吳吉明 王 娜

(北京市建筑設(shè)計研究院，北京 100044)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會分工細(xì)化，設(shè)計與建造逐步成為涉及多專業(yè)、多學(xué)科、多領(lǐng)域協(xié)同策動的復(fù)雜系統(tǒng)。各設(shè)計環(huán)節(jié)相互交織影響，而傳統(tǒng)“流水線”式的設(shè)計建造流程，由于環(huán)節(jié)相互分離，缺乏有效溝通因此非常容易產(chǎn)生失誤與浪費。如何應(yīng)對日趨復(fù)雜的設(shè)計建造體系，協(xié)調(diào)體系中的各方無縫對接，有效協(xié)作，成為了當(dāng)代設(shè)計研究中的重要課題。［1］

協(xié)同設(shè)計的概念源于CSCW(Computer Supported Cooperation Work，即計算機(jī)支持的協(xié)同工作)，即在計算機(jī)技術(shù)支持的環(huán)境下，一個群體協(xié)同完成一項共同的任務(wù)。CSCW 技術(shù)是一門交叉學(xué)科，涉及的領(lǐng)域非常廣泛，其中包括計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、并行和分布式處理、數(shù)據(jù)庫、多媒體、人工智能理論等。它具有分布性、共享和通信、開放性、異步性、自動化支持、工作協(xié)同性、信息共享性和異質(zhì)性等特點?！匆俣?/p>

協(xié)同設(shè)計可以將復(fù)雜的項目逐級、分項拆分，簡化設(shè)計過程［2］。項目通過協(xié)同設(shè)計建立統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，所有設(shè)計專業(yè)及人員在一個統(tǒng)一的平臺上進(jìn)行設(shè)計，從而減少現(xiàn)行各自由于溝通不暢或溝通不及時導(dǎo)致的錯、漏、碰。真正實現(xiàn)所有圖紙信息元的單一性，實現(xiàn)一處修改其他自動修改，提升設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。同時，協(xié)同設(shè)計也對設(shè)計項目的規(guī)范化管理起到了重要作用，包括進(jìn)度管理、設(shè)計文件統(tǒng)一管理、人員負(fù)荷管理、審批流程管理、自動批量打印、分類歸檔等，從而更快、更好地完成工程項目。

大型建筑設(shè)計企業(yè)作為設(shè)計體制中的主體要素，它在行業(yè)內(nèi)起著舉足輕重的作用，而基于設(shè)計院體系下的設(shè)計協(xié)同優(yōu)化，也成為了本文研究的重點。建筑CAD 協(xié)同設(shè)計的發(fā)展需要經(jīng)過二維協(xié)同設(shè)計向三維協(xié)同設(shè)計的過渡［3］。二維設(shè)計協(xié)同目前仍然是一種適合設(shè)計院體系的一種主流設(shè)計模式，它不需改變太多設(shè)計人員的設(shè)計繪圖習(xí)慣，只要適當(dāng)改變項目管理方式或項目設(shè)計過程管理的流程就可以實現(xiàn)。利用設(shè)計企業(yè)現(xiàn)有的專業(yè)設(shè)計軟件、內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)加上二維的協(xié)同設(shè)計軟件系統(tǒng)組建成新的項目工作方式，將使企業(yè)能用比較低的成本大大提高設(shè)計項目的進(jìn)度、質(zhì)量和項目的管理水平［4］。

目前國內(nèi)的設(shè)計院都已經(jīng)普遍開展了協(xié)同設(shè)計，然而由于目前的技術(shù)、人員素質(zhì)等一系列因素，使得協(xié)同設(shè)計在具體項目的操作過程中，仍然存在著一些問題，現(xiàn)實狀態(tài)與理論性的協(xié)同依然存在著一定的差距。求同存異，在確保良好體系化運作的前提下，保證各項目的正常進(jìn)行，實現(xiàn)局部突破成為了一種更切合實際的解決方式。

