中国设计院之BIM与建筑信息化

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探索三维协同设计之路

——中冶南方“某项目高炉主控楼”三维协同项目分析

凃逸晨北京北纬华元软件科技有限公司华中区技术经理关键词：工业建筑、协同设计、建筑信息模型（BIM）、实时

前言：“协同”是当今世界最热门的词汇之一，Google一下，仅中文网就能搜到1800万左右的网页有提到协同一词。其原因就在于，协同是目前全世界各行各业迫切希望解决的问题，实现协同将能够带来巨大的价值。可是在全世界振臂高呼协同的同时，很多人却并不了解协同的真正含义，以至走进了协同的误区，盲目的追求协同，结果事倍功半。因此我们在探讨协同之前，首先必须明确，什么叫做协同。

“协同”这个概念其实在很早就出现在人类探索的课题当中。“与彼协心。协规同力。声律相协而八音生。”——出自《太玄·数》。中国古人认为世间万物的规律关系是“协则同”的，而事实上也确实如此。“协”就是配合、默契的意思，而“同”则是共性、一致的意思。由此不难看出，协同的本意指的就是双方或多方通过相互配合，达到共同的目的，这种行为方式则称之为协同。

当然，现在并不是在做词汇解释。今天主要探讨的是协同设计。而明确协同的概念，将对我们判断、思考如何协同起到至关重要的作用。

“协同设计”也是当前设计行业设经常提到的一个概念，工程建设领域提到尤其之多。众所周知，工程建设领域的设计不可能是一个专业的任务，建筑、结构、水暖电、设备等都需要参与其中，各专业分担了设计任务中的某一部分。由上文不难了解，协同设计就是指在设计过程中，多专业相互配合，共同完成项目。设计过程中，项目的目的是唯一的，但由于多专业、多设计人员参与其中，各设计人员对项目目的的理解参差不齐，设计思路各有差异，这样则必然导致项目在设计过程中会产生碰撞、配合等问题问题，从而降低设计质量和设计效率。协同在设计中的主要作用正是使各专业相互交流、相互沟通、相互协调，以最大程度将设计中因为协调不畅而产生的问题最小化和最少化。

“协同设计”这种设计模式，不是当今才有的，不是工业革命以后才出现的，不是文艺复兴才出现的，而是从古至今其实是一直存在的。人们从古至今一直用着各种方式和流程来满足设计过程当中的协同需求。从原始但便捷的口述到各专业按设计流程互提资料、互提图纸，为的就是能够在设计过程中更有效地协同。

既然协同设计的模式一直存在，那么还探索什么呢？当先设计行业需要探索的是更为高效的协同模式，也就是异地协同和实时协同的设计模式。异地协同的可行与否，更过取决与网络传输、安全管理等因素。这里主要研究实时协同的问题。

实时协同，在计算机辅助设计的二维设计时代一度被AutoCAD外部参照功能所解决。在二维主导的电脑设计时代，二维dwg图纸在AutoCAD中相互参照，各专业设计师可以实时参照其他专业设计师的图纸，以便完成设计。但这种协同设计模式仍然存在问题，例如：

一张设计图纸并不能完全展现所有的设计数据，因此一张图的协同作用是不大的。而各专业图纸间图纸表述内容、类型、数量都是千差万别，很难以做到整套图纸的协同。因此那个时代，设计领域仍然无法达到实时协同，其根本原因就在于二维设计本身并不具备实时协同设计的基础。

现在，设计行业慢慢步入三维设计的时代，因为设计质量、设计效率的明显提升，三维设计已经成为设计行业的趋势。那么三维设计是否能更好地解决协同设计的问题呢？

中冶南方工程技术有限公司在这个问题上展开了一系列的探索后，终于有了可喜的成果。

一、公司背景

中冶南方工程技术有限公司（简称中冶南方，其前身为冶金工业部武汉钢铁设计研究总院）是由中国冶金科工集团公司、武汉钢铁（集团）公司、鞍钢股份有限公司等共同出资组建的高新企业，注册资本20000万元。中冶南方集五十年研发、工程咨询、工程设计、项目管理的经验和完善的服务体系，始终与世界先进技术同步，并自主创新实现技术和装备的国产化，建有专门的研发中心和中试、制造基地，获得国家优秀工程设计奖、发明奖、科技进步奖150 余项，完成国家重大科研课题10余项，拥有数百项专有技术、专利技术。在全国勘察设计企业综合实力百强评选和全国勘察设计企业营业收入排序中，一直位居前10名。

中冶南方在承担并完成了几百项国家重点工程设计、设备成套和工程总承包项目后，凭着先进的技术力量与丰富的实践经验，开始在设计协同上开始了协同探索。

二、项目概述

用来探索协同设计方法的项目并不大，仅是中冶南方某项目中的一个高炉主控楼。项目虽小，但专业俱全。选择这个项目，既给探索试验降低了难度，又能够反映协同上面的问题。

协同设计，首先必须要统一设计平台。平台都不统一，那么实时交互，协同设计都成了虚谈。而目前在设计软件中，能涵盖建筑、结构、水、暖、电、设备各专业的并不多。因此中冶南方直接选用了Autodesk Revit作为协同设计平台，由Autodesk在中国区域的服务经销商北京北纬华元软件科技有限公司（RNL）为其项目提供支持服务。

Revit是一款BIM三维设计软件，用它进行三维建模时，能够实施生成平立剖图纸。在修改设计时，能够一处修改，平立剖图纸、三维处处更新。Revit本身就能够将单一专业的方案设计到施工图设计完全整合起来，而它又分为建筑、结构、水暖电设备这三个版本。这样基本能够将设计平台统一起来，让各专业在同一平台、同一模型、同一数据、同一思路下进行设计。

三、技术难点

在确定了设计平台后，就需要确定设计流程和方式。以往，工业设计的传统流程一般都是：建筑开始先为工艺需求量身定制一个能够安置主体设备的建筑，再提资给结构专业做结构设计，再提资给水暖电专业做设备、管道综合布置。提资一般需要等到上游专业确定设计成果后，将施工图纸提给下游专业。也就是说这是一个线性的设计流程，上游专业必须完成设计，下游专业才能进行下一步设计，这样的设计流程其实是很繁复的，一旦上各专业间出现设计冲突，上下游各个专业就必须反复地来回提资来进行修改。

协同主要目的就在于简化这个设计流程，因此项目初期此项目组将协同设计的设计流程定为：建筑先行定位，完成建筑大体外形，然后建筑细部、结构、水暖电进行同步设计。这样就可以将整个设计流程整合起来，整个周期将变得更紧凑。但如何实现各专业同步设计，则是项目的核心问题。