我們來看看下面這張圖:

上圖實綫表示信息直接互用,虛綫代表信息間接互用,箭頭表示信息互用的方向。從圖中我們看到不同類型的BIM軟件可以根據專業和項目階段作如下區分:

1)建築:包括BIM建築模型創建、幾何造型、可視化、BIM方案設計等
2)結構:包括BIM結構建模、結構分析、深化設計等
3)機電:包括BIM機電建模、機電分析等
4)施工:包括碰撞檢查、4D模擬、施工進度和質量控制等
5)其他:包括綠色設計、模型檢查、造價管理等
6)運營管理 FM (Facility Management)
7)數據管理 PDM

(全文完)

2011年11月5日 星期六

[轉載] 我們需要什麼樣的BIM

【轉載者言】這篇文章轉載自茅洪斌新浪博客,茅洪斌先生是大陸工程界關於鋼筋工程計算和鋼筋翻樣的頂尖級人物,在專業知識、計算理論、翻樣技巧及軟件應用等領域都經驗豐富。從他專業的觀點來看我們需要什麼樣的BIM,在當前處處對軟件歌功頌德的聲音中,有如醍醐灌頂,更發人深省。

按照網際網路上網民共同遵守的遊戲規則,我僅把原文從簡體轉換成繁體,對文章內容不做任何增删改動,全文轉載。讀者如果對文章內容有不同看法,請直接連接到原文鏈接地址向原作者傳達。

我們需要什麽樣的BIM

作者:茅洪斌  日期:2011-07-15
原文出處:新浪博客  http://blog.sina.com.cn/s/blog_5e3b679b0100ruv9.html

【摘要】BIM (Building Information Modeling)是系統,是平台,是過程,是整合,BIM應該實現多專業建築信息模型的整合,多專業多系統合而爲一的"超級軟件"在技術上沒有難度,且與傳統的分散的模型相比有無可比擬的優點,符合BIM技術的發展方向。設計BIM與建造BIM之間即便不能二合爲一那麽也需要建立動態關聯數據鏈接庫,增强其互操作性。BIM的終極目的就是要解决信息斷層問題。BIM不僅是用於建築全生命周期,不僅用於在建工程,而且還用於整個城市建築和城市基礎設施,以實現對城市的高效管理。

【關鍵詞】BIM;實用性;超級軟件;整合

一、BIM爲何讓人畏懼

關於BIM的各種各樣理論多如牛毛,但爲什麼衆多對BIM抱有期待和需求的客戶仍然找不到切入點?我們究竟需要什麼樣的BIM? BIM究竟能産生哪些價值? BIM首先要解决這三個問題,而不是整些華而不實的概念。不能帶來生産力發展的任何理論技術和方法都注定是浮雲。技術是實實在在的應用層面,必須務實,技術研發不能閉門造車,而要注重實際應用。

美國Gehry Technology談到BIM項目經驗:每一個項目都完全在電腦中模擬,從造型設計分析到建材造價施工組織等等,通常需要數十萬小時的員工工作時間,最終一個項目的文件信息量總在數萬GB之上。我認爲這樣搞,BIM就是死路一條,因爲與傳統相比,不僅不具有多大優勢,却産生許多新的問題,把簡單問題複雜化了。BIM一定要通過技術革新,不僅讓BIM信息量無窮大,而同時又要保證文件容量無窮小,並且還要求操作運行自如流暢。它絕不是模型的合成和信息的堆砌,它是建築信息模型的整合、優化和再利用!BIM應該是一個開放式的協作建築信息模型平台,允許在這個平台上有各式各樣的第三方軟件和硬件。

成都西南設計院的第一輪BIM培訓,由最初80人到最後只剩下12人,這說明了什麼?這是不是BIM的杯具?BIM可能不爲多數人所接受。任何一項新技術,如果不爲多數人所接受,那麼這絕不是受衆的問題,而一定是技術本身存在的問題。一項新技術如果疏遠了大衆,如果人們對它冷淡抵觸甚至拒絕,那麽這種技術一定是沒有前途的。我想任何一項新技術,如果不能滿足易用性要求,一味地"陽春白雪",最後必然是"曲高和寡"。流行的一定是大衆的,我們不是要把BIM玩得如何高深莫測,相反,如何使它更簡潔實用,普羅大衆都能用會用愛用,這是關鍵。我一直在思考如何讓複雜的BIM更簡潔、易用和實用!把複雜的事情搞得簡單很難,把簡單的事情搞得複雜很易。

然而我聽到BIM需要幾十甚至上百種軟件,這不能不讓人心生恐懼,AGC把BIM以及BIM相關軟件分成八個類型:

