兩個(gè)星期前幾個(gè)朋友聚會(huì ),一個(gè)老同事現在是南方某省建設廳主管勘察設計的一把手,過(guò)去我們在一個(gè)設計公司一起工作多年。我*佩服他的是說(shuō)話(huà)一針見(jiàn)血的能力,不像我蘿莉啰嗦,一個(gè)小事恨不得掰開(kāi)了揉碎了和人說(shuō)。他是*一級注冊建筑師和規劃師,對建筑設計有切身的體會(huì )。
談起建筑BIM設計,他頗有雄心的說(shuō):"BIM設計推行這多年了,但在XX省應用并不理想,很多都是翻模,我計劃在省內的幾個(gè)大工程中要求實(shí)行BIM正向設計,進(jìn)而推廣到所有的建筑設計"。
我說(shuō):"你的想法很好,前一段時(shí)間我在寫(xiě)結構工程師如何畫(huà)圖的系列文章,系列的*后一篇專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了我對建筑設計BIM的觀(guān)點(diǎn),明天我發(fā)你參考吧"。
他問(wèn)我:"你還在搞設計,有發(fā)言權,那你是什么觀(guān)點(diǎn)呀"?
我說(shuō):"你也曾做建筑設計這多年,知道建筑設計是怎么回事。智能化在別的行業(yè)發(fā)展的非常迅猛,但建筑設計BIM為什么在設計行業(yè)雷聲大雨點(diǎn)小呢?我想過(guò)這個(gè)問(wèn)題,我認為*根本的問(wèn)題是:因為建筑設計本質(zhì)是模糊的判斷,而所謂的BIM設計是需要準確化精細化的,這是一個(gè)根本的矛盾",
"嗯,有道理"!他說(shuō)。
有兩個(gè)現在在建設部設計院做專(zhuān)業(yè)室主任的說(shuō):"支持設計院BIM設計的大都是甲方和*,但設計院真正應用起來(lái)亂的像一鍋粥,效率太低了,大家都很抵制"。座中也有不少不同意見(jiàn)的,進(jìn)而聊起了未來(lái)的智能化發(fā)展,什么行業(yè)先被人工智能淘汰等。
我說(shuō):"*先淘汰的應該是以經(jīng)驗為主的需要*判斷、操作或容易標準化的行業(yè),比如醫生。醫生過(guò)去憑的是經(jīng)驗,現在憑的檢查報告和經(jīng)驗?？梢栽O想一下,未來(lái)一臺機器檢查人體的數據,機器根據海量的數據,也就是憑借著(zhù)把全世界所有醫生的案例經(jīng)驗積累起來(lái)的數據庫判斷病人的病癥,比一個(gè)醫生憑借他的幾十年積累在大腦里的數據庫(經(jīng)驗)先進(jìn)多了,其它行業(yè)可以依次類(lèi)推"。
"還比如教師,李永樂(lè )老師講課可以采用信息傳輸到偏遠山區的課堂,代替普通老師的講課,當然教師的面對面的交流也很重要,信息化很難代替,但至少可以代替百分之六十以上的標準授課的部分。"
"還有圍棋,我們說(shuō)圍棋的變化幾乎是天文數字,人類(lèi)的大腦只能算清楚有限定式的變化,大部分的變化無(wú)法算清比如武宮正樹(shù)的宇宙流的大勢觀(guān),只能采用模糊的判斷,但圍棋所謂的模糊判斷本質(zhì)還是數據,所以當人工智能的算力達到這個(gè)所謂的人類(lèi)模糊判斷的時(shí)候,人類(lèi)的棋手在阿爾法元面前將不堪一起"。
"不過(guò)幸運的是建筑設計的模糊判斷復雜程度是遠遠超過(guò)圍棋的"。
"建筑師的一個(gè)飄逸的線(xiàn)條可能來(lái)源于連他也說(shuō)不清楚的復雜的思維,同樣建筑、結構、水暖電五個(gè)專(zhuān)業(yè)共同完成一個(gè)看似確定性的技術(shù)設計產(chǎn)品,其實(shí)是復雜的技術(shù)博弈、模糊判斷、設計師的性格、溝通技巧、甲方的喜好、個(gè)人資歷經(jīng)歷等復雜的只能說(shuō)模糊的因素決定的,這個(gè)暫時(shí)不是人工智能企及的,至少在我們這輩人可以預測的年代內,人工智能無(wú)法完全代替人腦,所以即使未來(lái)某*建筑設計可以被人工智能代替,也將會(huì )是*后被代替的行業(yè),這是建筑設計從業(yè)者的幸運啊"。
