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BIM的衍生第二部分:过程创新

杰里.莱瑟林 王新
  
建筑创作
2011年12期


  [编者按]本刊第十期BIM专栏已发表了杰里·莱瑟林的文章“BIM的衍生第一部分:过程自动化”,本文是该文的延续,是“BIM的衍生”的第二部分,阐述有关过程创新的内容。
  此前,我在这个系列文章中提出了一个基于表述系统的BIM(建筑信息建模)的定义。这个表述系统生成和管理一个建筑的,多维的、数据丰富的“视图”,它们从设计前到建成后的整个建筑生命周期中被用于多种不同用途。进而,我又阐述了这种“建模”(Modeling),或者称为模型的生成与维护应该被视为过程,爱德华兹·戴明(W·Edward Deming)定义的那个过程:而不是大多数人所认为的、简化了的,将BIM视作软件或软件生成的数据集、或数据模型。
  如果把BIM视作为一个过程,那么我们就可以明白那些“类BIM”的商业软件只不过是非数字化或前数字化BIM过程底层的自动化的一个或一套工具。这种形式的过程自动化就是苏珊娜·朱伯夫(Shoshana Zuboff)所称的“信息化”,它使以前各个过程之间的,含糊不清的关系显现出来,通过信息化来允许各个过程之间的、潜在的转换。其意义远超越只把数字化作为手工方式替代方法。
  这种超越不只把数字化作为手工方式替代方法的转变,就是彼得·德鲁克(Peter F·Drucker)所定义的“过程创新”。为了能理解BIM所带来的过程创新的范围,我把威廉·米切尔(William Mitchell J)和玛尔科姆·麦卡洛(Malcolm McCullough)的两个2D到3D和模拟到数字化“表述轴”作了扩展。增加一个第三轴,即从几何体到数据。
  表述
  例如,2D——模拟或称手工绘制的图纸的几何体表述方法。你完全可以想象把一堆数据表述与建筑图纸来做协调。这些数据堆可能包括:做法(书写或打印的文字),算量(手工做记号、计算,并抄写到纸上)、估算(模拟的、手工计算并抄写到纸上)、项目的表格、效果图等等。所有这些都是手工产生并记录在纸上的。
  与我第一次给BIM做出的定义(见上述)相符的是,这一大堆的图纸、做法、估算等等正好满足了“一个生成和维护多维的、数据丰富的建筑师图的表述系统”的要求。大多数现今存在的建筑的设计与建造的技术手段,几乎无一例外的是基于这些图纸的表述系统。现今世界上大多数的在建的建筑中,仍然沿用比这种最基本方法没有太多过程创新的手段。的确,这种基本方法(非数字化或前数字化的BIM)提供了且将持续提供关于造价、计划表格和建筑性能的完美的信息。具有讽刺意味的是,这些完美的信息要等到建筑完成施工之后,所有的延误、矛盾都已得到解决,所有的变更都须已完成,错误和缺失都得到更正,争议都得到解决之后等等才能达到。
  因此,德鲁克或者朱伯夫想要从BIM自动化中寻找的过程创新,绝不是一个手工方法表述系统的一个简单的数字化替代品。它应该是一个对于项目的成品的可靠信息的,更好的、更早的和更多可能性的“信息化”的转换。自动化的或信息化的BIM过程,使得我们可以更早地获得和发掘更多的、更可靠的(或较低风险的),关于项目的造价、竣工日期、最终效果、性能等这些信息成为可能。
  心灵的眼睛
  在最基本的条件之下,不同的图纸表述提供了信息,或至少是信息标记。这些信息通常被储存、积累在项目的用户的脑海里,并被进行处理。根据项目参与者的角色、他们所受的训练及他们对图纸表述中蕴藏的、每个人在项目中角色的理解,这些图纸表述帮助信息从一个项目参与者传送到另外的一个。
  因为我们人类没有一种可靠的手段,来把我们内在的、精神里的模型,从一个人的内心直接传递到另外一个人的内心,所以我们人类要借助外在的表述方式,不管它是在纸上还是在任何诸如数字化文件、或显示屏幕等。其实这些外在传递是没有什么附加价值的。如果人类具备这样一种方法,类似通灵术、或者可以“读取”或模拟人类脑电波的装置,它们直接进行从一个人的大脑传递信息到另外一个人的大脑。这样就不再需要外部表述系统了,不管是2D图纸,还是3D数字化模型,抑或其它任何媒介。我要表达的不是科幻小说(例如最近的美国电影《盗梦空间》或《星际》系列电视剧里的“瓦肯人的心灵融合”),而是要强调表述的意图。那就是不论在何种媒介上,它们都是将一个人的内在的、精神模型外在化并且加以传递,进而被另外一个人将它内在化的载体。因此,BIM过程软件仅仅是另外一种手段,且应该被合理地评价其作用(而不是像过去曾经发生的,过分地扰乱设计和施工行业)。
