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BIM的衍生第一部分:过程自动化

杰里.莱瑟林
  
建筑创作
2011年10期

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  [编者按]本文是杰里,莱瑟林在重新定义BIM之后,又对BIM的衍生进行了诠释。文中对BIM出现之前与之后,工作过程(或工作程序)本身进行了对比,从而揭示了BIM进化的步骤。
  拿BIM这个词来说,旁观者或许会认为设计师、施工方和开发商一定是热衷于给BIM下定义,因为有太多的定义都是他们创建和遵循的。定义极为庞杂的一个原因是他们总是一开始就对最终产品做出很多假设。其实我们所需要的,也是我将在本文中推荐的,就是从最初原理而衍生出来的BIM工具和方法。
  如果像我坚信的一样,BIM是过程自动化的一种形式,那么我们如何在缺少基本描述或自动化前状态描述的BIM定义基础之上,拿一个自动化工具来与另一个进行比较7我的建议是,必须首先弄清楚自动化前的状态或过程,然后我们才可以非常严谨地理解BIM工具与方法。
  
  “我的BIM可以,你的不行”
  
  想要成为BIM定义者的人在对BIM下定义时,通常会从“软件”、“数字化“或”参数化“等词开始。并且很快就落入由现有软件工具所具备的特性而衍生出来的、特定功能的层面。也许作为商业软件供应商,使用诸如”BIM就是我们的软件所能做的一切”这样的宣传手段能够被谅解,是因为他们需要推销他们的产品。然而,对于可行的、厂商中立或独立的定义来讲,这样的途径是有严重缺陷的。
  就像我在其它时候写到的。我的BIM定义从来没有涉及到软件,数字化或参数化,我相信它包括和容纳多样化的、推导而成那些结论的、所有的BIM定义。同时也像我之前写到的,我的BIM观点完全是注重过程的。
  爱德华兹·戴明(WEdwards Deming)是全球著名的“质量宗师”,他最著名的才能表现在帮助日本工业在二战后恢复所造就的经济奇迹。他的一句名言是:“如果你不能把你正在做的描述为一个过程,那表示你不知道你在做什么。”当年我在纽约大学的斯特恩商学院MBA学位学习时,有幸接触过爱德华兹,戴明博士和他的项目,那给我带来长期的影响。在学习期间,我还荣幸地从事过伟大的管理专家彼得·德鲁克(PeterDrucker)的创新与企业精神的工作。德鲁克教授在随后文章中写道:创新来自于“过程的需求”,“它反过来又使已经存在的过程变得完美、替换薄弱环节,或提供缺少的环节而重新设计原有的程序……”
  因此,有戴明和德鲁克两位教授作为我们的精神向导,我们开始了从过程而来的BIM衍生,并将其作为过程的创新。自动化前的BIM状态或过程是我在其它场合所提过的,我称之为“传统设计施工”或IDC。这个简单且广义的术语包括所有关于建筑本身的信息(不论是图纸、做法、表格等),它们被有机地置于建筑的表述或模型当中。在此情形下,一套图纸构成了一个包含建筑信息的模型。做法是另外的建筑信息的模型或表述,以此类推。同样,所有表述的集合同它们之间或明确或隐含的关联一起,也构成一个建筑信息模型。
  我们可以确切地说:大约1980年之前的,100%的人类设计和建造的设施是有此种纸基的,手工模拟形式的BIM(我选择1980年作为分界点,是因为它是广泛认可的第一次,一个主要工程全部由计算机辅助设计或CAD软件完成的。它是由SOM事务所设计的,位于美国芝加哥市的壳牌石油公司大厦)。在世界的许多地方,此传统BIM过程仍然是设计和施工的主流,甚至在工业和经济发达地区的许多小型设计企业或较简单的建筑上仍然保留着。
  
