摘要本文通過筆者工作的親身體會

1、 建筑設(shè)計信息化建設(shè)的歷史回顧及發(fā)展 太原市建筑設(shè)計研究院技術(shù)質(zhì)量處處長 楊福平 摘要本文通過筆者工作的親身體會，描述了三十年來，CAD的發(fā)展歷程，闡述了信息化建設(shè)發(fā)展過程中存在的問題，并提出中、小企業(yè)的設(shè)計單位在信息化建設(shè)初期，選擇平臺軟件的重要性。對建筑設(shè)計行業(yè)未來十年的發(fā)展趨勢，進行了展望。強調(diào)了BIM（Building Information Modeling 建筑信息模型）技術(shù)在中國的落地，對建筑設(shè)計行業(yè)來說又是一次革命性的飛躍，它將改變設(shè)計師的思維方式，以直觀的三維立體圖型及藝術(shù)效果而搏得更多人的喜愛，可以說誰先掌握了BIM技術(shù)，誰就可以把握住未來。 關(guān)鍵詞CAD 信息化 BIM技

2、術(shù) 1、歷史的回顧 三十年前，記得剛參加工作時，首先從單位領(lǐng)到的設(shè)計工具是一塊繪圖板、一把丁字尺、一個三角板、一個計算器、一支鴨嘴筆。后來有了0.5 、 0.7 、 0.9MM的墨線筆及專用繪圖墨水等。本人是從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，因為所有的結(jié)構(gòu)計算完全是利用手冊靠手工計算，以靜力荷載計算為主。由于當(dāng)時動力荷載計算手段還跟不上，地震力等動力荷載的計算也完全靠手工完成，計算工作量非常大，如果是遇到框架結(jié)構(gòu)，那計算工作會更加辛苦。剛開始使用的計算軟件很簡單，只能計算單榀框架，平面都無法協(xié)同計算，由設(shè)計人員畫好簡圖，根據(jù)建筑設(shè)計做法，將框架梁的均布線荷載和集中荷載用計算器手工計算好數(shù)據(jù)，填入荷載簡圖上，同

3、時標注出梁、柱斷面和跨度的的幾何尺寸，輸入計算機后，靠軟件程序算出最大彎矩和剪力值，再人工查手冊進行配筋。有了鋼筋的直徑、根數(shù)、間距后，才能進入畫圖階段，計算過程十分繁瑣。不過當(dāng)時我國國民經(jīng)濟很落后，幾乎大部分的設(shè)計僅是六層以下的磚混結(jié)構(gòu)，個別是框架結(jié)構(gòu)。在畫施工圖時，首先是用鉛筆在底圖上根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)布置一條線一條線畫好樓板圖輪廓，然后用鴨嘴筆調(diào)好線條的粗細程度后，再進行描圖。完成一張二號結(jié)構(gòu)設(shè)計圖從計算到成圖，快點也得一個工作日，這樣的工作效率在今天看來是一件不可思議的事情。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展特別是1982年二維CAD繪圖軟件AutoCAD在美國Autodesk公司誕生。CAD技術(shù)引入我國

4、建筑領(lǐng)域，隨后中國建筑科學(xué)研究院在AutoCAD為操作平臺的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了PKPM系列專業(yè)軟件，同時大量的國外軟件進入中國，如MIDAS、ABAQUS、REVIT、PDS、PDMS、BENTLEY等專業(yè)軟件，給我國的建筑設(shè)計行業(yè)帶來了革命性的變化。我們從手工計算，到利用計算機輔助計算，結(jié)構(gòu)分析計算更加快捷和準確，從單榀框架計算到空間協(xié)同計算，從靜力荷載計算到動力荷載分析計算、時程分析計算、非線性設(shè)計、超高層建筑和大跨結(jié)構(gòu)設(shè)計的已不是計算問題，全國超百米建筑層出不窮，各種復(fù)雜的綜合體建筑四面開花。中國的高層結(jié)構(gòu)計算水平已趕上了世界先進國家的技術(shù)。利用計算機CAD輔助繪圖的軟件也基本成熟。199