第一類:概念設計和可行性研究(Preliminary Design and Feasibility Tools)
第二類:BIM核心建模軟件(BIM Authoring Tools)
第三類:BIM分析軟件(BIM Analysis Tools)
第四類:施工圖和預製加工軟件(Shop Drawing and Fabrication Tools)
第五類:施工管理軟件(Construction Management Tools)
第六類:算量和預算軟件(Quantity Takeoff and Estimating Tools)
第七類:計劃軟件(Scheduling Tools)
第八類:文件共享和協同軟件(File Sharing)

二、有沒有高集成度的"超級軟件"

雖說是這些軟件不是給一個機構或者一個個人使用的,是給項目不同階段各個參建方的不同專業人員使用的,但仍覺得繁雜,有沒有高度集成的所謂"超級軟件",如在一個模型上我至少能同時看到建築物全貌,看到各種管道管綫及柱樑牆板等構件及其相關信息,甚至看到它的隱蔽工程,如埋在混凝土內的鋼筋。建築物是個整體,如人的身體一樣,爲什麽非要把切割成各種專業模型,這不符合BIM是系統、平台和整體的概念。我們所看到的模型仍然是割裂的分散的支離破碎的模型,有沒有綜合性集成度高的軟件,能把各個專業模型做成一個模型。有人說,這種超級軟件無異是烏托邦的空想,爲此我利用2天時間去一家軟件廠家,專門就此問題與公司老總和軟件研發人員進行長時間的深入探討,得出的結論是,在一個軟件中實現多專業集成是可行的,技術上也不存在難以逾越的障礙。如在一個建築模型中,把土建、鋼筋和安裝做在一起幾乎就沒有什麽難度,只是在定義構件時把它的幾何屬性、物理屬性、鋼筋屬性、定額屬性、造價屬性和其他屬性放在一塊即可,相應的計算模塊與之配套。同樣的一根鋼筋混凝土柱,原來是分散二個不同軟件中,分別計算土建工程量和鋼筋工程量,現在可以把它合成在一個軟件中,能同時計算出一個構件的土建量和鋼筋量。安裝專業中電、水、暖通等也把它當成構件進行定義和建模,這樣不僅能形成整體概念,而且减少重複定義和重複建模,同時,查詢查錯操作都方便。人們經常提到BIM的碰撞檢查的功能,管道之間的碰撞檢查也許容易,如果土建與安裝是分開的,那麽管道與結構構件之間的衝突就難以發現。各自獨立的建築模型仍不免形成一個個信息孤島,雖然它們之間有連接的通道,但不如填平它們之間的鴻溝。

潘石屹說:"為了解决銀河SOHO的施工難題,我們引入了波音公司設計飛機時用的BIM系統,……到時候我們給大家演示這個模型,看看房子裡的牆面、鋼筋、水泥、管綫"。我的理解,他是希望在一個模型中看到牆面、鋼筋、水泥、管綫,也許還要能看到裝修效果,也許還要看到建築的"成長"過程。而不是要不斷切換到N個模型中才能完整地看到這些東西。難道設計飛機時也要按專業分幾個模型?爲什麽把一個建築分解成幾個不同專業模型?

設計是分專業的,建築、結構、給排水、電氣、暖通、動力是各自獨立的,所以不可能在一個模型中看到全部東西。造價是分專業的,所以土建、鋼筋和安裝也分開的,這在相當長的歷史時期內有它的合理性和存在的必要性,但現在這種模式明顯已不合時宜,也與BIM概念相悖,必須改變!

實現它需要前提,一是硬件條件,以現在的計算機性能,運行Revit已相當吃力,更不用說去運行大體量的集成模型。當然,計算機技術也是突飛猛進,科學家正在研究量子計算機,一台量子計算機的性能相當目前全世界計算機之和,量子計算機相比於現在的計算機如電腦之於算盤。未來,計算機性能不會成爲模型運行的瓶頸和技術上的短板,軟件技術可能是BIM技術的短板。二是軟件技術,軟件關鍵是解决各專業模型數據之間的耦合性,還要解决超大容量信息的平穩運行。三是解决作業方式,如何保證各專業之間的協同。

我們不僅要實現多專業的集成,而且要實現建築群的集成,這聽上去似乎如科幻小說,但並非是遙不可及的技術。在一個軟件中展示整個小區的所有建築,甚至道路、綠化等,這也是業主所需要的。BIM技術一定要面向用戶,貼近用戶,瞭解用戶的真正需求。鋼筋翻樣韓吉中,他就喜歡在一個軟件中進行矩陣式建模,即對整個小區的所有建築物同時建模,這樣可以减少許多重複性操作。上海世博會部分單體建築設計採用BIM技術,但它仍是個孤獨的BIM,沒有那個軟件能整體顯示世博園區的建築場館,包括室內外的各種設施,那些潜在的價值點並沒被充分挖掘,如在園區運行和安保等集中式管理方面的應用。高集成軟件最適合用來做世博會、迪斯尼、商業建築、居住小區、工業區那樣的建築群。如城市排水系統,老是出問題,可通過建立BIM模型找出問題之所在,然後解决起來就方便。