"但不幸的是,建筑設計中某些部分會(huì )越來(lái)越多的被人工只能代替,但又不能完全被代替,只能人與人工智能合作完成,比如結構設計的計算模型和結構師的操作,建筑方案的三維虛擬的實(shí)現和建筑師構思方案的思維等,這必然要求人的速度要適應機器的速度,但人的速度怎會(huì )趕得上機器的速度呢,人只能越來(lái)越累,直到一個(gè)悲催的結局。
"人們應該思考如何這個(gè)破這個(gè)如海浪一樣不斷涌動(dòng)的局,而不是僅僅試圖在這個(gè)大浪里提高自己的游泳水平,再高的游泳水平,也終將被大浪淹沒(méi)。"
"人工智能的發(fā)展對人來(lái)的未來(lái)是幸還是不幸呢?真的不好判斷,大家可以看下赫拉利的《未來(lái)簡(jiǎn)史》,說(shuō)到這個(gè)問(wèn)題,他的觀(guān)點(diǎn)是悲觀(guān)的"。
"真的到哪*連建筑師也被人工只能替代了,不知道人類(lèi)存在的意義在哪里呢?是不是很悲催呢"。"我們不過(guò)一芥草民設計師,無(wú)需想那么多,也管不了那么多,酒喝好才是正事啊"。
一個(gè)頗好研究*古典哲學(xué)的朋友幽幽的說(shuō):"子曰:士不可不弘毅。他老人家的"明知不可為而為之"又做何解呢?"......。
二*近看到了朋友圈的一篇文章,題目是《路在何方-王曉軍:基于傳統手工繪圖思維搞信息化終將失敗》,作者是廣聯(lián)達科技股份有限公司鴻業(yè)科技的董事長(cháng)。
作為設計一線(xiàn)的設計師,我不認同他的觀(guān)點(diǎn),原因是他們沒(méi)有深入設計行業(yè),不了解建筑設計行業(yè)的本質(zhì)。
我真的希望設計院大咔院士們比如崔凱等來(lái)談?wù)劷ㄖO計BIM的看法,但大咔們卻集體緘默。大力推動(dòng)的是軟件平臺提供商、*官員、開(kāi)放商,讓人覺(jué)的建筑設計行業(yè)真是一群不可救藥的老古董,怒氣不爭哀其不幸啊。
事實(shí)是這樣的嗎?
我想起了一個(gè)故事。曹操和屬下下圍棋,曹操自認為下了一步治孤的妙手,旁邊的很多謀士夸贊不已,只有一個(gè)圍棋高士笑而不言。曹操說(shuō),這手棋肯定不好啊,有謀士問(wèn):怎么不好了。曹操說(shuō),你看那誰(shuí)誰(shuí)沒(méi)說(shuō)話(huà)呀。謀士說(shuō)他也沒(méi)說(shuō)這手棋不好啊。曹操說(shuō)道,我真的下了好棋,他難道會(huì )不說(shuō)好嗎?他不說(shuō)好就是不好啊。
曹操是明白人。在當今人工智能浩浩湯湯發(fā)展的年代,誰(shuí)不想搭上這列快速的列車(chē)呢?但那些院士設計大咔們集體緘默不正說(shuō)明了問(wèn)題嗎。
大咔們都是明白人,但不說(shuō),還是讓我這人微言輕的一芥草民設計師學(xué)習孔圣人的明知不可為而為之的精神來(lái)說(shuō)吧。
三我很早寫(xiě)過(guò)一個(gè)系列文章,是關(guān)于結構工程師如何畫(huà)圖的,即傳統的二維CAD的制圖,*后一篇提到了BIM應用及未來(lái)的觀(guān)點(diǎn)。今天看到了王曉軍的文章,覺(jué)的有必要就這個(gè)話(huà)題從設計本質(zhì)的角度與BIM應用的關(guān)系上重新探討一下。上文第(一)節中其實(shí)已經(jīng)說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題,下面在從我個(gè)人具體BIM的應用實(shí)踐上說(shuō)下自己的觀(guān)點(diǎn)。
人工智能自動(dòng)設計并成圖嗎?這是我一直思考的問(wèn)題,未來(lái)的設計走向哪里?BIM、計算機自動(dòng)出圖*終走向完全人工智能?為什么隨著(zhù)設計技術(shù)的先進(jìn)比如結構軟件、BIM三維設計、三維空間虛擬技術(shù)、動(dòng)畫(huà)制作等,而設計師反而越來(lái)越疲憊?