5、4年，建設(shè)部提出了“甩掉圖板”的口號，要求在2000年全行業(yè)實現(xiàn)計算機輔助繪圖，從手工畫圖逐步走向微機出圖。很多設(shè)計單位也在信息化建設(shè)方面開始加大投入，從幾臺到幾十臺計算機的使用，從PC機286、386、486、586的微機發(fā)展到功能強大的單核、雙核計算機時代。我們單位經(jīng)過幾年的過渡至1998年全部設(shè)計人員都甩掉了設(shè)計圖板，人手一臺計算機，實現(xiàn)了全院網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng) 資源共享，完全靠計算機輔助繪圖，工作效率大大提高。到2006年局域網(wǎng)升級速率達到百兆，目前已達到千兆，實現(xiàn)了從單機作業(yè)、一個專業(yè)CAD設(shè)計向多專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計出圖的大飛躍，可以說這對建筑設(shè)計行來說是一次革命性的進步。它徹底告別了傳統(tǒng)的手工

6、畫圖時代。 2、信息化建設(shè)發(fā)展過程中的體會 21、選擇計算機應(yīng)用軟件的糾結(jié) 隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，各種設(shè)計、繪圖、計算軟件也像雨后春筍般地涌現(xiàn)出來。現(xiàn)在市場平臺軟件及專業(yè)軟件有AutoCAD、CAXA、浩辰、PKPM、中望、天正、美國奔特力Bentley軟件、MIDAS、ABAQUS、REVIT、MAGICAD 、盈建科、魯班、探索者、廣聯(lián)達等軟件。面對這么多軟件，作為國內(nèi)有實力的百強設(shè)計企業(yè)來講，肯定首選AutoCAD，因為它的功能強大，特別是它的平臺軟件可以向任何專業(yè)軟件開放，從1982年問世以來已成為世界的龍頭老大，技術(shù)力量及經(jīng)濟實力是全球第一。國內(nèi)的軟件商與Autodesk公司相比懸殊

7、太大，但是它的價格昂貴，一般的中小設(shè)計企業(yè)難以接受。剛開始若干年內(nèi)，國外CAD軟件通過放任盜版等非常規(guī)手段取得了在中國的事實壟斷地位，大部分學(xué)生和設(shè)計人員都習(xí)慣使用盜版AutoCAD。但隨著中國入世，法律法規(guī)的進一步健全，尤其是2006年， 國家版權(quán)局開始推行軟件正版化，同時打擊中國市場中存在的軟件盜版現(xiàn)象，中國政府重拳出擊打擊盜版軟件。在這樣的環(huán)境下，許多設(shè)計企業(yè)開始選購正版軟件。如何選，怎么選，面對五花八門的軟件市場，對于中、小型設(shè)計單位來說，在考慮自己的經(jīng)濟承受能力的情況下，為了配合政府部門推廣使用正版軟件，支持民族產(chǎn)業(yè)而選擇了價格低廉的國產(chǎn)軟件。 22.1、使用國產(chǎn)軟件存在的問題 由于

8、國內(nèi)莫些軟件商CAD技術(shù)采取封閉開發(fā)，互不開放，各自獨立，結(jié)果導(dǎo)致個別方面擅長而綜合方面太弱，貌視使用功能齊全，但是穩(wěn)定性、安全性、兼容性太差。軟件之間相互不能融合，研發(fā)人員的綜合設(shè)計能力差，對各專業(yè)的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計流程理解不到位，造成了軟件的精細化深度不夠，往往給這些最早使用國產(chǎn)軟件的設(shè)計單位帶來了不可估量的經(jīng)濟損失，最先購買使用莫些國產(chǎn)軟件的的設(shè)計企業(yè)成了軟件商研發(fā)過程的試驗場所。由于軟件的不穩(wěn)定，使許多設(shè)計人員在使用過程中出現(xiàn)文件丟失，運行過程出現(xiàn)“死機”現(xiàn)象，出錯情況也是時有發(fā)生。由于軟件開發(fā)的局限性，使設(shè)計人員做很多重復(fù)性的工作，對圖形的編輯、修改帶來不便，特別是二維協(xié)同設(shè)計軟件問題