  数字化媒介
  
  CAD和数字化表述的出现,创造了一些机会(在德鲁克教授的释义中):完善现有的,模拟的BIM过程;替换了建筑表述模拟系统中的薄弱环节;并且通过提供明确的、数字化的连通性的“缺失的链接”,重新设计了现有的、模拟的BIM过程,取代了过去的仅存于建筑设计师头脑中的链接。最早发布这种数字化媒介的过程创新想法的人,应该是当时哈佛大学设计研究生院的威廉,米切尔(Willam J.Mitchell)和马尔科姆,麦卡洛(MalcoimMccullough)。
  米切尔和麦卡洛鉴定了我称之为表述的两个轴线:传统维数的连续统——从二维到三维:新的连续统——从模拟到数字化。综合二者,由这些表述的轴线产生了三维模拟或称实体模型;二维模拟或称图纸;二维数字化或称二维CAD文件;以及三维数字化,不论是实心CAD构造或表面构造(图1)。所有这些媒介都可以表述实际的或设计中的建筑,并与之相关联。而且,这些媒介之间可以通过简单的操作进行转换:扫描一张图纸,转换成二维CAD,将二维CAD文件打印到纸张上;将二维CAD拉伸、放样、体量化或延伸等成为三维;通过工作平面、切面,保存的视图、视图中的线等元素,使三维CAD变成二维的;从三维数字化文件“打印”出三维实体模型:三轴或激光扫描三维实体模型至“点云”或三维CAD,等等。
  然而,这些轴,表述和媒介等大部分局限于几何体。在我自己的研究工作中,我把“米切尔——麦卡洛”的两轴表述扩展为三轴,从而把几何体扩展为数据(图2)。在建筑的数据表达之中,我包括了;做法、算量、造价、项目列表、各种建筑性能模拟,从能量消耗到照明特性等。从某种意义上讲,对于即将建造的建筑来说,任何表述都是对于设计的和期望的未来条件的模拟。
  人们可以想象,一大堆这类表述(做法、算量等)使得“数据”轴不断向上延伸。例如,在纸基绘图(二维模拟)上,我们也许会有手写或打字的做法,然后上面可能会有算量,在算量上面是项目列表,以此类推。我不想把它变成一个奇怪的、或者完全的数据类型的比喻性分级体系。检视原程序代码,可以揭示出一长串的字符串,它们描述从一个矢量的原点和角度,到达下一个矢量的原点,以此类推。尽管这样做显得有些笨拙,但是我可以理解为什么材料,数量和施工步骤等不可能被结合在早期的CAD矢量字符串当中(实际上,早期的一些“对象CAD”系统试图达到这些)。因此,比如像做法可以像任何建筑的几何图形表述一样综合且重要。
  
  数据堆
  
  如果在二维模拟之上,能有一个手工制作的、模拟媒介的数据表述堆——纸质几何体,那么在二维数字化CAD几何体之上,就会有一个相似和对应的计算机生成的、数字化媒介堆;也会有另外一个堆存在于三维数字化几何体表述之上。就像每种几何设计媒介(二维纸、二维CAD等)与实际和将要实施的建筑相关联,几何体为基础的数据表达堆也会对应于实际的建筑。
  自从1980年以来,进步的设计师和建造人员逐步地把二维纸堆携带的模拟数据,替换成与之相当的二维数字化CAD堆,这已被证实。把过去存在的手动操作自动化已经是一个成熟的技术革新战略。的确,商业软件市场开发了一大批软件来使做法编写、算量、造价、列表等自动化。首先,这些自动化工具只与二维CAD几何表述相连接(例如:欧特克的AutoCAD DataExtensions)。在过去的10年左右时间里,建筑数据表述自动化的工具已经出现或扩展至三维CAD几何体的水平了。
  在我的讲座当中,我经常要听众来辨别以上哪个“是BIM”。是纸基图纸加上手动操作的堆?是二维CAD文件上加上分别自动化处理的数据表述堆?或者是更新的,与三维CAD几何体更接近的数据表达堆?精明的读者已经猜到了,这是一个脑筋急转弯问题。答案是以上任何一个或全部都“是BIM”。确实,任何一个都会用来建造一个建筑,尽管某个比另外的一个更容易、精确或有效。理解哪种表述更适合哪种用途,将成为我们BIM衍生物第二部分的论题。
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