BIM到底是什么樣的技術(shù),為什么大張旗鼓的發(fā)展這多年了,據我所知運用成熟的設計院*很少,某地方建設局要求BIM設計送審為什么遭到一線(xiàn)設計院的強烈反對。
先講幾個(gè)和BIM有關(guān)的故事
1、我曾經(jīng)談到一個(gè)奧運項目我們做詳圖的故事,做的非常艱苦還差一點(diǎn)發(fā)生重大的構件尺寸錯誤,后來(lái)為學(xué)習*先進(jìn)的詳圖設計方法,專(zhuān)門(mén)請了北京比較專(zhuān)業(yè)的大型鋼構詳圖的人來(lái)講課。他給我講了一個(gè)復雜鋼塔架建模并拆詳圖的案例,采用一種專(zhuān)門(mén)軟件Xsteel把設計人的圖紙完全變成的空間模型,模型的構建過(guò)程是繁瑣和痛苦的,很多節點(diǎn)實(shí)際上設計存在很大的問(wèn)題,設計人未必能發(fā)現,需要做模型的人和設計協(xié)商解決,只要這個(gè)空間模型完整無(wú)誤的構建完成,每個(gè)桿件的詳圖圖紙計算機就自動(dòng)出圖了,幾乎沒(méi)有差錯,比用CAD那樣的圖紙對來(lái)對去的效率高多了。
2、我后來(lái)還做過(guò)一個(gè)高層鋼結構的深化設計及詳圖,因設計的問(wèn)題太多,很多節點(diǎn)無(wú)法實(shí)施,但設計人很難溝通,只好放棄,據說(shuō)后來(lái)業(yè)主只好另外委托重做了一遍鋼結構設計,所以這里面的難點(diǎn)不是設計深化或拆詳圖,還是設計本身。
3、幾年前我對現代木結構設計進(jìn)行了系統的研究,我感興趣的是現代木結構可以把建筑的線(xiàn)條美、結構的力量美和室內的木質(zhì)溫馨的感受結合在一起。我們建筑所和北京一家大型現代木結構企業(yè)合作研發(fā)設計制作木結構建筑。他們說(shuō)引進(jìn)了一款德國進(jìn)口的木結構設計加工軟件,可以做木構件詳圖自動(dòng)出圖和計算。我很興奮,因為我知道能把計算和*后的加工詳圖結合起來(lái),非常的困難。但我也有懷疑,即使軟件可以進(jìn)行力學(xué)分析,那一個(gè)國外的計算軟件如何結合我國不斷更新的規范呢?如果是單純的力學(xué)分析軟件比如ANSIS,那把力學(xué)分析和制圖功能結合在一起又有什么意義呢?
我參加了這個(gè)國外軟件技術(shù)人員的培訓班,發(fā)現果然就是個(gè)純粹的建模軟件,并無(wú)計算功能,不過(guò)是和鋼結構Xsteel性質(zhì)類(lèi)似的木結構詳圖軟件。軟件很高級,連我們傳統木結構的榫卯都做的非常精致,更別說(shuō)現代木結構的鋼連接件了。
4、一次和我院工業(yè)所的化工設計師聊天。我說(shuō)起建筑所計劃引進(jìn)BIM正向設計,但聽(tīng)說(shuō)實(shí)際工程應用起來(lái)好像很麻煩反而影響工作效率。他說(shuō)其實(shí)很簡(jiǎn)單,工藝管道PDsoft軟件早就用了多少年了,復雜的空間管道的防碰撞就是靠它解決的,沒(méi)什么難的。但是我深知建筑設計從方案到施工階段的情況比單純的工藝管道的空間布置要情況復雜的多,我不是指技術(shù)上有多大難度,是說(shuō)建筑設計本質(zhì)上是一個(gè)綜合模糊判斷問(wèn)題,不僅僅是一個(gè)技術(shù)和手段的問(wèn)題。
5、一次到工地技術(shù)交底,一個(gè)農民模樣的師傅打開(kāi)筆記本電腦給我看一個(gè)他把結構圖紙建立的三維的結構立體模型,說(shuō)結構的圖紙上的尺寸對不起來(lái)。我非常吃驚,問(wèn)他誰(shuí)做的,他說(shuō)現在他們都是這樣三維建模,以便方便做模板和計算工作量,我暗暗吃驚工地師傅都可以應用BIM了嗎?
