導(dǎo)語：數(shù)字化思維的設(shè)計(jì)管理探索與實(shí)踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:數(shù)字化時(shí)代的當(dāng)下，賦予了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程建設(shè)領(lǐng)域一次重大機(jī)遇。在以建筑信息模型為代表的數(shù)字化理念與技術(shù)支撐下，設(shè)計(jì)創(chuàng)作、跨域協(xié)同、組織管控等方面都在朝著精細(xì)化、集成化、有序化的方向融合與重塑，全方位地呼應(yīng)和回饋數(shù)字化浪潮下市場(chǎng)的需求、客戶的訴求、項(xiàng)目的要求。本文以上海張江科學(xué)城未來公園（藝術(shù)館）項(xiàng)目為例，探索基于構(gòu)件要素的全過程設(shè)計(jì)與管理方法，力求在以品控為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)及其管理中實(shí)現(xiàn)融合創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞:BIM；全過程設(shè)計(jì)管理；數(shù)字化思維；精細(xì)化

設(shè)計(jì)近年，建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略方針層出不窮，發(fā)展態(tài)勢(shì)如火如荼。十四五規(guī)劃對(duì)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)要求迫切程度更是迫在眉睫，行業(yè)內(nèi)紛紛呼吁“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢(shì)下的新管理——基于大數(shù)據(jù)、人工智能、BIM、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的建筑行業(yè)新方向。數(shù)字化時(shí)代的當(dāng)下，賦予了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程建設(shè)領(lǐng)域一次重大機(jī)遇。在以建筑信息模型為代表的數(shù)字化理念與技術(shù)支撐下，設(shè)計(jì)創(chuàng)作、跨域協(xié)同、組織管控等方面都在朝著精細(xì)化、集成化、有序化的方向融合與重塑，信息化和工業(yè)化深度融合可能是建筑產(chǎn)業(yè)新升級(jí)的必然途徑。筆者所在的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，多年深耕于建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目中數(shù)字化技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用。本文以上海張江科學(xué)城未來公園（藝術(shù)館）項(xiàng)目為實(shí)踐案例，詳細(xì)闡述基于全過程設(shè)計(jì)管理主導(dǎo)下數(shù)字化技術(shù)的集成應(yīng)用，探索基于構(gòu)件要素的全過程設(shè)計(jì)與管理方法，力求在以品控為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)及其管理中實(shí)現(xiàn)融合創(chuàng)新。

1工程概況

基地位于上海市張江高新科技園區(qū)內(nèi)，羅山路以東，川楊河以南，外環(huán)線（環(huán)東二大道）以西，華夏中路以北。項(xiàng)目總建筑面積約為4.29hm2，總建筑面積約為5300m2，建筑高度為10.81m。項(xiàng)目東側(cè)緊鄰的張江人工智能島，是上海市唯一的“AI+”園區(qū)。其作為張江發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè)的重要空間載體，已集聚了IBM、英飛凌、微軟、AdaHealth等跨國(guó)企業(yè)巨頭。公園內(nèi)五個(gè)獨(dú)立的室內(nèi)場(chǎng)景建筑作為主體展覽空間，通過一個(gè)半室外的環(huán)廊串聯(lián)起來，圍繞出一個(gè)向心式的中心廣場(chǎng)，作為室外科技展場(chǎng)。原創(chuàng)建筑師的設(shè)計(jì)主旨是營(yíng)造出一種超出常人的浸入式體驗(yàn)效果。參觀者仿佛置身于科幻電影之中，開啟奇妙的未來之旅。[1]項(xiàng)目已于2019年10月順利竣工，現(xiàn)已對(duì)外開放（圖1）。

