三维协同设计在省级设计院的应用前景分析

张 楠 孙 斌 马 超

BIM（建筑信息模型）是工程设计行业发展的最前沿领域，住建部制定的“十二五”信息化发展纲要中，明确提出要将BIM作为建筑业发展的核心竞争力。以BIM为核心的数字化管理体系将彻底改变传统的工程项目运维管理模式，降低运管难度和人工成本，因此作为BIM的最大受益者，越来越多的项目业主要求必须采用BIM来进行工程设计。

1. 三维协同设计在国内外的应用情况

三维协同设计作为实现BIM的重要手段，已经在先行一步的华东院、中南院等部级大院得到普及推广，并取得了很好的成效和回报。近年来,全国各省级设计院也纷纷组建起专门的队伍或机构，来应对新的市场需求和竞争。但其中既有成功推行、取得实效的，也有停滞不前、举步维艰的。这其中固然有机构定位、扶持力度等方面的原因，但主要问题还是人们一直在争议的三维协同设计体系是否适合在省级设计院推行。

2. 三维协同设计在省级设计院的应用难点

如何同步提高设计质量和设计效率，是大家关注已久却又难以解决的问题。传统二维设计体系下，设计质量和设计效率难以两全。因此大家往往偏重效率，忽略质量。但最后又经常因为前期策划不够深入而出现质量问题，导致设计方案反复修改，影响效率、得不偿失。

三维协同设计体系强调将设计重心前移，注重前期策划和协同合作，严格要求设校审人员按标准化程序作业，因此无论应用于大小项目，在设计质量上均有明显优势，这一点是毋庸置疑的。

但是三维协同设计在工作效率方面则有较大局限性。越是大型复杂项目，越能体现其效率优势。而在中小型常规项目上，其效率优势则不明显，有时大家反而觉得不如传统设计体系的效率高。

首先，三维协同设计增加了建模环节。对大型复杂项目来说，三维仿真建模是巨大优势，建模时的精力投入，可以在优化设计方案、出图、出量、制作三维动画以及数字化交付等后期环节得到丰厚回报。对小型常规项目来说，建模则是累赘，增加了设计难度和工作量。越小的工程，其投入产出比越低。

其次，三维协同设计对工作环节严格控制，检验无误后，方可进入下一环节，增加了管理难度。中小型项目结构简单，共通性强，在传统设计体系下，很多设计环节常常依据经验拍板跳过，施行三维协同设计后，因计算错漏导致设计方案反复修改的问题比较突出，会进一步放大建模环节的效率劣势。

从业务和实力上讲，部级设计院承担的大型复杂项目多，而且有相对成熟的标准化计算体系，三维协同设计体系得以充分发挥其质量和效率的双重优势，如鱼得水。

省级设计院承担的中小型项目多，而且计算体系还基本处于散乱无序的状态。在没有找准正确的前进方向之前，注定难以发挥新设计体系的效率优势，进而影响设计者的使用热情和管理者的推广热情，导致耗费巨资购入的先进软件无法最大限度应用到设计工作中去。

3. 解决之道

省级设计院想要走出“鱼与熊掌不可得兼”的怪圈，除了尽快在院内建立起标准的设计和计算体系外，关键还在于能否在三维建模环节提高效率。

建模是三维协同设计必不可少的核心环节。目前有两条途径来提高该环节的工作效率：一是建立标准设备元件库，以搭积木的方式迅速完成建模。适合于设备众多、管线复杂，建筑结构形态各异的大型项目。如变电站、石化工厂、大型水电枢纽等等。但这项工作的前期任务量非常大，不是一个院就能独自完成的。目前华东院已经倡导组建共享模型库，依靠大家的力量来共同完善。二是实现参数化建模，对三维设计软件进行二次开发，以参数输入的方式替代手动建模。适合于共通性强的中小型水利和市政项目。这项工作难度低，任务量少，每做完一个类型建筑物的参数化模型就可以立即投入使用。但难点是要建立各类型建筑物的标准化布置方案，以避免组合方式过多。

这两个途径的原理相通，都是设法将枯燥繁琐的“体力劳动”交给电脑来辅助完成，减少建模工作量，降低建模难度。二维设计体系下要做到这一点很难，因为每一张图纸都是单独绘制，彼此之间缺乏关联。而三维环境下先建模再切图，只需做到参数化建模，图纸作为附属关联产品自然信手拈来，这样就可以将电脑的智能化发挥到极致。

不过这两种途径各有适用领域，因此设计院在选择发展方向时应该结合自身工作特点有所侧重，稳步前进。

4. 实践成果

我们一直将参数化建模和标准化设计作为三维协同设计推进的主攻方向。通过多个项目的对比验证，无论是大型水电枢纽工程，还是单个水闸工程，都具备良好的适用性。甚至越小的工程，利用三维协同设计取得的质量和效率优势越明显。可见设计工具先进与否固然重要，更关键还是如何找准方向，让先进的工具可以用在正确的地方，发挥最大的效用。