6、現在很多甲方都在逐漸要求設計院進(jìn)行BIM設計。我們建筑所七八年前打算計劃引進(jìn)BIM設計,請建研院BIM軟件推廣中心的給我們介紹BIM應用,就是原來(lái)的二維CAD制圖變成三維的設計,而且可以各專(zhuān)業(yè)共享模型信息。有很多二維設計沒(méi)有的強大功能比如專(zhuān)業(yè)碰撞,暴露矛盾、或自動(dòng)出圖等,還演示了建筑模型與結構模型互相轉化的功能。
但正是這個(gè)強大的功能讓我產(chǎn)生了疑問(wèn)。我從事設計幾十年,尤其近幾年的設計,其實(shí)每天就在打仗、排雷、滅火、三陪、和甲方打太極、設計內部爭吵中度過(guò)來(lái)的,解決這些問(wèn)題的辦法主要是負責人、設計師對眾多矛盾的解決,當然這需要豐富扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識,但一多半的是綜合各種非技術(shù)因素的復雜的模糊綜合判斷。而如此先進(jìn)高大上的東西如何在一堆非技術(shù)問(wèn)題的模糊的綜合判斷面前發(fā)揮用武之地呢?
這個(gè)困惑讓我對是否引進(jìn)BIM猶豫了,我咨詢(xún)了過(guò)去一個(gè)同事現在北京某大院工作的朋友,他們室設計人員200多人,完成過(guò)很多北京的超大型的項目。我問(wèn)他們應用BIM的情況,他說(shuō)我們基本不用,但有幾個(gè)項目是在甲方的要求下進(jìn)行BIM反向設計。另外一個(gè)過(guò)去的同事說(shuō)他們公司有正向的設計,但主要是建筑、設備專(zhuān)業(yè),結構專(zhuān)業(yè)沒(méi)聽(tīng)說(shuō),還說(shuō)他們領(lǐng)導為了討好甲方主動(dòng)采用BIM,真實(shí)沒(méi)事找事。
什么是BIM正向、反向設計?
反向就是設計按傳統方法完成后,用BIM翻成全專(zhuān)業(yè)模型。那這樣還叫設計嗎?這不是我前面舉的那幾個(gè)例子嗎?和鋼結構詳圖軟件、木結構模型軟件、工地模板師傅的三維模型制作又有什么區別呢?只是專(zhuān)業(yè)匯總在一起了,但實(shí)質(zhì)還是翻模。
正向設計?我朋友說(shuō)他們領(lǐng)導為了推BIM和討好甲方主動(dòng)要求采用BIM設計,效率超低,有毛病。
7、為此我咨詢(xún)了一個(gè)在建研院的朋友,她說(shuō)現在BIM只是一個(gè)未來(lái)的方向,無(wú)論從軟件、標準、設計的現實(shí)情況,都離真正應用有好多年的距離。但她也認為未來(lái)一定會(huì )普及,但多少年后就不知道了。她還說(shuō)這個(gè)是個(gè)系統工程,需要*的支持,先發(fā)展的設計院一定當炮灰,只能*的科研院所和有實(shí)力的大院在前面披荊斬棘,你們這些中小院就算了。于是我徹底打消了上BIM的念頭
這話(huà)是七八年前的事了,我當時(shí)讓她預測一下再過(guò)多少年可以普及BIM,她說(shuō)至少五年吧?，F在過(guò)去這多年了,似乎并沒(méi)有什么進(jìn)展。
8:上月結構注冊師培訓,我參加了BIM推廣的課程。軟件開(kāi)發(fā)公司也有很多的困惑,十多年的開(kāi)發(fā)研究他們也有了很多的感悟。
軟件開(kāi)發(fā)各有自己的領(lǐng)地,以預算起家的和以結構計算起家的公司不用擔心誰(shuí)被誰(shuí)擠垮,這反過(guò)來(lái)是不是也說(shuō)明了那種企圖把不同類(lèi)型的信息融入一個(gè)模型的努力是非常困難的呢?