2挑戰(zhàn)：有限周期下的品控導(dǎo)向

本項(xiàng)目雖然規(guī)模不大，但是一直受到政府主管部門與社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，主管部門、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從不同的角度都對(duì)項(xiàng)目的品質(zhì)有著極高的要求。其中，從設(shè)計(jì)到竣工的整個(gè)建設(shè)周期僅有四個(gè)月。面對(duì)如此緊湊的建設(shè)周期，雖然考慮了裝配式、標(biāo)準(zhǔn)化平行施工等因素，但如何確保項(xiàng)目原創(chuàng)方案的高品質(zhì)完成，設(shè)計(jì)精細(xì)化表達(dá)、專業(yè)間集成有效、后續(xù)施工的可建造性成為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要全過程持續(xù)關(guān)注的重中之重。在項(xiàng)目組織策劃伊始，本著順應(yīng)工程、聚焦重點(diǎn)、確保落地的本源出發(fā)，基于構(gòu)件要素完成了全專業(yè)、全過程、全參與方精細(xì)化設(shè)計(jì)管理與進(jìn)度控制方略的組織策劃（圖2）。

3回歸：精細(xì)化設(shè)計(jì)主導(dǎo)下的數(shù)字化應(yīng)用

從技術(shù)層面看，無論是非線性設(shè)計(jì)的造型優(yōu)化與把控，還是原創(chuàng)方案還原度對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的追求，以建筑信息模型為載體的設(shè)計(jì)過程深入演進(jìn)本身就是凝聚各專業(yè)、各參與方的創(chuàng)作思維、設(shè)計(jì)智慧、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的精細(xì)化呈現(xiàn)。3.1非線性造型方案優(yōu)化?；诰邆淇梢暬瘍?yōu)勢(shì)的建筑信息模型，建筑師對(duì)幕墻外百葉設(shè)計(jì)方案從美觀性、可建造性、通風(fēng)效果等方面進(jìn)行多輪綜合比選，同時(shí)利用參數(shù)化、可視化編程技術(shù)，在對(duì)幕墻外百葉的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，智能分析造型的曲率與設(shè)備通風(fēng)的效率關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了基于BIM數(shù)字化信息為導(dǎo)向的幕墻方案最終決策（圖3）。占據(jù)場(chǎng)地視覺中心的“V”柱，在整個(gè)項(xiàng)目周期中一直是困擾各參與方的難點(diǎn)及重點(diǎn)。其正對(duì)公園入口的地理位置特殊性決定了它的重要性。除了主視覺的景觀效果，“V”柱是支撐通廊結(jié)構(gòu)受力的雙曲鋼構(gòu)件，加工的難度、造價(jià)和實(shí)現(xiàn)后的質(zhì)量控制難度都很大，尤其是雙曲造型導(dǎo)致超長(zhǎng)的加工周期。在緊張的設(shè)計(jì)施工周期里，建筑師、結(jié)構(gòu)工程師及鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位始終圍繞信息化模型開展“V”柱優(yōu)化工作，包括將雙曲鋼構(gòu)優(yōu)化至單曲形式，同時(shí)進(jìn)一步將非線性設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)譯為二維圖紙的表達(dá)形式，以盡量少的相切弧線將“V”柱的定位通過二維圖紙進(jìn)行描述，極大提升了可實(shí)現(xiàn)性（圖4）。整個(gè)過程確保和實(shí)現(xiàn)了對(duì)原創(chuàng)方案中造型、空間、細(xì)部的準(zhǔn)確還原，同時(shí)也是對(duì)時(shí)間周期、各方需求、效益平衡等各隱性關(guān)切因素的深入思考與決策的過程。3.2功能實(shí)現(xiàn)——嚴(yán)格把控的設(shè)計(jì)品質(zhì)。為了滿足展廳和功能用房嚴(yán)格的凈高控制要求，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)建筑層高控制、結(jié)構(gòu)布置形式、機(jī)電管線綜合進(jìn)行了反復(fù)設(shè)計(jì)優(yōu)化和方案比選。其中，水專業(yè)受工期時(shí)間因素的影響，采用預(yù)作用噴淋系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)下水管不可二次翻繞,對(duì)機(jī)電管線綜合也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。圖5和圖6綜合展廳橢圓館的三維模型剖切展示，清晰地展示了為滿足使用需求的功能實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)過程中的難點(diǎn)以及BIM控制的重點(diǎn)要素，如地下的管溝、半室外的機(jī)房夾層、大空間展廳的凈高控制等等。

