面向建筑工程设计的BIM产品构件分析及构件库管理系统建设

第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海·2013面向建筑工程设计的BIM产品构件分析及构件库管理系统建设冯延力（北京鸿业同行科技有限公司，北京100044）【摘要】目前大多数建筑设计院在使用Revit进行BIM模型的建立，在Revit族的建立和存储方面各有各的标准，且多以文件形式存放在本机或服务器的文件夹中，这种方式安全性不高、检索效率低，不利于项目的协同和标准化管理。本文通过对建筑设计院各专业对产品构件（Revit中称为族）的需求分析，探索了产品构件库管理系统的建设，以及产品构件库对出图、算量、维护等后续阶段的信息支持。【关键词】BIMBIM构件Revit族构件库管理系统1.前言当前，设计行业正在进行着第二次技术变革，基于BIM理念的三维化设计已经被越来越多的设计院、施工企业和业主所接受，BIM技术是解决建筑行业全生命周期管理，提高设计效率和设计质量的有效手段。住房和城乡建设部在《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》中明确提出在“十二五”期间将大力推广BIM技术等在建筑工程中的应用，国内外的BIM实践也证明，BIM能够有效解决行业上下游之间的数据共享与协作问题。目前国内流行的建筑行业BIM类软件如Revit、Archicad、PDMS等BIM软件均是以搭积木方式实现建模，是以构件（Revit称之为“族”、PDMS称之为“元件”）为基础。含有BIM信息的构件不但可以为工业化制造、计算选型、快速建模、算量计价等提供支撑，也为后期运营维护提供必不可少的信息数据。信息化是工程建设行业发展的必然趋势，设备数据库如果能有效的和BIM设计软件、物联网等融合，无论是工程建设行业运作效率的提高，还是对对设备厂商的设备推广，都会起到很大的促进作用。2.建筑工程设计中产品构件（族）的需求分析2.1建筑设计各阶段对构件族的需求目前中国建筑设计过程分大致分为以下几个阶段：可行性研究、概念设计、方案设计、初步设计、施工图设计、精装设计、专项设计等。可行性研究只有大型工程才有，概念设【作者简介】冯延力，1973年，男，北京鸿业同行科技有限公司BIM事业部副总经理，从事工程建设行业BIM设计软件研发管理工作。第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海·2013计和方案设计主要是建筑专业的工作，对标准产品构件的要求较少。初步设计阶段的主要工作是建模和简要计算，构件模型的精度取决于计算设计的要求。施工图阶段重点是设计实现，需要比较精细的构件模型，能够支持材料统计和专业计算，该阶段变更频繁，需要构件模型能够支持快速变更。精装设计和专项设计与真实产品对应，需要更加精细化的构件模型，基本接近真实产品。该阶段不属于常规设计范畴，建筑类设计院对产品设备构件的需求重点在初设及施工图阶段，因此我们的构件库建设重点考虑这两个阶段的需求，在管理软件功能设计时考虑对精装和专项设计的产品构件库管理的支持。我们通过对制图规范图集、制图标准、国内主流二维设计软件自带图库及部分设计院定制软件中设备厂家样本的分析，总结出了各专业常用构件的数量及规格，见表1。建设配置好这些常见构件，基本上可满足建筑设备BIM设计中80%左右的产品构件需求。表1各专业设计常用构件及规格数量专业内容构件（族）数量规格数量建筑门、窗、电梯等（家具种类较多，未包含）204592给排水水泵、水箱、消火栓、冷却塔、空气压缩机、卫生设备、喷头、膨胀罐、存水弯、水流指示器、地漏、给水设备附件、排水设备附件、常用管件、阀件等4262843暖通多联机、风机、风口、风机盘管、空气处理机组、冷水机组、散热器、风阀、锅炉、空调机、人防设施、集水器、各种阀门等7403600电气灯具、插座、开关、箱柜、消防、发电机、安防系统设备、广播、接线盒、动力箱、变压器等284926标记族设备及附件标记、管道标记、指示标记等193总计18472.2BIM设计中对产品设备构件的信息及制作要求产品设备构件的信息分为形体信息、尺寸参数信息、性能参数信息、定位连接信息等，形体信息主要指三维效果、二维图例表达、及附加的视觉识别信息（用以区分外形相似的构件）；尺寸参数信息主要指构件的几何尺寸及规格数据，性能参数指设备构件的材质及物理性能信息；定位连接信息指构件与其他构件的关系信息，如构件是否基于主体，构件与其他设备的连接关系等。构件的制作不是简单的建模，要考虑后续的出图及信息的使用，二维表达一定要符合国内制图规范的要求。2.3BIM设计对构件库管理系统的要求设计单位在BIM实施中会制作和引入大量的构件，这些构件经过加工处理，可形成能重复利用的构件资源。构件资源库的合理管理和有效利用，可大幅度提高BIM的设计效率和设计质量，同时，也降低了BIM的实施成本。