BIM軟件人員總是企圖把PKPM或YJK的結構模型和建筑的空間模型進(jìn)行轉換,但多年的努力總有巨大的障礙,以至于感嘆結構專(zhuān)業(yè)阻礙了BIM的發(fā)展,似乎是因為結構工程師的保守和不思進(jìn)取造成的。
真的是這樣嗎?
9、市場(chǎng)對BIM是很推崇的,*也大力促使和引導BIM,所以催生了很多不得已的所謂的反向BIM翻模業(yè)務(wù)。
關(guān)于BIM的思考
我蘿莉啰嗦的列了這多流水帳,其實(shí)想用實(shí)例來(lái)說(shuō)明什么是BIM,而不是空洞的觀(guān)點(diǎn)。
BIM(Buildinginformation model)也就是建筑信息化三維模型。
我們人類(lèi)總有很宏大的目標,我國建筑工程領(lǐng)域的宏大愿景就是總想把更多的信息放在一個(gè)模型里,尤其是開(kāi)發(fā)商和*某些主管*,恨不得點(diǎn)一下模型構件,里面的鋼筋下料清單也能出來(lái)。
當然如果真的能在設計過(guò)程中直接利用三維模型技術(shù),操作這些信息(比如建筑的墻體、設備的管道、結構的柱梁板甚至構件里面的鋼筋布置)進(jìn)行組裝成建筑,形成真實(shí)的完全的信息模型,業(yè)主使用起來(lái)和保存當然是好了,但實(shí)際情況是什么樣的呢?
建筑設計或工程設計的本質(zhì)是什么呢?建筑設計不是像兒童的搭積木,而B(niǎo)IM的正向設計恰恰就像搭積木。
建筑設計從策劃開(kāi)始,到方案設計、初步設計、施工圖設計,其實(shí)是設計師綜合各種情況的模糊判斷;非技術(shù)的、技術(shù)的、從粗到細、從宏觀(guān)到微觀(guān)、抓大放小到逐漸深入完成的一個(gè)結果,*終的結果雖然看起來(lái)是一個(gè)確定的結果,但過(guò)程卻是復雜變化的過(guò)程,結果也是一個(gè)有各種可能的結果。
進(jìn)行模糊判斷的的設計過(guò)程就是在Deadline下的建筑師一版又一版的草圖、PPT方案、效果圖、建筑的初期的無(wú)數版本的平立剖(包含眾多矛盾)、結構的計算模型的反復調整和建筑師的爭論、設備工程師的搶地盤(pán)及大家反復的調整修改。而在這個(gè)限時(shí)完成的復雜過(guò)程中要想完成一個(gè)好的設計*有效的手段,是設計師的豐富的經(jīng)驗和對復雜事物的正確的模糊判斷及團隊的有效的溝通合作(與甲方的溝通尤其重要)及團隊人員的差不多相當的高水平。
而B(niǎo)IM要求每一個(gè)環(huán)節的輸入信息都是準確的,這些信息不管大小、主次、宏觀(guān)微觀(guān)統統不能遺漏,否則設計就會(huì )出現矛盾,難以進(jìn)行下去。那么,看一看上述的設計的過(guò)程,那個(gè)環(huán)節適合應用BIM 進(jìn)行呢?
人為什么可以模糊判斷,這可能是機器智能暫時(shí)無(wú)法超越人的智能的一個(gè)少有的優(yōu)勢之一。我們設計師應該感到慶幸,至少在未來(lái)的幾十年還暫時(shí)不用失業(yè)。
即使我們拋開(kāi)上述設計需要的錯綜復雜模糊判斷的過(guò)程,假設一個(gè)設計是按部就班、思路明確的正常設計。那不同的專(zhuān)業(yè)是否在BIM應用上也有不同的特點(diǎn)呢?