未來的趨勢一定是整合,建築信息模型BIM不可能是支離破碎的,一定是高度集成的。

我一直在設想和構思一個高集成度的軟件,俗稱超級軟件。通過與研發人員交流,覺得技術上完全可以實現,也不需要Revit軟件對硬件這樣的高配置要求。也許,多專業建築信息模型只能讓算量軟件來實現,設計軟件可能承擔不了這個歷史使命,更重要的是算量信息模型上包含各種基礎數據,而設計軟件模型並沒有這些東西,或者說信息不完整。

三、國內算量軟件架構的幾種模式

國內圖形算量軟件,有的是自主開發的圖形引擎,如廣聯達和神機妙算。有的是利用CAD圖形平臺,如斯維爾。有的兩者兼有,如魯班,土建和安裝採用CAD平臺,鋼筋是自主平臺。其中斯維爾和神機妙算軟件構架設計成多專業合成。斯維爾是土建與鋼筋合成,是半合成。神機妙算按它設計構架,是全合成軟件,理論上可集成所有專業,只是現在我們仍沒看到完整的多專業集成軟件雛形。廣聯達各專業所採用的是同一圖形平臺,合成起來應該難度不大。軟件商之所以把各個專業軟件進行拆分,可能更多的是出於商業上的考慮,技術因素反而是次要因素。雖說,各專業之間數據可以進行互導,但仍有重複勞動,導入導出的操作就屬多此一舉,幷且,各專業之間並非是無縫鏈接,有些構件不能導入,有的構件導入後需要處理和修改等等,存在諸多麻煩。

魯班采用一種 "模型分開,數據集成" 的方式,在數據中心用一種類似輸入關鍵詞搜索的方法獲取所需數據,這種多模型模式的模型深度顯然是不够的。這只是一種過渡辦法,絕不是BIM技術未來發展趨勢。我認爲未來的BIM一定是單一模型,從設計到建造到運維就是一個共同的BIM模型,只是各階段各專業所做的工作不同,加入的信息不同而已。並且這個模型一定是多專業集成。廣聯達BIM仍在孵化階段,作爲上市公司,它不差錢,有這個力量搞BIM研發,未來可能會有激動人心的技術,我們試目以等吧。

在建築信息模型中除了工程量數據外,其實用戶還希望能直觀地看到成本造價等核心數據。它有幾種解决方案,一種是把工程量數據或模型導入到計價軟件進行價格分析,二是把工程量數據或模型導出Excel中,然後在計價軟件中導入Excel進行價格分析。三是把計價模塊集成到算量軟件中,直接生成造價數據,在構件上能看到它的 "綜合單價"。

BIM的終極目的就是要解决信息斷層問題,主要是設計與施工與運維之間的斷層,各專業之間的割裂,當然,目前仍有許多難題!

四、設計BIM能取代建造BIM嗎?

另外,如何實現設計BIM與建造BIM的模型共享數據共享,它們之間本來不存在排異性,設計BIM主要展示的建築效果,解决的是可視化等問題。建造BIM解决的基礎數據問題,提供工程量和造價信息。關鍵是讓他們進行無障礙的信息交換和流通。

我看過俄羅斯等國外圖紙,上面都有工程量統計表,包括土建、鋼筋和安裝。設計院的BIM是否需要提供工程量基礎數據,這是個值得研究的課題,一是設計院是否有具備提供工程量的能力;二是提供的工程量是否符合專業性要求;三是提供的工程量是否全面準確。我認爲要麽提供精確的數據,要麽就不提供。如果提供些錯誤的數據反而會産生混亂!如果設計院能提供全面精確的工程量,那麽,整個行業可能出現重大的變革。設計院若能提供全面精確的工程量可以减少後續環節大量的重複性勞動,减少整個社會的交易成本,且能增加信息的透明度從而减少腐敗。因爲,所有環節均以設計提供的工程量爲准,招投標、預算、成本控制和結算的主要依據,工程量發生變化也要出正式設計變更。