9、更多。由于專業(yè)之間相互融合性差，圖層設(shè)置不合理，建筑專業(yè)給下行專業(yè)傳遞條件圖的速率非常慢，嚴重影響了工作效率。尤其是結(jié)構(gòu)專業(yè)不參與協(xié)同工作，機電專業(yè)豎向系統(tǒng)圖不能協(xié)同，與實際的要求偏離太遠，事實上我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的是管道與梁、柱的碰撞，管道豎向之間的交叉和碰撞。電氣橋架和通風(fēng)管道的碰撞時有發(fā)生的，而我們目前的協(xié)同軟件還是做不到的，緊緊停留在建筑平面和機電專業(yè)平面位置上的比對、協(xié)同，所以二維協(xié)同軟件還是一種概念性炒做，只能是部分協(xié)同，而不是真正意義上的完整協(xié)同。使許多設(shè)計單位為提高圖紙質(zhì)量，投入大量的資金購買協(xié)同軟件，想解決設(shè)計中的缺、漏、碰撞問題，但事與愿違。反而由于軟件本身精細化深度的局限性問題

10、，給設(shè)計人員增加了不少工作量而影響了生產(chǎn)效率，事半功倍。所以設(shè)計單位在信息化的初期選擇什么樣的軟件。應(yīng)該慎重考慮。另外國內(nèi)的莫些平臺軟件不能全面開放，各自封閉相互不融合。給中、小設(shè)計企業(yè)帶來很多麻煩。尤其是很多專業(yè)軟件不能在國產(chǎn)的平臺軟件上使用，這給購買了國產(chǎn)莫些平臺軟件的設(shè)計企業(yè)在縱、深方面發(fā)展受到了很大的限制。影響了企業(yè)在信息化建設(shè)方面的質(zhì)量和速度，所以選擇一個全面開放的軟件平臺對企業(yè)今后信息化建設(shè)發(fā)展起決定性的因素。 22.2、軟件后期服務(wù)問題信息化建設(shè)中，平臺軟件和專業(yè)應(yīng)用軟件需要及時、全面的后期服務(wù)支持，由于軟件商面對市場競爭、資金壓力和企業(yè)生存的不確定性，目前軟件后期服務(wù)中，有的開

11、發(fā)企業(yè)不能把優(yōu)秀的人員派到設(shè)計企業(yè)，根據(jù)企業(yè)的特殊情況和流程進行針對性的定制，和完善軟件的不足，而派一些經(jīng)驗不足的人員，到企業(yè)服務(wù)，貌視服務(wù)，但解決不了軟件使用過程中存在的問題，往往流于形式，有的只要付完錢后，再遇到軟件問題甚至連人也請不來，給企業(yè)信息化建設(shè)投入帶來一定的風(fēng)險。 23、加強政府對軟件商的監(jiān)督、管理、協(xié)調(diào) 國家有關(guān)部門為了加速我國建筑行業(yè)的軟件的正版化的發(fā)展，扶持自主軟件，應(yīng)該通過行業(yè)協(xié)會將幾家技術(shù)和經(jīng)濟實力強的軟件企業(yè)整合起來，選拔出各行業(yè)優(yōu)秀的人才強強聯(lián)手，給予資金上的大力支助，進行深入地研發(fā)，首先制定統(tǒng)一的標準。打破企業(yè)之間的壁壘，資源共享，避免重復(fù)的開發(fā)、研制工作。按照我