4融合：集成化設(shè)計(jì)管理思維

在眾多因素的驅(qū)動(dòng)力下，本項(xiàng)目基于傳統(tǒng)的“四要素”設(shè)計(jì)管理模式，提出了精細(xì)化、集成化的設(shè)計(jì)管理思維。為了在較短的時(shí)間周期內(nèi)創(chuàng)造高品質(zhì)的空間，完成大量非線性造型優(yōu)化，同時(shí)控制成本及保證設(shè)計(jì)的落地還原度，全過程設(shè)計(jì)管理與數(shù)字化構(gòu)件要素相融合的復(fù)合管理思維，主要重點(diǎn)聚焦在“一致性管控”“多維度決策”“投入度前置”三大策略。三大策略間相互交融，復(fù)雜且影響深遠(yuǎn)，是該工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)落地的關(guān)鍵。4.1一致性管控。實(shí)際上，一致性管控的提出是從根本上解決、協(xié)調(diào)多專業(yè)、多要素之間的沖突矛盾問題。工程項(xiàng)目通常會(huì)被割裂出很多專項(xiàng)設(shè)計(jì)，但是專業(yè)之間有很多界面或要素是相互重合的，如豎井，主要是為機(jī)電管線服務(wù)的，但又同時(shí)出現(xiàn)在多個(gè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)的圖紙中。確保這些要素在所有專業(yè)里的一致性，將會(huì)在源頭上消除很多設(shè)計(jì)沖突問題，為順利施工掃平障礙。在本項(xiàng)目中，“基于模型構(gòu)件要素”的設(shè)計(jì)管理模式始終堅(jiān)持并貫徹“一個(gè)模型+先模型后圖紙”的方式來控制設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證建筑立面、剖面與自身平面、結(jié)構(gòu)、幕墻等多專業(yè)之間的協(xié)調(diào)性、一致性和可建造性。4.2多維度決策。在項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)過程中，管理者會(huì)面對(duì)很多不同專業(yè)者、不同利益方，他們的需求和角度各不相同。在這種多維度的因素下，數(shù)字化、可視化方式的介入利于平衡及協(xié)調(diào)管理各方，以減少內(nèi)部管控的被動(dòng)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)、暴露隱藏的問題，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目管理者，乃至業(yè)主去主動(dòng)決策。凈高管理是一個(gè)典型的多維度因素決策。一般，傳統(tǒng)凈高管理的做法是靠各個(gè)專業(yè)之間的圖紙疊加，比如建筑為空間提供邊界，結(jié)構(gòu)為空間提供梁高，水、暖、電等專業(yè)為空間提供管線路由和尺寸，它們往往通過相互的疊加和交叉，最后由室內(nèi)專業(yè)提出對(duì)凈高的要求。基于疊加后的圖紙，設(shè)計(jì)師和管理者可能需要花費(fèi)很多時(shí)間和精力去判斷凈高品質(zhì)等問題，這種狀態(tài)下是無法全面覆蓋的，往往會(huì)有很多隱藏的問題在施工后期被暴露出來，最終或者犧牲凈高，或者代價(jià)很大地做設(shè)計(jì)變更或施工調(diào)整。由于本項(xiàng)目在未來館室內(nèi)功能上的特殊展陳要求，展廳和功能用房有著嚴(yán)格的凈高控制要求，故在方案設(shè)計(jì)初期就開始著手于與凈高品控相關(guān)構(gòu)件要素的控制（圖9），通過數(shù)字化、可視化的手段，從多個(gè)維度——多個(gè)專業(yè)、多種協(xié)調(diào)方式、多方向解決方法，去協(xié)助設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理者進(jìn)行凈高品控。4.3投入度前置。筆者所在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在本項(xiàng)目初期預(yù)判篩選出需要在本項(xiàng)目中可能前置或并行的專項(xiàng)設(shè)計(jì)，如機(jī)電管線深化、鋼結(jié)構(gòu)深化及幕墻深化。而在實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用中，各項(xiàng)深化前置也確實(shí)縮短了設(shè)計(jì)周期，避免因施工現(xiàn)場(chǎng)返工所造成的不必要的資源浪費(fèi)和造價(jià)調(diào)整（圖10）。在本項(xiàng)目中，將機(jī)電深化前置到方案設(shè)計(jì)階段，反向指導(dǎo)和干預(yù)了建筑層高和結(jié)構(gòu)布置。施工圖后期，室內(nèi)的機(jī)電管線綜合深度幾乎已經(jīng)達(dá)到了施工深化的要求，對(duì)后期機(jī)電安裝有著重要的指導(dǎo)意義。除了將機(jī)電深化、鋼結(jié)構(gòu)深化前置到施工圖初期階段，本項(xiàng)目中采用模型與模型對(duì)接審核的方式，將鋼結(jié)構(gòu)深化與建筑、幕墻和機(jī)電多專業(yè)協(xié)調(diào)工作并行，進(jìn)一步壓縮了時(shí)間進(jìn)度。幕墻的方案優(yōu)化一直全過程地配合原創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的精細(xì)化推敲完善，優(yōu)化調(diào)整貫徹整個(gè)方案確立過程。也正因幕墻專業(yè)深化的前置，模型也實(shí)時(shí)地為精細(xì)化造價(jià)的管控提供支撐。