1 基于設(shè)計院體制的協(xié)同設(shè)計模式

協(xié)同設(shè)計使設(shè)計的全流程做到統(tǒng)一化、規(guī)范化。協(xié)同的設(shè)計模式把工程的管理變得清晰，便于項目總負(fù)責(zé)人把握工程的進(jìn)度及各個設(shè)計人員的勞動成果，合理分配其他工作?；诹鞒坦芸叵碌脑O(shè)計人員自主地對工程的進(jìn)程做出必要的記錄。管理者縱觀項目文件夾就能了解工程的整個過程中的各個關(guān)鍵節(jié)點。各方意見都能很快找到出處，還原當(dāng)時確定方案的過程，最大化地減少不必要的糾紛。其次專業(yè)間的溝通變得更加及時且便捷，實現(xiàn)了一改全改的聯(lián)動可能，減少圖紙漏洞［5］。

當(dāng)然協(xié)同設(shè)計在使用過程中也存在著問題:比如對平臺硬件的配置不高;設(shè)計院體制下，一些舊有的畫圖習(xí)慣很難徹底改變;設(shè)計人員對文件標(biāo)準(zhǔn)的敏感度尚有待提高等。為了更好地實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計的目標(biāo)我們對設(shè)計院體制下協(xié)同平臺設(shè)置行進(jìn)了部分總結(jié)。

1.1 協(xié)同平臺權(quán)限的組織與劃分

協(xié)同設(shè)計的核心是基于同一個工作平臺上的協(xié)作，我們設(shè)置了專門的信息化部門對此進(jìn)行管理［6］。信息部會根據(jù)人員的專業(yè)類別以及人員職責(zé)等(項目總負(fù)責(zé)、專業(yè)負(fù)責(zé)人、設(shè)計人等)進(jìn)行權(quán)限設(shè)置。例如協(xié)同平臺向參與本項目設(shè)計的全體人員開放，但僅允許對本專業(yè)內(nèi)部的圖紙編輯、修改，而對其他三個專業(yè)僅為只讀。也可設(shè)置部分設(shè)計人員僅能修改自己設(shè)計的圖紙(實習(xí)生等)，而對其他圖紙為只讀權(quán)限。此部分的權(quán)限由項目負(fù)責(zé)人與信息部門溝通后發(fā)放。

1.2 制定統(tǒng)一的制圖標(biāo)準(zhǔn)

全體設(shè)計人員使用同一形式、版本的設(shè)計軟件，使用統(tǒng)一的基礎(chǔ)模版、打印樣式表等，確保出圖的質(zhì)量以及圖紙的統(tǒng)一性。基礎(chǔ)模版、打印樣式表是由院內(nèi)專門部門制定并維護(hù)，一般設(shè)計人員直接使用。

圖1 利山大廈3#樓項目基礎(chǔ)框架

圖2 利山大廈3#樓樹形框架(部分)

1.3 建立統(tǒng)一的工作目錄

一個項目在設(shè)計初始便被自動劃分為若干的設(shè)計系統(tǒng):比如建筑系統(tǒng)便分圍了:綜合系統(tǒng)、總平面系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、立、剖面系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、立剖面外墻詳圖系統(tǒng)、構(gòu)造詳圖系統(tǒng)等，初始的系統(tǒng)架構(gòu)也可根據(jù)項目的復(fù)雜情況進(jìn)一步擴(kuò)充，如復(fù)雜屋面、幕墻系統(tǒng)、室內(nèi)設(shè)計系統(tǒng)等。如圖1－ 圖2所示［7］。

1.4 工程圖紙的管理及工程進(jìn)度和質(zhì)量的控制

項目負(fù)責(zé)人根據(jù)工程建立合理的工作目錄，將多元化的工程單一化處理。將工作分配到各設(shè)計人，各分項不交叉、不重復(fù)，流水工作、快而不亂。例如核心筒詳圖、衛(wèi)生間詳圖等由單人獨立完成，如有相同僅需索引，避免重復(fù)工作。項目負(fù)責(zé)人通過文件系統(tǒng)隨時掌握工程進(jìn)度，調(diào)整人員配置同時控制圖紙質(zhì)量。

1.5 設(shè)計過程的回饋及溝通

協(xié)同設(shè)計的應(yīng)用同樣可以使專業(yè)內(nèi)及專業(yè)間的溝通變得及時而輕松，一目了然。僅需將問題用特定圖層(此圖層默認(rèn)為不打印層，僅為標(biāo)示問題及保留修改依據(jù)所用，定期整理成文字說明)標(biāo)示，在避免由于溝通的不及時、不徹底而導(dǎo)致圖紙出現(xiàn)偏差、對不上的問題，同時保證意見順利得到反饋。