12、國目前社會制度的管理體制和中國人的聰明才智，完全有能力在短期內(nèi)趕上和超過國外的CAD技術(shù)水平。這樣我們混亂的設(shè)計軟件市場，也會盡快走上價格合理、技術(shù)先進的軌道。同時要對那些技術(shù)含量低 、濫竽充數(shù)的專業(yè)軟件加大監(jiān)管力度，將那些服務(wù)跟不上的軟件商堅決取締。不讓那些低劣軟件給我們的設(shè)計人員帶來時間和精力上的浪費，使設(shè)計人員把精力全部放在作品創(chuàng)新和設(shè)計上。 24、領(lǐng)導(dǎo)的重視程度 因為信息化建設(shè)首先需要很大的投入，硬件的不斷增加、更新和維護，軟件的升級和換版，需要大量的資金。一般設(shè)計企業(yè)在信息化建設(shè)的合理投入應(yīng)該是年產(chǎn)值的2%，大型的企業(yè)應(yīng)該達到5%以上。在國外選擇一個設(shè)計企業(yè)能力大小，其中主要考察的指

13、標就是看該企業(yè)信息化建設(shè)方面的基礎(chǔ)設(shè)施包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、存儲備份及CAD的操作平臺及專業(yè)軟件的使用情況。如果企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)重視信息化的建設(shè)，那么企業(yè)的競爭力、生命力一定很強，經(jīng)濟效益和社會效益一定很高。 25、團隊建設(shè) 對于一個設(shè)計企業(yè)來說，信息化建設(shè)搞的好不好，除了軟件和硬件投入外，關(guān)鍵是有沒有培養(yǎng)了一支既懂業(yè)務(wù)又懂管理、有敬業(yè)精神的團隊。因為硬件需要熟悉IT的人員管理和維護，再好的專業(yè)軟件也不是萬能的，它需要一批熟悉本專業(yè)的人員結(jié)合自己單位的情況進行二次開發(fā)和定制?，F(xiàn)在國內(nèi)很多成功的企業(yè)都有自己的研發(fā)信息中心。建立一支由建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電氣、和IT專業(yè)人員組成的一支優(yōu)秀的團隊，長期為企業(yè)

14、進行二次開發(fā)是十分必要的，也是企業(yè)信息化發(fā)展走入良性循環(huán)的必然途徑。 26、信息化建設(shè)缺少規(guī)劃就我國目前多數(shù)中、小企業(yè)信息化建設(shè)情況看，普遍存在缺少整體規(guī)劃的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：軟件使用雜亂，偏重于個人喜好，導(dǎo)致系統(tǒng)兼容性差；各部門獨自建設(shè)各自的管理系統(tǒng)，信息孤島比較多；網(wǎng)絡(luò)和信息安全考慮較少，存在很大的安全區(qū)隱患。 27、加強設(shè)計人員的培訓(xùn)信息化技術(shù)日新月異，飛速發(fā)展，新的規(guī)范也在不斷變化和更新，軟件技術(shù)也在不斷升級，如果設(shè)計人員不及時進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)就會被淘汰。但是改變一個人的習(xí)慣是很難的事情，特別是老同志對新的事物接受起來比較慢，所以加強設(shè)計人員的培訓(xùn)，是推動信息化建設(shè)必不可少的一

15、項工作。采取分批、分部門、分層次、有計劃結(jié)合軟件的特點進行經(jīng)常培訓(xùn)，這樣才能使信息化建設(shè)工作全面推廣和應(yīng)用。 3、信息化建設(shè)及建筑CAD未來的發(fā)展趨勢 31、基礎(chǔ)設(shè)施的完善是CAD計算機技術(shù)發(fā)展的必然保證 企業(yè)信息化建設(shè)必然離不開計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)集成化和高度的融合，三網(wǎng)合一可以提升企業(yè)的高效、快捷的設(shè)計、管理水平，設(shè)計企業(yè)朝著綜合系統(tǒng)集成和信息安全技術(shù)方向發(fā)展。現(xiàn)在有很多大型設(shè)計企業(yè)面對3D技術(shù)的需求，在信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施方面，又開始進行第二次的更新和提升。因為BIM技術(shù)使用的軟件需要64位的計算機系統(tǒng)和16G的內(nèi)存，所以二維設(shè)計使用的32位系統(tǒng)已不能適用未來的發(fā)展的需求，運算