5重塑：基于構(gòu)件要素的設(shè)計(jì)品控管理

在本項(xiàng)目中，建筑師通過一系列巧妙的設(shè)計(jì)手法，如采用參數(shù)化生成的漸變熒光石點(diǎn)陣、無裝飾、無臺(tái)階、消失的參照物、隱藏的接縫、模糊的尺度、變換的光影，營(yíng)造出室內(nèi)外模糊的氛圍，以及失真的、科幻的、未來的場(chǎng)景。[1]而基于“數(shù)字化構(gòu)件要素”的設(shè)計(jì)管理，其實(shí)也在探究未來的設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)流程。從構(gòu)成建造實(shí)體與虛擬模型的最小單位、即建筑構(gòu)件這一要素出發(fā)，探索重構(gòu)生產(chǎn)組織模式與設(shè)計(jì)流程、研發(fā)新的設(shè)計(jì)品控平臺(tái)，最終形成可量化的設(shè)計(jì)管理指標(biāo)，進(jìn)而重塑企業(yè)與行業(yè)的精細(xì)化未來。5.1數(shù)字基礎(chǔ)——有效構(gòu)件要素。針對(duì)BIM構(gòu)件要素的概念，目前已經(jīng)出臺(tái)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》中，將建筑構(gòu)件按元素劃分為480多種。從技術(shù)層面上看，這是目前較為成熟的、最精細(xì)化的分類標(biāo)準(zhǔn)。[2]在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，基于筆者所在團(tuán)隊(duì)多年的設(shè)計(jì)管理經(jīng)驗(yàn)，尤其是通過BIM開展的設(shè)計(jì)管理項(xiàng)目總結(jié)，從項(xiàng)目管理的角度，對(duì)400多個(gè)元素構(gòu)件行二次梳理，初步提煉出幾十類有效的、具有普適工程意義的要素類別。從工程維度（時(shí)間、深度、應(yīng)用方向等方面）給它們賦予了一些具有設(shè)計(jì)管理者理解的意義，讓這些構(gòu)件要素成為項(xiàng)目管理者的著力點(diǎn)，從而協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作，提升設(shè)計(jì)品質(zhì)，順應(yīng)工程時(shí)序，加快項(xiàng)目進(jìn)度，嚴(yán)格控制成本，推動(dòng)業(yè)主決策實(shí)施。5.2橫縱聯(lián)合——重構(gòu)管理組織計(jì)劃?；谏衔闹刑峒暗囊恢滦园芽亍⑼度攵惹爸?、多維度的因素決策角度，對(duì)構(gòu)件要素之間的關(guān)聯(lián)性和原創(chuàng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理的內(nèi)在邏輯進(jìn)行匹配研究。在不影響設(shè)計(jì)流程的情況下，縱向聚焦設(shè)計(jì)階段BIM的各個(gè)應(yīng)用要點(diǎn)，橫向聯(lián)合所有專業(yè)的參與方，將核心關(guān)注問題與設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)緊密結(jié)合，隨著初步設(shè)計(jì)，施工圖完成度為30%，60%，90%，100%，每個(gè)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)控專題協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)問題，BIM構(gòu)件要素逐步跟隨圖紙迭代，嚴(yán)控構(gòu)件要素專題問題協(xié)調(diào)，確?