2 設(shè)計應(yīng)用實踐—利山大廈項目

2.1 項目簡述

利山大廈是我院(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司)承擔(dān)的一個大型的城市公寓式酒店項目。本項目位于東城區(qū)南小街西側(cè)，交通部大樓北側(cè)?？偨ㄖ娣e為55 220.04 m2。地上建筑面積33 648.53 m2，地下21 571.51 m2。地上8－18 層，地下4 層。

此項目是一個典型的“平常新”式的項目。外表低調(diào)正常，但內(nèi)部空間卻新穎多端，簡單的外表下，酒店戶型卻共有30 多種。協(xié)同設(shè)計成為了我們控制項目的關(guān)鍵，如圖3 所示。

圖3 利山大廈項目效果圖

2.2 深化設(shè)計過程中的協(xié)作與配合

對于協(xié)同設(shè)計的導(dǎo)向作用，建筑專業(yè)龍頭的優(yōu)勢明顯，帶動著整個設(shè)計團(tuán)隊參與協(xié)同設(shè)計的建立與推動。各專業(yè)根據(jù)設(shè)計需要對系統(tǒng)進(jìn)行拆分，將一個復(fù)雜的建筑拆分成一個個局部構(gòu)件，從面到點的細(xì)化設(shè)計，最終從點到面的組合成完整的建筑單體。

在整個設(shè)計過程中，各專業(yè)之間相互影響、互存共生。其中建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)聯(lián)系最為密切、關(guān)聯(lián)度最高。與其余兩個專業(yè)的聯(lián)系次之。建筑專業(yè)提供各專業(yè)深化使用的設(shè)計底圖，相關(guān)專業(yè)提供圖紙中的關(guān)鍵信息要點。為了讀者更好地理解協(xié)同設(shè)計的關(guān)鍵要素，我們以利山大廈設(shè)計實踐為例對協(xié)同設(shè)計中三個核心體系進(jìn)行了總結(jié)。

2.2.1 建筑骨骼:結(jié)構(gòu)支撐體系

(1)建筑與結(jié)構(gòu)協(xié)同的特點

建筑圖中的結(jié)構(gòu)墻柱－ 核心筒部分完全利用結(jié)構(gòu)圖紙、梁板等次級結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用覆蓋型參照用以核對，檢驗是否與管井洞口等相沖突問題，同時核算梁下凈高。

(2)不同設(shè)計階段的協(xié)同側(cè)重

方案階段結(jié)構(gòu)側(cè)重方案的可行性及結(jié)構(gòu)形式的控制，梁柱－核心筒墻厚為大體估算。施工圖階段詳細(xì)核算方案的可實施性，調(diào)整相應(yīng)數(shù)值。在整個工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計的可變性較小，需謹(jǐn)慎處理與結(jié)構(gòu)相關(guān)的問題，盡早及時溝通，避免體系化影響，如圖4－5 所示。

圖4 結(jié)構(gòu)首層頂板梁板圖

圖5 建筑二層平面圖

圖6 首層多聯(lián)機(jī)平面圖

2.2.2 建筑腸道及血管:機(jī)電豎向體系

(1)建筑與機(jī)電協(xié)同的特點

建筑底圖中需布置機(jī)電專業(yè)提供的主機(jī)房位置，核心筒中參照主要管井洞口，如核心筒處的正壓送風(fēng)豎井、走廊排煙、水管井、強(qiáng)弱電小間。戶內(nèi)小管井及配電柜由建筑與室內(nèi)設(shè)計方溝通后預(yù)留，機(jī)電專業(yè)復(fù)核可行性。

(2)不同設(shè)計階段的協(xié)同側(cè)重

方案階段應(yīng)確定主機(jī)房位置及面積，核心筒處管井大體布置。室內(nèi)管井設(shè)備提供設(shè)計原則建筑暫定，專業(yè)復(fù)核。機(jī)電專業(yè)的可變性較大，彈性較高，可根據(jù)建筑方案的修改，調(diào)整機(jī)電方案，但圖紙修改量大，如圖6 所示。