Revit是可以編輯和生成構件文檔信息,我們假設Revit統計的量是專業的全面的精確的,那麽,就無需任何第三方算量軟件就能獲取工程量,通過將計價軟件與建築信息模型融合就成生成造價文件,如應用編程接口(API),計價軟件與Revit之間直接鏈接,計價軟件的數據格式與建築信息模型數據相互交換。第二種方式使用開放式數據庫(ODBC)來訪問建築信息模型中和屬性信息,在計價軟件中對這些數據進行重新組織。第三種方法是輸出到Excel,然後再導入造價分析軟件中。開放型BIM的目的是爲了基於ISO國際標準的IFC各軟件之間互換性增强以及建築信息的重複利用。IFC雖然提供了建築信息交換的數據結構,但是不能表現各領域所有必要的信息。

如果以Revit爲代表的BIM軟件能生成符合計價要求的工程量數據,那麽,設計建築信息模型可以用於建築生命的整個周期,國內的算量軟件將從此消亡,但這是不可能的,因爲Revit所統計的量比較粗糙,離精細化差很遠,它只能統計一些基本的量如建築面積構件體積和門窗等,其他的量仍是無能爲力,中國有這麽多地方計算規則,它如何去適應和本地化?如何一一滿足當地定額規則?鋼筋計算專業性極高,Revit怎麼精確計算?所以目前甚至很長時期內仍需要專業的建造BIM,設計BIM不能取代建造BIM。那麽,是否需要重新建建築BIM,我認爲完全沒必要,可以導入Revit等軟件設計BIM模型,然後進行深化、細化和擴充。設計BIM與建造BIM即便不能實現合而爲一,那麽至少增强其互操作性,或者它們之間建立動態關聯鏈接庫,設計BIM的任何修改能讓建造BIM的數據即時更新,建造BIM遇到的設計錯誤及時反饋到設計BIM。BIM可能是未來設計師和工程師交流的平臺。我最不希望看到它們成爲兩個自成體系相互隔離"老死不相往來"的BIM。

五、BIM的未來圖景

正因爲建築業與其他製造業的結構完全不同,機構是分裂的,信息是割裂的、管理是粗放的,所以需要一個共同BIM平台,分段把設計、建築、運維串聯起來。

目前在設計界有些應用案例也有軟件工具,但工程界既缺少應用也無相關軟件,但施工階段BIM的價值點更多。有人片面地把原來的三維算量軟件混同於BIM,這是懶人思維,也是一種誤導,BIM不簡單等同於算量軟件,也不是把算量軟件改頭換面,重新包裝,如加個BIM菜單和模塊。建造BIM一定是涵蓋BIM的一些核心技術,而不是貼個BIM標簽就完事。

設計BIM的應用的內容包括協同設計、方案比選、空間分析、專業分析、碰撞檢查和虛擬施工。而合同管理、進度管理、成本管理、材料管理和資源管理等建造階段的管理通過項目管理軟件解决,算量和計價,主要爲項目提供基礎數據,用專業算量和造價軟件實現,實時動態監控項目要通過無綫通訊和無綫射頻和物聯網技術來實現,它們屬於建造BIM。並且,這些系統都可集成在一個系統內。在建築信息模型上引入標簽系統,與施工遠程監控中心建立聯繫,即可進行施工管理遠程控制。在交付使用後,建築信息模型上標簽系統與外部FM設備管理數據進行關聯,從而實現對設備管理的遠程監控。不僅正在實施的工程項目可以使用BIM,而且所有已經完成的建築和城市基礎設施也可以用BIM進行管理。工程建設領域的信息化一定要以BIM爲主綫,以項目管理、ERP和專業軟件等爲載體,通過無綫通訊、互聯網和物聯網技術,把建築信息集成。這就是我們所描繪的,建築信息化的未來藍圖。

BIM是模型,它本身是不可能解决所有問題,但如果不能滿足一些最基本的應用,那麽,又有什麽用? BIM模型雖說不是無所不包的,也應該達到一定深度和廣度,它包含工程所有的信息,同時它可以擴充,它就是建築信息的載體和數據庫。有人認爲如在BIM中加入鋼筋、模板等會産生海量數據和冗餘信息,但不管如何,這些基礎數據必不可少的,否則,不能形成完整的信息模型。

如果BIM不能在施工中得到應用,那麽BIM的應用就是不徹底的,並沒實現BIM價值最大化。其實BIM從設計延伸到施工僅一步之遙,它們之間應提供標準數據接口,項目管理系統和造價平臺在設計BIM基礎實現信息增量和共享。

BIM絕不是簡單的可視化,也不是簡單三維建模算量,不是孤立的模型,也不是裸模(不含建築信息的模型)。BIM是什麽?BIM是系統,是平台,是過程,是整合,同時它一是基於互聯網、雲計算、移動通訊和物聯網的技術。

我們所需要的BIM是在縱向上打通設計到建造到運維的數據鏈,在橫向上實現多專業和建築群的信息模型集成。
                                                                                                                                   2011-7-15 上海

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