，F(xiàn)場(chǎng)得到的圖紙正確而少返工，甚至無返工。5.3追溯機(jī)制——品控管理平臺(tái)。對(duì)可能出現(xiàn)反復(fù)性、衍生性的協(xié)調(diào)問題提出多條記錄的管理追溯辦法，明確了設(shè)計(jì)邊界和責(zé)任主體，問題記錄中可以清晰地看到該由哪個(gè)專業(yè)方落實(shí)、消化問題。通過狀態(tài)辨識(shí)問題是否依然存在，并逐條開展管理分類，將三類問題——未解決的問題，有解決方案還未落實(shí)圖紙的問題，閉環(huán)的問題，明確地呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理者。[2]管理者通過該追溯機(jī)制，可以直接落實(shí)到責(zé)任主體，使項(xiàng)目往更明晰的方向推進(jìn)。5.4設(shè)計(jì)品質(zhì)管理質(zhì)量指標(biāo)化。管理成果質(zhì)量的指標(biāo)化是項(xiàng)目管理科學(xué)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的難題。通過對(duì)要素之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究，這些指標(biāo)具備普適性、可復(fù)制性，完全可以覆蓋大多數(shù)的項(xiàng)目需求。在不同的設(shè)計(jì)階段，可通過基礎(chǔ)的質(zhì)量核查，以及多個(gè)維度、各個(gè)專題核查縱向聚焦在時(shí)間維度上。在本項(xiàng)目中，不同的階段對(duì)應(yīng)不同的專題核查（圖2）；橫向聯(lián)合各個(gè)專題參與方，也可分為幕墻專題、人防專題、總體—建筑—景觀專題等。一方面，嚴(yán)格把控設(shè)計(jì)成果，全面提高圖紙質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)品質(zhì)；另一方面，也能避免繁復(fù)設(shè)計(jì)的修改工作，引導(dǎo)設(shè)計(jì)師更加專注于設(shè)計(jì)本身。

6結(jié)語

數(shù)字化時(shí)代賦予了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程建設(shè)領(lǐng)域一次重大機(jī)遇，使設(shè)計(jì)師得以用新的思維與價(jià)值認(rèn)知對(duì)設(shè)計(jì)方法與流程組織等進(jìn)行回眸與再思考。同時(shí)，在數(shù)字化技術(shù)的支撐下，設(shè)計(jì)及其管理的內(nèi)在界面與思維界限都在朝著精細(xì)化、集成化、有序化的方向內(nèi)生、重塑，全方位地呼應(yīng)和回饋數(shù)字化浪潮下市場(chǎng)的需求、客戶的訴求、項(xiàng)目的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]譚春暉．點(diǎn)亮城市空間的未來設(shè)計(jì)[J]．華建技術(shù)，2020（5）：40-41．

[2]劉雯．基于BIM的精細(xì)化管理研究[J]．綠色建筑，2020（5）：80-84．

作者:劉雯 蘇駿 單位:華建集團(tuán)上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司數(shù)字中心