2.2.3 建筑衣服:外圍護(hù)幕墻體系

(1)建筑外立面協(xié)同的特點

設(shè)計系統(tǒng)中，建筑的外立面控制是一個單獨的分支。包括建筑的各外圍立面、各層的外維護(hù)體系以及屋頂?shù)炔糠?。外立面的控制相對獨立專業(yè)的防雷，百葉口布置相關(guān)。

(2)不同設(shè)計階段的協(xié)同側(cè)重

外立面系統(tǒng)與規(guī)劃控制以及幕墻節(jié)點深化密切相關(guān)，密切關(guān)系到造價以及外觀效果。設(shè)計前期應(yīng)著重控制限高、立面風(fēng)格等要素，后期則應(yīng)將重點放在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)與內(nèi)部主體間的銜接關(guān)系，以及各種外部管線的包裹與走向控制方面，如圖7－8所示。

圖7 幕墻局部研究

圖8 建筑北立面圖

2.2.4 專業(yè)間協(xié)同的心得總結(jié)

專業(yè)間的協(xié)同使工程處于一種動態(tài)平衡中，及時而有效的溝通機(jī)制是工程設(shè)計的關(guān)鍵。項目負(fù)責(zé)人是一種總控的角色(把握方向)，項目劃分時間控制，由項目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)溝通協(xié)調(diào)(控制專業(yè)的各重要節(jié)點)，準(zhǔn)時更新圖紙，確保其他專業(yè)及時收到準(zhǔn)確信息，同時作為專業(yè)負(fù)責(zé)人也應(yīng)該了解其他專業(yè)在每個階段的側(cè)重點，有的放矢，使工程的協(xié)同設(shè)計穩(wěn)步向前;而作為設(shè)計人員需要嚴(yán)格按照協(xié)同設(shè)計的要求及相關(guān)操作(強(qiáng)化細(xì)節(jié))，保證圖紙的規(guī)范性、統(tǒng)一性，減少由于個人的原因，影響協(xié)同設(shè)計的順利進(jìn)行。

3 協(xié)同設(shè)計中外部接口的協(xié)同

3.1 多專向顧問的配合模式

利山大廈項目是一個典型的多方合作項目，外立面顧問LWMA 建筑設(shè)計事務(wù)所，機(jī)電顧問方邁進(jìn)工程咨詢有限公司，室內(nèi)設(shè)計方梁志天室內(nèi)設(shè)計公司，幕墻顧問－ 旭密林幕墻顧問等共同參與設(shè)計。

3.2 外部接口文件的特點及處理辦法

外來方不同的設(shè)計側(cè)重及繪制習(xí)慣，使得收到的圖紙在直接使用時往往會導(dǎo)致各種標(biāo)準(zhǔn)體系上的沖突。而由于業(yè)主的關(guān)注以及工程的不斷推進(jìn)導(dǎo)致圖紙更新頻繁，這些都給協(xié)同設(shè)計帶來了很大的困難。而此類的外在條件又無法強(qiáng)行控制，只能自我消化。因此找到一條求同存異，簡便的對接方式就顯得尤為重要。利山大廈項目在與室內(nèi)設(shè)計方溝通的過程中，此問題就顯得非常的突出。室內(nèi)設(shè)計圖紙中包含的信息多，而且圖層設(shè)置不獨立，不同類型的圖塊線層有交叉，對出圖的設(shè)置造成了很大的困難。我們對此問題進(jìn)行了如下的處置，研究外來文件與我方設(shè)置間的核心性差異，求同存異，僅對發(fā)生沖突的部分進(jìn)行調(diào)整，統(tǒng)一簡化轉(zhuǎn)化步驟，用最簡化步驟達(dá)成轉(zhuǎn)化目的，并由專人負(fù)責(zé)。建立專門的協(xié)同文件夾體系保持隨時地更新，避免引用工作的無謂反復(fù)。

3.3 設(shè)計文件管理

根據(jù)必要的文件往來情況，我們將設(shè)計文件分為發(fā)出文件、收到文件，再分別設(shè)置各方文件夾，例如在收到文件下建立室內(nèi)設(shè)計顧問、概算顧問、幕墻顧問、機(jī)電顧問等，然后在各顧問公司的文件夾下根據(jù)統(tǒng)一的格式再設(shè)置文件夾，例如20150621 室內(nèi)戶型調(diào)整平面圖，20140802 主機(jī)房條件圖。時間+主要內(nèi)容，便于以后檢索、查看。

