BIM与相关技术方法(十一) - BIM和VDC

2017-10-29 14:44:34 whchedu 1

如果有机会跟美国的大型业主、设计事务所和承包商打交道的话,经常会碰到这些机构内部负责信息化应用的一个新部门 - VDC部门。VDC是近年来又一个在工程建设行业流行的名词,其英文全称为Vitual Design and Construction,中文叫做虚拟设计和施工。 

斯坦福的CIFE(Center for Integrated Facility Engineering)是VDC的主要研究机构,他们给VDC的定义如下: 

Virtual Design and Construction (VDC) is the use of integrated multi-disciplinary performance models of design-construction projects, including the Product (i.e., facilities), Work Processes and Organization of the design - construction - operation team in order to support explicit and public business objectives. 

这个定义不管用哪种语言写对大家理解什么是VDC意义都不大,有兴趣系统理解VDC的同行可以访问斯坦福CIFE的网站,这里试图通过以下几个角度来简单谈谈BIM和VDC的关系。 

一、VDC的三个子项 

VDC选取了建设项目的三个核心子项来建立VDC项目模型: 

  • Product 产品:也就是项目要建设的设施,如房子、工厂等;

  • Organization 组织:开发、设计、施工、运营上述产品的一组人,至少要包括业主、主设计,主施工和用户四个方面;

  • Process 流程:组织遵守用来制造上述产品的活动和程序。  

   因此,VDC项目模型又叫做POP模型,而且三者之间是互相集成的,如果有人改变了其中一个子项,集成模型可以改变相应关联的其他子项。 

   其基本原理可以描述为:组织按照流程来制造产品,其约束条件就是用更好的质量、更短的工期、更低的造价实现产品功能,而这个目标只有在动态管理协调优化三者关系的基础上才能实现。道理很简单,例如,不管什么原因一旦产品有了变化,相应的组织和流程必须做相应调整才能保证继续实现最好的项目管理综合目标,其他子项的变化也如此。 

   传统的项目实施方法,上述三者之间都是单独进行管理的,这是导致长期以来工程项目总体运作效率低下的主要原因之一。 

二、VDC子项的三个要素 

   对VDC每个子项中的内容都采用function(功能) - form(形式) - behavior(表现)三个要素进行表达和分析: 

  • Function 功能:项目实施过程和成果必须去满足的业主或其他利益相关方的要求。例如:一个100个座位的礼堂,一个必须包括注册结构师的组织,一个包括若干校审里程碑的设计流程等;

  • Form 形式:为满足上述功能所进行的选择和决策。例如,一个特定的空间选择,一个设计、施工和施工计划之间的合同关系选择等;

  • Behavior 表现:产品、组织和流程根据上述选择预测和实际观察到的性能表现。例如预测到的梁的挠度,承包商完成一个任务的实际工时,关键路径法计算的预计施工周期等。 

三、VDC的三个应用层次 

   VDC的应用层次又称为VDC的成熟度,代表VDC应用的深度和广度: 

  • Visualization 可视化:这是VDC应用的第一个层次,根据前面介绍的子项和要素方法建立起3D的产品模型,承担设计施工运营管理的组织模型,以及参与方实施项目所遵守的流程模型,项目参与方在这个模型上协同工作,根据计划表现和实际表现的比较对模型进行调整,这种保持各模型之间的一致性可能是由人工来实现的;

  • Integration 一体化:这是VDC应用的第二个层次,这个阶段产品、组织、流程模型和分析计算软件之间的数据交换由软件来完成;

  • Automation 自动化:到了VDC应用的第三个层次以后,很多设计、施工任务可以由系统自动完成,传统的“设计-施工”或“设计-招标-施工”方法将逐步转变为“设计-预制-安装”方法,现场施工时间大大缩短。CIFE的目标是到2015年实现大部分项目从破土动工到交付使用的时间控制在6个月之内。

 四:VDC的三屏互动环境 

   项目的实施过程就是上述产品、组织、流程的互动、跟踪和改进过程,因此有效的VDC互动环境应该包括三个屏幕,一个屏幕显示产品,一个屏幕显示组织,一个屏幕显示流程,如下面斯坦福CIFE的iROOM照片所示: 

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五、BIM(建筑信息模型)和VDC 

   研究和现实情况都充分表明,在项目实施过程中,一个员工向另外一个员工(或者一个参与方向另外一个参与方,不管是同一企业内部还是不同企业之间)寻求信息或决策所需要的“等待时间”或“反应时间”是影响项目总体目标的关键因素之一,导致被咨询的员工没有及时反应的原因包括缺乏时间、知识、信息、授权或主动性等,其中缺乏该项目的知识和信息是最主要的技术因素。 

   显而易见,3D模型比2D图纸容易理解,4D模拟比甘特图容易理解,提供直观的产品模型、组织模型和流程模型供项目参与方迅速准确理解和决策是VDC有效实施的有力保障。 

   BIM模型表达的是产品的组成部分以及它们的各种特性等,因此,从这个意义上我们可以把BIM和VDC的关系描述如下: 

  • BIM是VDC的一个子集

  • 3D BIM模型相当于VDC的产品模型

  • BIM 4D应用相当于VDC的产品模型+流程模型