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隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)日新月異，建筑變得更加復(fù)雜和多樣。我國(guó)建筑業(yè)體量大但信息化水平低，信息化的關(guān)鍵在于打通各行業(yè)、各專業(yè)、各技術(shù)工種在體制、標(biāo)準(zhǔn)上的壁壘。其中設(shè)計(jì)行業(yè)作為龍頭專業(yè)成為了打通壁壘的關(guān)鍵。BIM（建筑信息模型）技術(shù)作為一種全行業(yè)通用的管理手段，是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)精細(xì)化、信息化管理的重要工具。設(shè)計(jì)行業(yè)中，BIM軟件的應(yīng)用方式是整個(gè)BIM技術(shù)應(yīng)用的核心與根基。
一直以來，建筑產(chǎn)品的設(shè)計(jì)均是遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)流程，從功能與規(guī)模的技術(shù)指標(biāo)開始，分析用戶需求，提出設(shè)計(jì)概念，建立設(shè)計(jì)模型，再由各個(gè)工種經(jīng)過策劃、方案、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段來完成圖紙和最終模型。施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將建筑構(gòu)件逐一建造為實(shí)物。實(shí)現(xiàn)建筑的流程是由設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換為二維圖紙，然后通過圖紙建造為實(shí)物的過程，此類開發(fā)工程亦通稱為正向工程(ForWard Engineering)，遵循同樣流程的設(shè)計(jì)模式稱為正向設(shè)計(jì)(ForWard Design)。
在BIM體系下，算量、施工、運(yùn)維行業(yè)需要設(shè)計(jì)行業(yè)提供根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建立的信息模型。由建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等專業(yè)工種以及景觀、裝修、照明等設(shè)計(jì)專業(yè)按照正向設(shè)計(jì)流程，經(jīng)過方案、初步設(shè)計(jì)和施工圖階段協(xié)同建立模型和繪制圖紙的設(shè)計(jì)方式稱為全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)。信息化時(shí)代要求建筑產(chǎn)品的建造逐漸轉(zhuǎn)向由設(shè)計(jì)模型到施工模型到實(shí)物建造的三維到三維的過程。因此出現(xiàn)了由二維圖紙逆向建立模型的方式，稱為“翻模”。相比之下，全專業(yè)一體化正向設(shè)計(jì)是遵循建造邏輯的設(shè)計(jì)模式，是解決建造行業(yè)壁壘問題的重要方法。
設(shè)計(jì)行業(yè)全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)的必要性
基于BIM的協(xié)同建設(shè)是以BIM模型和平臺(tái)為基礎(chǔ)，按照項(xiàng)目建設(shè)各方管理流程和職責(zé)，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工程進(jìn)度、質(zhì)量、成本、安全等信息數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目協(xié)同管理的模式。通過模型將工程信息化，通過信息云平臺(tái)取代或部分取代了傳統(tǒng)模式下低效的協(xié)同方式。整個(gè)體系中，設(shè)計(jì)模型是重中之重。通過準(zhǔn)確而詳實(shí)的模型能夠順利打破傳統(tǒng)行業(yè)間信息傳遞的壁壘，實(shí)現(xiàn)信息之間的多向交流，減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，提高工作效率，減少工作錯(cuò)誤，為智慧設(shè)計(jì)、智慧施工奠定基礎(chǔ)。
項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段是項(xiàng)目全生命期內(nèi)最為重要的BIM模型創(chuàng)建環(huán)節(jié)，它直接影響著建造成本以及運(yùn)維成本，對(duì)工程質(zhì)量、工程投資、工程進(jìn)度以及建成后的使用效果、經(jīng)濟(jì)效益等方面都有著直接的影響。建筑設(shè)計(jì)階段可大體分為方案階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段這三個(gè)階段。