建筑的構成實(shí)際是構件的空間形狀尺寸(廣延)和材質(zhì),設備管道(比如用三維BIM軟件PDsoft設計的工藝管道)也是空間尺寸和材質(zhì),但結構的構件的空間尺寸卻不僅僅是和其它專(zhuān)業(yè)一樣的空間占有,在結構師的眼里那是一個(gè)一個(gè)的受力構件(PKPM 和YJK結構模型),雖然在非專(zhuān)業(yè)的眼里,混凝土剪力墻和砌塊墻在空間上沒(méi)什么不同。
我們進(jìn)行力學(xué)模型建構的時(shí)候必然是經(jīng)過(guò)人的大腦的模糊判斷,這種模糊判斷后的力學(xué)簡(jiǎn)化模型和實(shí)際的空間尺寸模型是不一樣的。
軟件工程師們或推銷(xiāo)BIM平臺系統的人總有一種企圖讓力學(xué)空間模型和建筑模型的骨架(建筑實(shí)際空間模型)做一個(gè)無(wú)縫的轉換。但沒(méi)有經(jīng)過(guò)結構師簡(jiǎn)化的空間骨架模型一定是個(gè)不好的力學(xué)模型,而好的力學(xué)空間模型從建筑空間骨架模型角度來(lái)看一定是個(gè)殘缺不全的空間模型,比如少了構造柱、掛板、混凝土裝飾構件等。如果用這種殘缺不全的模型再去完善成完整的骨架模型,那這種轉換的意義又在哪里呢?軟件工程師企圖快捷的把建筑的空間模型計算機直接轉化為結構空間力學(xué)模型(很多結構師也居然有這種希望,以期待避免建模的繁瑣過(guò)程,其實(shí)建模的過(guò)程恰恰就是設計本身),殊不知能夠轉化的模型無(wú)論在建筑上還是在結構上都是不好的模型。
我們總想一勞永逸,但是設計本身永遠是個(gè)過(guò)程,不像其它的工業(yè)技術(shù)產(chǎn)品當努力完成了研制,剩下的就是生產(chǎn)線(xiàn)的標準化生產(chǎn)了。
我覺(jué)的我們應該專(zhuān)注于建筑專(zhuān)業(yè)信息模型Building special information model,像文中所講的專(zhuān)門(mén)引進(jìn)的木結構加工構件模型,尤其是施工階段的BIM模型,有針對的解決某些問(wèn)題的BIM模型,像前文中說(shuō)的鋼結構詳圖、木結構詳圖、甚至是給工人師傅用的專(zhuān)用模型,而不是試圖做綜合融合各種信息的BIM 模型
設計是個(gè)模糊判斷的過(guò)程,從項目的整個(gè)周期來(lái)看包括施工在內,項目策劃、設計到施工竣工完成到維護的階段,模糊判斷占的比例并不相同,比如建筑方案就大部分需要模糊判斷,而施工就基本不存在模糊判斷。那個(gè)階段的模糊判斷成分越多,那個(gè)階段就越不適合BIM應用,相反模糊判斷的成分越少就越適合BIM應用。
把BIM用在該用的地方,大力發(fā)展專(zhuān)業(yè)應用BIM,不強制使用BIM 設計(不排除個(gè)別項目適合BIM設計)這是我的觀(guān)點(diǎn)。
因為市場(chǎng)化和甲方或某些*的需求,單獨付費把已經(jīng)完成的設計翻模成BIM綜合信息模型,是很好的方法,但并不是所有的建筑都需要如此。
認為這種綜合的BIM模型在設計過(guò)程中就可以自然完成,甚至還能提高設計效率和設計質(zhì)量,是錯誤的想法,只會(huì )把設計引向一個(gè)更深的泥沼。
人類(lèi)總喜歡探究表象后面的本質(zhì),但可悲的是現代人過(guò)于忙碌以及技術(shù)的發(fā)達,已經(jīng)不能靜下心來(lái)去探求表象后面的本質(zhì)了。
建筑設計本質(zhì)是一個(gè)宏觀(guān)問(wèn)題,宏觀(guān)決定微觀(guān),宏觀(guān)方向有問(wèn)題,微觀(guān)的努力一定是無(wú)用功,無(wú)用功不可怕,可怕的是給*決策*一個(gè)錯誤的引導!
