Sketchup二次开发-一种实用的BIM解决方案

Sketchup二次开发——一种实用的BIM解决方案崔波，陆景贤，张新庄(1东北制药设计有限公司沈阳110027；2沈阳铁路机械学校）摘要：本文阐述了建筑信息模型的优势与发展情况，指出了其发展过程中的瓶颈，进而分析了将Sketchup二次开发作为一种简单实用的BIM解决方案的可行性，并介绍了在这方面进行的初步探索。关键词：BIM，建筑信息模型，Sketchup一、BIM的优势与发展BIM是BuidingInformationModel的缩写，简单的说就是建筑信息模型所谓建筑信息模型，是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，这里的信息的不仅指几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如元件的物理性质，造价、建造工期等。实际上，BIM就是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟建筑，一个建筑信息模型提供了一个完整的建筑信息库[1]。在过去的20年中，CAD（ComputerAidedDesign）技术的普及推广使建筑师、工程师们从手工绘图走向电子绘图，可以说是工程设计领域第一次革命。CAD技术的发展和应用使传统的设计方法和生产模式发生了深刻变化。现在，BIM为工程设计领域带来了第二次革命，从二维图纸到三维设计和建造的革命，同时，对于整个建筑行业来说，建筑信息模型（BIM）也是一次真正的信息革命，目前已经逐渐汇集成了一股潮流，席卷世界的同时，也影响了中国。BIM建筑信息模型作为一个重要项目，已经列入我国科技部“十一五”期间国家科技攻关计划。BIM使建筑师们抛弃了传统的二维图纸，不再苦于如何用传统的二维施工图来表达一个空间的三维复杂形态，从而极大地拓展了建筑师对建筑形态探索的可实施性。BIM让建筑设计从二维走向了三维，并走向了数字化建造，这是建筑设计方法的一次重大转型。复杂的工程，可以用BIM立体模型直观的表达出来，甚至可以使用这个模型通过计算机直接加工，实现无纸化建造。基于BIM的三维模型不同于通常效果图的所谓三维模型，而是包含了材料信息、工艺设备信息、进度及成本信息等，是一个完整的建筑信息集合。BIM使建筑、结构、给排水、空调、电气等各个专业基于同一个模型进行工作，从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。这可以使各个专业的设计师能及时了解准确的信息，迅速找到存在问题的地方，及时调整设计，从而极大地避免了施工中的浪费。[2]BIM是由欧特克公司率先提出的，但是刚开始发展的不是很快，虽然出现了诸如AutodeskRevit,BenteyArchitecture,GraphisoftArchiCAD和DigitaProject这些解决方案，但是大家还是选择使用2维的AutoCAD,原因是多方面的，但BIM没有因此退出历史舞台。最近随着计算机技术的不断成熟，BIM领域变得越来越热闹，美国已经率先完成了国家BIM标准，其它国家也在争相效仿，香港一直是亚洲的潮流风向标，在对待BIM上也不例外，这几年，香港使用BIM建设的项目大大小小已经超过100多个了，BIM确实业主带来了巨大的利益—更少的变更，更低的成本，更短的工期，更全面的维护信息。虽然现在越来越多的人对BIM产生了浓厚的兴趣，但对于BIM来讲，要引领一个时代，需要走的路还很长，对于大多数人来讲，一个主要的障碍是BIM的解决方案过于昂贵，很难普及。BIM的核心内涵之一就是方便的共享与协作[3]，业主、设计院和设备厂商都是关键的参与者，缺一不可，但是对于动辄上百万的软件使用费用，和大量的人员培训成本，使得目前的BIM解决方案只能为少数大企业服务。软件厂商虽然在努力的完善各自的元件库，但是没有大量的使用者的参与，使得BIM的价值大打折扣，因此，寻找一种廉价的BIM解决方案势在必行。二、Sketchup应用于BIM上的优势Sketchup的出现，更准确的说是GoogleSketchup的到来，让向往BIM的人们看到了希望。Sketchup最早的开发公司是@LastSoftware，正式版的定价为500美元，对于大部分用户，尤其是个人来讲，还是比较昂贵的，Google公司于2006将其收购后，便将其大部分功能免费化了，这使用Sketchup的用户群迅速地发展起来，目前已经被大量的技术人员所熟悉和使用。Sketchup的最初定位是一个设计师的建模工具，它在用户界面这方面做的堪称完美，最值得一提的是它的简单的操作方法，使用者不需要学习种类繁多、功能复杂的指令集，因为SketchUp使用了一套精简而强健的工具集和一套智慧[推定]导引系统。如此便大大简化了3D绘图的过程使得大多数使用者可以迅速地掌握使用方法，而将更多的精力专注于设计的本身[4]。Sketchup并不是专门为BIM打造的，但是它的动态组件可以方便地实现将各种参数信息附加到模型上，甚至可以带有简单的交互功能，这正是BIM软件所必备的核心功能-------信息化的模型！Google公司利用其强大的搜索平台，建立了庞大的元件模型库，形成了一个很庞大的分享平台。每个人都可以将自己的模型分享出来，也可以很方便的引用别人分享的模型。