16、速率也有更高、更快的要求。所以又投入巨資建立起主干網(wǎng)到萬兆、桌面網(wǎng)為千兆的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為了安全采用內(nèi)、外網(wǎng)物理隔離，配備防火墻、雙機熱備，企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)儲存、備份、信息管理、維護、和升級，部署入侵檢測、流量監(jiān)控、加強上網(wǎng)行為管理等技術(shù)手段，為未來CAD計算機技術(shù)快速發(fā)展提供了相應(yīng)的基礎(chǔ)支撐和保證。 32、BIM技術(shù)是未來發(fā)展的必然趨勢 如果把計算機CAD技術(shù)發(fā)展近三十年劃分為三個階段，20世紀80年代主要解決了結(jié)構(gòu)計算為主的設(shè)計計算問題，20世紀90年代基本解決了計算機輔助繪圖的問題，21世紀基本解決了計算機和網(wǎng)絡(luò)輔助管理的問題，以二維協(xié)同設(shè)計為主的設(shè)計方式，減少了設(shè)計過程中部分錯、漏、碰、缺問題

17、。這三十年來計算機技術(shù)的發(fā)展是突飛猛進的，無論是計算機的硬件技術(shù)還是設(shè)計軟件都發(fā)生了翻天覆地的變化，為信息化建設(shè)從單一的局部集成化、標準化、系統(tǒng)化向高度集成化、應(yīng)用化發(fā)展提供了保證。在未來的五到十年，應(yīng)該說是進入了三維立體協(xié)同發(fā)展BIM技術(shù)的時代，美國從2007年開始應(yīng)用BIM技術(shù)的設(shè)計人員才17%，到2012年已有71%的設(shè)計人員掌握了該項技能。新加坡到2015年要求80%的工程竣工后必須提交BIM技術(shù)檔案，韓國提出的口號是2016年全面推行使用BIM技術(shù)進行工程設(shè)計。我國政府已于2011年印發(fā)了2011年-2015年我年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要，2012年初，住建部責(zé)成中國建筑標準設(shè)計研究院等

18、有關(guān)部門開始編制建筑工程設(shè)計信息模型交付標準、建筑工程設(shè)計信息模型分類和編碼標準、建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準、建筑工程信息模型存儲標準。這些標準的出臺，對推動我國勘察設(shè)計行業(yè)的BIM技術(shù)普及、發(fā)展具有重大的指導(dǎo)意義。上海市政府已出臺在城市的重點區(qū)域四層以上重要的公共建筑和超過100米的住宅建筑都要求采用三維方案報建審查，這樣使許多大型設(shè)計單位不得不成立BIM研究中心或BIM小組，應(yīng)用BIM 技術(shù)手段進行建筑方案創(chuàng)作已勢在必行?？梢哉fBIM技術(shù)是繼計算機輔助設(shè)計后出現(xiàn)的又一次技術(shù)大飛躍，它將改變設(shè)計師的思維方式，從平面思維進入了全方位的立體思維，為創(chuàng)新設(shè)計提供了有效的手段。從二維圖描述升級到三維圖更新直觀的藝術(shù)效果，可以更真實地展示設(shè)計成果，對項目科學(xué)決策有著非常重要的意義。從線條繪圖轉(zhuǎn)向構(gòu)件布置，從單純的幾何模型轉(zhuǎn)向信息模型的集成，從各專業(yè)單獨完成轉(zhuǎn)向個專業(yè)的協(xié)同完成，從離散的分步設(shè)計轉(zhuǎn)向基于同一模型的過程整體設(shè)計，從單一設(shè)計轉(zhuǎn)向建筑全生命周期支持和管理，只有通過三維設(shè)計才能做到各個專業(yè)之間的真正的協(xié)同，才真正解決了施工圖的錯、漏、碰、缺問題。 通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以使碰撞檢查、施工