從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到施工圖的設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代變化的過程，是建筑產(chǎn)品從粗略到細(xì)致的過程，其中包括模型的各種性能模擬分析調(diào)整，各個(gè)專業(yè)間協(xié)同調(diào)整，本專業(yè)的校對(duì)審核。在這個(gè)過程中需要對(duì)BIM設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的管理，從建筑價(jià)值目標(biāo)、性能、功能、成本到BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、BIM成果交付都需要進(jìn)行管控。經(jīng)過了全專業(yè)一體化正向設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì)模型和圖紙為BIM系統(tǒng)提供了完整的信息化基礎(chǔ)，提供了可視化數(shù)據(jù)管理工具，全面優(yōu)化設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)方法和管理手段，高效協(xié)調(diào)項(xiàng)目各參建方與上下游建設(shè)流程。
全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)有利于設(shè)計(jì)與算量一體化
工程量計(jì)算的高效、準(zhǔn)確是工程造價(jià)管理的基本要求。目前市場(chǎng)主流傳統(tǒng)工程量計(jì)算軟件均存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：需要重新輸入工程圖紙信息并進(jìn)行圖形或模型處理，仍然需要占用工程造價(jià)人員相當(dāng)多的精力。
隨著在BIM軟件中直接映射算量的造價(jià)軟件的發(fā)展，準(zhǔn)確率和效率都在提升，更有利于成本控制貫穿于整個(gè)建筑生命期。全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)在方案、初步設(shè)計(jì)及施工圖階段便為工程算量提供相應(yīng)的模型，為全生命周期控制建筑造價(jià)提供了基礎(chǔ)。預(yù)算工程量清單編制可以在BIM設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，按照工程量計(jì)算原則，深化設(shè)計(jì)模型，形成預(yù)算模型，再利用算量軟件進(jìn)行“一鍵工程量計(jì)算”編制工程量清單，并與設(shè)計(jì)模型實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)修改，提高施工圖預(yù)算工程量清單編制的效率和準(zhǔn)確性。預(yù)算模型可以正確體現(xiàn)計(jì)量要求，可以根據(jù)空間（樓層）、時(shí)間、區(qū)域（標(biāo)段）、構(gòu)件屬性參數(shù)及時(shí)、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)工程量數(shù)據(jù)。模型更準(zhǔn)確地表達(dá)預(yù)算工程量計(jì)算的結(jié)果與相關(guān)信息，配合建筑全生命期成本管控的相關(guān)工作。工程量從由正向設(shè)計(jì)模型調(diào)整的預(yù)算算量模型中提取，預(yù)算編制基于預(yù)算算量模型，關(guān)聯(lián)或附加地方定額信息完成計(jì)價(jià)，這樣的算量方式在信息化時(shí)代更有利于設(shè)計(jì)與算量一體化，從而促進(jìn)項(xiàng)目造價(jià)管理更高效、更準(zhǔn)確。
全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)有利于設(shè)計(jì)與施工一體化
隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，BIM技術(shù)在土建施工中的應(yīng)用點(diǎn)非常廣泛，不僅包括普遍應(yīng)用的可視化技術(shù)交底、深化設(shè)計(jì)、綜合協(xié)調(diào)、施工模擬、施工方案優(yōu)化等BIM應(yīng)用，還涉及前期場(chǎng)地平整BIM應(yīng)用、主體施工（如鋼筋工程、混凝土工程、質(zhì)量安全管理等）BIM應(yīng)用。
經(jīng)過不斷的實(shí)踐和發(fā)展，BIM技術(shù)與各類硬件設(shè)備的集成應(yīng)用在土建施工過程中發(fā)揮作用，如三維激光掃描儀器、測(cè)量機(jī)器人、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）設(shè)備、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）設(shè)備等在施工管理過程中得到應(yīng)用。
設(shè)計(jì)行業(yè)不僅需要為施工階段提供準(zhǔn)確而詳盡的BIM模型，還要為建立全過程的模型信息庫(kù)奠定基礎(chǔ)。BIM設(shè)計(jì)與施工集成應(yīng)用，主要內(nèi)容包括建立統(tǒng)一的構(gòu)件庫(kù)和工法庫(kù)等信息庫(kù)，目的是應(yīng)用BIM信息庫(kù)，使得適合施工條件的構(gòu)件和工法能夠在項(xiàng)目中完整傳遞，設(shè)計(jì)輔助施工建造。