建立构件库管理系统是合理管理和利用构件的有效手段，构件管理系统应基于协同化的数据平台，能和BIM设计软件高度集成，提供高效、方便的数据检索、下载及增删改功能。第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海·2013并能够设置必要的管理和使用权限，实现按角色进行授权。3.构件管理系统的建设3.1构建制作标准体系的建立建立构件制作标准体系和出入库审核制度，是构建管理系统有效运作的前提。构建制作标准体系至少应包括以下内容：构件的命名原则、属性信息、分类方法、内容深度、版本规则、审核流程等。图1鸿业族立得族库管理系统中族文件创建规范样例3.2构件库管理系统功能规划方案3.2.1构件库管理系统数据库规划为了便于对企业构件库进行标准化、统一化的管理，构件库管理系统基于网络数据库开发，企业的标准化构件存储在网络中心数据库中，利用数据库实现构建图元信息和参数信息的存储。构件数据库分为中心库、项目库、本地库。中心库和项目库部署在服务器端，中心库是核心资源库，存放所有经过审核的构件图元及参数信息。项目库按项目对构件进行管理，提供特定项目用到构件的索引信息，便于项目构件的统一使用和快速检索部署。本地库随BIM设计软件部署在客户端，方便用户离线使用。第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海·2013图2鸿业族立得族库管理系统构件存储关系图3.2.2构件库管理系统功能规划构件库管理系统按功能组织划分为以下几个模块，构件管理、权限管理、版本管理、项目库管理、查询布置、数据库管理、报表统计、批量升级、web接口。构件管理模块可以对不同专业的构件文件进行分类管理，该模块提供类别设置，规格设置，构件入库、构件编辑、构件删除、构件归档、构件查询等功能。构件入库有审核流程的，需要增加构件入库审批功能。图3鸿业族立得族库管理系统族库管理界面第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海·2013权限管理模块对构件库的管理和使用权限进行设置，提供部门、人员、职务属性定义，以及角色的管理和权限设置，内置系统管理员，可设置人员或角色能够访问的构件类别、以及对构件的查看、编辑、删除、归档等权限。版本管理功能提供构件文件的多版本管理，使用人员修改构建文件后，通过审核提交到构件库，构件版本号自动升级，用户可查询构件时，可查询到构件的历史版本，在新版本更新有问题的时候，可将正确的历史版本置位最新版。项目库管理可进行项目的设置，根据项目的情况选择项目用到的构件，建立构件与项目的关联。查询布置模块包含两部分功能，查询功能可按构件类别、构件名称、构件规格信息、构件入库日期等条件快速检索构件，提供构件的二维、三维预览以及规格数据的查看；构件布置功能和设计软件高度集成，提供适合专业设计习惯的布置，如沿线布置、矩形布置、居中布置、辅助线交叉点布置等快捷布置功能。布置功能按专业和类别进行划分，提高设计人员的建模效率。图4鸿业族立得族库管理系统中的专业布置界面数据库管理模块提供服务器的设置、数据库备份、数据库恢复等功能。报表统计可对构件库中的构件进行统计，可统计各专业构件的数量、构件规格的数量、构件的下载使用情况，项目中构件的复用率等。批量升级功能，主要是为平台升级考虑，在BIM设计平台软件升级时，可自动建立支持新平台的构件数据库，批量将构建库中的构建文件升级到支持新的平台。第四届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海·2013Web接口，提供Web方式的接入，可通过网页方式进行构建库的查询管理。3.3构件库管理系统的扩展应用设想中的构件库可以跨平台使用，并且可以为设计的后续流程提供所需要的信息。对于不同的设计平台软件来说，标准构件的规格性能数据是一样的，不同的只是形体的表现形式和文件格式不同，Revit中用族表示、AutoCAD中用图块表示、PDMS用元件表示。这样只要在构件库中为不同的平台存储其相应的形体文件，就可以快速建立其跨平台库。如果平台提供API支持，也可以通过中间文件进行批量转换。有了构件库管理系统的基础数据，在工程设计中可以直接利用这些数据进行工程算量，可以直接把构件的加工信息传递到构件加工厂进行构件的实体定制，设备构件库还可以提供设备厂家数据接口，及时获取最新的设备信息。图5支持多平台的构建数据库系统4.结语BIM设计时代已经到来，工程建设工业化是大势所趋，构件是建立BIM模型和实现工业化建造的基础，BIM设计效率的提高取决于BIM构件库的完备水平，对这一重要知识资产的规范化管理和使用，是提高设计院设计效率，保障交付成果的规范性与完整性的重要方法。因此，高效的构件库管理系统是企业BIM化设计的必备利器。参考文献[1]《民用建筑信息模型(BIM)设计基础标准》[2]《鸿业族立得Revit族制作标准与制作流程》构件数据库Revit平台插件HYBIMAutoCAD平台插件……平台插件HYMEPHYLoad产品管理…internet