4 結(jié)論

4.1 理論與實踐的平衡——求同存異

理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感協(xié)同的理論看似已合理，但在實際工程的實踐過程中仍存在技術(shù)以及人員管理上的局限，致使協(xié)同設(shè)計的推進(jìn)依然存在著不少實際操作中的困難。

強(qiáng)化管理基礎(chǔ)上求同存異，是我們應(yīng)對這一現(xiàn)狀的必然。一個開放的可以自我更新的體系建設(shè)是我們應(yīng)對變化的一個法寶。有效的協(xié)同體系，應(yīng)該根據(jù)效率優(yōu)先原則逐漸進(jìn)化。有利于體系發(fā)展的更高效的模式，會在應(yīng)用過程中留下并逐步優(yōu)化。

4.2 時時協(xié)同與分階段更新

看似很簡單的問題實際卻很難實現(xiàn)，除建筑系統(tǒng)外，部分專業(yè)仍存在非時時更形的情況。無法做到時時協(xié)同。究其原因，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施硬件、軟件平臺的局限固然是一方面。但更多的是相當(dāng)部分的一線設(shè)計人員對標(biāo)準(zhǔn)化體系不敏感，對一些基礎(chǔ)性的操作命令還不熟悉造成的。基于效率原則的自我更新是我們對此的處置方式［8］。盡管，我們不強(qiáng)制要求所有的操作必須在協(xié)同平臺時時進(jìn)行，但統(tǒng)一性的協(xié)同構(gòu)架是強(qiáng)制性的。隨著更新頻率和輸出要求的提高，時時協(xié)同必然會展現(xiàn)出更高的效率與適應(yīng)性。時時協(xié)同模式也必將全面替代分階段更新的舊有模式。

4.3 協(xié)同設(shè)計的展望

協(xié)同設(shè)計對建筑設(shè)計來說不可或缺，合理正確的使用協(xié)同設(shè)計，可以改變以往冗繁的設(shè)計工作，解放建筑師的雙手，讓建筑師有更多的時間去思考建筑本身的意義，提高方案的競爭力。同時建筑協(xié)同設(shè)計簡化了工程的管理，方便了項目負(fù)責(zé)人更好地了解項目的近況、以及工程的完成度，從而更好地控制工程的進(jìn)度及圖紙的質(zhì)量。也使得建筑師能夠與業(yè)主、政府管理部門、施工和材料設(shè)備等單位快速進(jìn)行信息的溝通和反饋，優(yōu)質(zhì)、高效地完成建設(shè)項目。更廣泛的協(xié)同設(shè)計是未來設(shè)計的必然方向，也是我們必須克服困難勇敢走下去的必經(jīng)之路。

［1］郭秋華，袁海貝貝.當(dāng)代建筑協(xié)同設(shè)計模式初探［J］.建筑與文化，2014(1).

［2］蔡玨.建筑協(xié)同設(shè)計初探.華中科技大學(xué)碩士論文，建筑設(shè)計及其理論，2005.

［3］鄧雪原，蘇昶，孫朋，王國儉.上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(集團(tuán))建筑協(xié)同設(shè)計平臺研究與應(yīng)用［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2010，2(3):96－103.

［4］覃介進(jìn).二維建筑協(xié)同的應(yīng)用與研究［J］.現(xiàn)代企業(yè)，2012(4).

［5］吳吉明.建筑信息模型系統(tǒng)(BIM)的本土化策略研究［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2011，3(3):45－52.

［6］陳宜.建筑協(xié)同設(shè)計的推廣［J］.中國建設(shè)信息，2010(2).

［7］吳吉明，張慶利等.BIAD 協(xié)同操作手冊2013 試行版.北京市建筑設(shè)計研究2013－04－10.

［8］吳吉明，倪琛，張慶利.整體式BIM—基于協(xié)同與替換模式的多平臺整合應(yīng)用［J］.DADA2015 數(shù)字工廠國際會議論文集，2010.05.07.