对于设备制造厂商，通过这个平台可以方便地，以一种全新的带有各种参数信息的三维模型的方式，把自己的产品展示给大家，对于设计者和业主，可以通过个平台更好的了解产品的各种特性，方便的在设计中和管理上进行引用。这为以各方合作为核心的BIM系统打下良好的基础。还有最重要的一点就是Sketchup的强大的可扩展性，Sketchup支持Ruby语言，内建有完善的API支持，通过RUBY编写的插件可以实现几乎所有的Sketchup操作[5]，借助于RUBY语言强大的功能，插件可以实现包括数库操作在内的所有复杂操作，目前各种功能的插件已有上千种之多，这为Sketchup向BIM的二次开发奠定了良好的基础。Google公司目前还没有意向将Sketchup打造成为一个专门的BIM工具，作为用户，我们也希望Sketchup不要变成第二个AutodeskRevit。二次开发将是一个更为灵活更为廉价的解决方案，关于这方面的进展在国外发展的非常迅速。三、国内外将Sketchup应用于BIM上的尝试国外的已经有很多的Sketchup插件商业化了，这其中不但包括专门应用于3D领域的建筑建模的100bit插件和化工配管的3skeng插件，还包括应用于4D领域（三维模型+进度）的应用，如visualplan,它能使人们直观地看到不同时期的建筑进行情况，相信在不久的将来，还会有5D领域（三维模型+进度+成本）的应用出现。国内目前进展还比较慢，只有一个建筑建模插件SUAPP还值得一提，但是与国外相比还有很大差距。总体来说，这个领域目前还处在群雄并起的时代，充满着机会与挑战，国外虽然发展的更快，但是汉化是一个大问题，国内的BIM工具最好还是由我们自主开发出来，这样在语言、使用习惯甚至价格上都会更具优势。目前，有一些BIM软件厂商急于在中国推行自己的软件标准，以实现自己的垄断地位，这对于BIM行业的发展是不利的，Sketchup二次开发的解决方案也有利于打碰行业垄断，推动行业发展。四、Sketchup化工配管系统—对于Sketchup应用于BIM的初期探索。虽然已经国外已经有类似的产品（3skeng），但是这个产品还远没有完善，达不到BIM的要求，目前其主要功能还是集中在建模上，准确的说，还只是一个建模工具，另外，国外的产品也很难支持中国的国内标准，因此，开发一个符合国人要求的化工配管BIM系统是一种很有必要的也是很有意义的尝试。作为一个配管的BIM系统，我们应该具备以下功能。1.方便的三维建造功能。我们可以方便地应用软件绘制出各种形式的管道和管件。目前，我们已经实现了通过简单的鼠标单击，拖拉等操作就能迅速地制作出各种管道和管件，操作界面如下图。2.方便的元件引用和标准引用功能。大量的元件不可能由一个人完成，因此必须可以方便地引用别人建的模型，虽然Sketchup可以方便引用外部元件，或自定义元件，但是这些元件的标准化则还有很长的路要走，一些标准的管件应按照相应的国家标准（如化工部标准，或国标等）形成标准的元件库，这将是配管软件走向专业化关键的一步，目前我们正着手进行标准元件建库的工作。3.实用的属性编辑和增加属性集的功能。每个元件都有许多附加的信息，有一些信息是标准的和必须的，如外形尺寸，管径，耐压等级，防腐等级，材质等等，还有一些是用户根据需要自行添加的，如生产厂家，价格等等，作为BIM一个必要功能，属性的编辑和添加是必须的，而且对于国内用户，属性应该是支持中文的。目前，Sketchup虽然已经有属性编辑器插件，但是对于属性的整理还很不规范，一些中文属性名不被支持，因此还需要大量的改进工作。4.能够实现多专业协同工作。多专业协同工作，将是BIM的一个闪光点，但是Sketchup并不具备相关功能，这可能意味着大量的工作，初步想法是采用C/S框架，通过ruby与javascript的协同工作，共享数据库来实现。5.丰富的属性报告功能。Sketchup已经具备属性报告的基本功能，但是功能还很弱，不能适应专业化要求，必须能够形成专业化的报表，这个可以通过ruby插件来实现。6.灵活的与第三方软件的接口。BIM系统不可能由一家厂商全部完成，如果想要发展，必须使所有人都能够分享里面的数据，这样，才能形成更加强大的功能，比如，有的人可能希望得到元件重量的数据，然后制作一个可以进行管架设计的插件，而有的人则希望得到价格信息，进行成本方面的统计，这些功能如果能够很好的融和到一起，那么将是一个强大的BIM系统。五、结论：经过以上的分析，我们认为采用Sketchup二次开发来支持BIM系统，将是一个符合目前BIM发展的选择，有利于促使BIM从贵族走向平民化，有效地提升建筑中设计、施工和维护的水平。参考文献[1]刘照球，李云贵，吕西林.基于BIM建筑结构设计模型集成框架应用开发[J]，同济大学学报：自然科学版，2010，7：948-953[2]李恒，郭红领，黄霆等.BIM在建设项目中应用模式研究[J]，工程管理学报，2010，5：525~529[3]陈宇军，刘玉龙.BIM协同设计的现状及未来[J]，中国建设信息，2010，4:26-29[4][5]MatthewScarpino，AutomaticSketchUp[M],2010[作者简介]崔波，男，1976年出生，硕士，工程师，东北制药设计有限公司技术人员。主要从事化工及制药行业工艺设计。Email:[e-mail]