隨著建設(shè)工程設(shè)計(jì)施工總承包的推進(jìn)和裝配式建筑的推廣，通過施工單位設(shè)計(jì)階段便介入設(shè)計(jì)，通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模型和平臺(tái)，控制項(xiàng)目的造價(jià)、工法和材料，從而提高項(xiàng)目質(zhì)量的同時(shí)降低造價(jià)。在全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加快基于BIM技術(shù)的建設(shè)全過程生命期管理、招投標(biāo)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、施工、業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)集成，可以更好地實(shí)現(xiàn)建筑工程全過程數(shù)字化的智能管控。
全過程BIM一體化正向設(shè)計(jì)有利于設(shè)計(jì)與運(yùn)維一體化
BIM體系中，運(yùn)維管理需要準(zhǔn)確而詳實(shí)的設(shè)計(jì)模型的支持，基于此的竣工模型的信息會(huì)影響到運(yùn)維的直接效益，例如一些空間信息、管線綜合、隱蔽工程等�？⒐つＰ瓦�需要整理出運(yùn)營(yíng)所需的資料以方便后期在運(yùn)維平臺(tái)的統(tǒng)一管理，所以竣工模型準(zhǔn)備和運(yùn)營(yíng)資料整理是能否有效實(shí)施運(yùn)維的重要前提和依據(jù)。
交付是運(yùn)維管理的重要工作，除了進(jìn)行實(shí)體工程驗(yàn)收外，還需要將包括工程質(zhì)量文檔、安全資料文檔、設(shè)計(jì)圖紙和模型、施工圖紙、BIM模型等資料－并進(jìn)行提交�；谌^程BIM一體化正向設(shè)計(jì)的竣工模型的提交，可以確保模型的準(zhǔn)確性外，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)還可以通過早期介入設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)能夠結(jié)合BIM運(yùn)維應(yīng)用，滿足運(yùn)維需求。
運(yùn)維管理信息系統(tǒng)搭建是運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段應(yīng)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)，也是運(yùn)維階段的核心工作。運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)在運(yùn)維管理方案的總體框架下，結(jié)合短期、中期、遠(yuǎn)期規(guī)劃，通過從設(shè)計(jì)開始的全過程控制達(dá)到實(shí)用、可持續(xù)發(fā)展，利用一體化設(shè)計(jì)的模型建立運(yùn)維管理系統(tǒng)信息模型、中心數(shù)據(jù)庫(kù)。通過運(yùn)維管理信息系統(tǒng)搭建，定義建筑的管理，將各種不同的系統(tǒng)連接起來，在同一平臺(tái)進(jìn)行呈現(xiàn)和操作，賦予建筑全生命周期管理不同的表達(dá)，真正使管理人員的精力集中于為建筑提供更多的價(jià)值，讓運(yùn)維提供更多的服務(wù)以及提升環(huán)境品質(zhì)中來。
結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，新的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢(shì)待發(fā)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入新常態(tài)，提倡“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，要求大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。在科技迅速發(fā)展的環(huán)境下，能耗大、效率低、管理粗放的傳統(tǒng)建筑行業(yè)面臨著向科技化、信息化、工業(yè)化轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。全專業(yè)一體化三維正向設(shè)計(jì)是推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)更好地融合發(fā)展的重要方法，不僅利于推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，還利于提高城鄉(xiāng)建設(shè)管理的信息化水平，有利于落實(shí)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化、建筑工業(yè)化和信息化三化融合發(fā)展的戰(zhàn)略需要。
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