  一个独立工作的艺术家,或许可以将她自己内心的、精神模型,直接实施到最终的作品上。她不需要任何外在的表述(对于个人艺术家,草图或草模也许可以被看成是未来的艺术创作的外在的“储藏库”,或者是该艺术家向未来的自己进行传递的媒介)。对于一个项目的协作方式来说,即时的、外在的表述就成为了项目参与者相互之间传递内在的、精神模型所必需的。因此,为了协调者的利益,协调工作的大部分时间是生成,外在化这些表述;然后翻译、内在化这些由协调者生成的表述。
  相对于更直接的创作方式来说(比如个人艺术家的例子),这个通过表述来进行的沟通,给协作过程增加了很大的认知负荷。也就是为什么,BIM过程自动化软件的主要的引人之处就是:它可以明显地减少这些写作过程中的,认知负荷和“表述过程的成本”。数字化的媒介可以建立纸质媒介中不可能达到的,各种不同表述之间的链接。给数字化媒介加入更多的几何尺寸和更多数据,将使更多不同表述内容之间的联系成为可能。
  断裂的认知
  再回到表述的最初概念(非自动化的),典型的(非数字化的或前数字化的)BIM过程,可以被看作是埃德温·哈钦斯(Edwin Hutchin)所称的“断裂的认知”的一个例子。没有一个人可以掌握整个建筑的过程,也没有一个图纸表述可以包含整个建筑的过程;就像在美国海军的舰艇上,没有一个海军军官可以单独掌握航行定位过程,也没有一个航海记录或图表可以包含这些航行定位过程一样。这就是哈钦斯关于断裂认知分析的基础。
  加上之前描述过的,用户与表述系统之间的互动所构成的、分散式的认知,这就是一个表述系统:也就是如何建造一栋建筑和导引一艘船的“知识”。哈钦斯进一步将分散式的认知定义为可计算的系统;系统中的一些“可计算单元”可以是人,或者是一些机械设备、纸上的图表,记录本等输入、输出和存储装置。在建筑项目的例子中,人类的“计算单元”是建筑师,工程师、项目经理、概预算师,调度员等。他们每个人都会分别接收、处理、或生成专门的纸质表述(图,作法、估价和计划表等),这些又会成为过程中其他人类“计算单元”的输入、输出信息等。纸质表述便成了既是沟通的中间媒介,又是过程中的中间成果的“存储单元”(比如:初步的草图、扩初图纸,施工图、加工图、现场布局和竣工图等)。
  在这个最基本的纸质表述过程中,应用CAD(2D数字化)媒介来做几何体表述。这样便会得出暗示:“一堆”数字化数据表述,每个表述替代一个与它们对应的纸质表述部分。因此,数字化文件中的文字或数据库衍生的作法,替代了手动打印在纸上的作法。类似的,数字化替代了算量、估价、计划表和各种建筑模拟与分析。一些数字化的内容可以直接从一种模式转换成另外一种(例如:将CAD图文件与工程作法和数据库文件链接),这种方法在纸质表述系统里是完全不可能的。这种转变将一部分人类承担的,表述内容的解释、翻译和再转换等“认知负荷”,转移开来而由更合适的表述系统来承担。
  人与机器
  设计建造过程中的人类认知负荷的减轻,使得我们有更多精力来从事要求更高的分析功能。如:研究更多的设计方案或寻找更优化的过程。更进一步的,3D数字化媒介的几何体表述过程创新,使得更“智能的”数字化数据表述成为可能,作法、算量、造价及其它要素,与多维几何模型更好的统一与结合(多维代表至少4D,“第四维”代表时间,使得计划进度可以与传统三维空间相结合)。
  结果就是,将认知负荷从人类转化到数字化计算机上。最终,接连不断的提高BIM过程自动化与信息化程度的过程创新,会将施工阶段的认知负荷从人类身上转移到以模型为基础、机器控制的加工与组装媒介上。
  从这个角度考虑BIM和BIM过程自动化,就会清楚地发现软件只是到达终点的手段。尤其是在设计和施工阶段将认知负荷从人类身上转移开,并将认知结果分配到项目表述本身当中(及各种表述之间的数字化关系)。
  使其工作
  建筑表述,或表述集与系统的这种认知负荷的转变,其质量可以通过精确度、一致性、整体性、协调性、同步化来评价。基础的、纸质(非数字化或前数字化)BIM过程的缺陷是:以上各项的质量给项目参与者强加巨大的认知负担,人们必须创造并管理这些表述。
  进而,根据经验主义的理解,对于这些认知负荷及其所带来的人为差错,传统纸质过程会形成多种重复、偶发和程序性的纠正机制。从2D-CAD、3D-CAD和“创意——产品”以及数字化加工的、连续的过程创新,使纸质过程的自动化与信息化不仅减轻了人类的认知负荷,还在消除重复、偶发和其它旧的,低效率过程的历史残余的同时,可以进一步理顺这个过程。
  下一次,我要探索BIM自动化的质量:精确度、一致性、整体性、协调性和同步化。它们都意味着什么?它们如何互动又有所区分?哪类软件提供或支持哪些质量?各种设计、建造项目中,谁会从中受益?谁又会因为这些质量的变动而增加负担?这些问题与答案将会为BIM软件应用(即我定义的BIMware BIM软件)的总体分类提供一个组成部分。
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