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摘要：在工程項目前期，各方面因素不明確的情況下，設(shè)計人員通過既有數(shù)字化設(shè)計軟件，相對準(zhǔn)確地提取工程量數(shù)據(jù)信息，以利于投資者的決策，并為后續(xù)階段的順利進(jìn)行提供相對準(zhǔn)確的依據(jù)。文章分析了現(xiàn)階段數(shù)字化設(shè)計的利弊，以及實(shí)踐中工程量統(tǒng)計中遇到的問題，研究一種便于工程量統(tǒng)計的較為高效的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化設(shè)計；模型；工程量統(tǒng)計

工程項目在“項目建議書”“可行性研究”以及“初步設(shè)計”階段，需要進(jìn)行投資估算和概算。項目報批時，審查單位對各項費(fèi)用的嚴(yán)格審查，對該項目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價，也是項目前期的一項重要內(nèi)容。從專業(yè)技術(shù)角度來說，與投資估算（或概算）直接相關(guān)的即為工程量的統(tǒng)計。工程量所涉及的費(fèi)用問題往往直接影響工程項目的經(jīng)濟(jì)與社會效益和投資者的決策。本文主要從數(shù)字化設(shè)計以及專業(yè)涉及的工程量出發(fā)，說明項目前期數(shù)字化設(shè)計的利弊以及其對工程量的統(tǒng)計帶來的影響。

1.數(shù)字化設(shè)計過程的優(yōu)勢與局限性

理想狀態(tài)下，數(shù)字化設(shè)計的過程，即數(shù)字化三維“正向”設(shè)計過程，與傳統(tǒng)二維設(shè)計的邏輯不盡相同。對于“正向設(shè)計”的定義，業(yè)界現(xiàn)仍無一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，終極目標(biāo)為：數(shù)字化設(shè)計、施工及運(yùn)維管理的統(tǒng)一，貫穿于項目的全壽命周期。但受目前的技術(shù)、生產(chǎn)力水平等方面的限制，施工方仍需要借助二維圖紙開展施工，故在設(shè)計階段，數(shù)字化設(shè)計的三維模型仍需要轉(zhuǎn)換為二維圖紙，以便下游階段的工作順利進(jìn)行。

1.1數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用的優(yōu)勢

在設(shè)計前期，雖然仍依賴二維平面的推敲過程，但數(shù)字化三維設(shè)計存在傳統(tǒng)二維設(shè)計無可比擬的優(yōu)勢。主要有以下幾點(diǎn)：（1）數(shù)字化設(shè)計模型更為直觀。在項目前期，通過數(shù)字化模型的創(chuàng)建，有利于項目各參與方（建設(shè)、設(shè)計、施工及運(yùn)維方等）對最終成果的直觀了解。（2）碰撞檢查與校驗。各專業(yè)可根據(jù)已有模型，校核檢驗其他專業(yè)方案對本專業(yè)的影響，及時做出調(diào)整與修改，避免專業(yè)間相互碰撞等問題的產(chǎn)生。（3）協(xié)同平臺的使用為設(shè)計專業(yè)間配合提供便利。對項目可能存在的問題進(jìn)行預(yù)判。（4）數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計結(jié)果更準(zhǔn)確。在數(shù)字化三維設(shè)計過程中，模型中的構(gòu)件、設(shè)備的屬性信息按照實(shí)際需求錄入。以此為基礎(chǔ)生成的數(shù)字化模型，在進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理的過程中，借助計算機(jī)應(yīng)用軟件，在統(tǒng)計規(guī)則與口徑明確的情況下，處理結(jié)果更為準(zhǔn)確。

1.2數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用的局限性

1.2.1設(shè)計過程中人的因素

數(shù)字化三維設(shè)計軟件比傳統(tǒng)的二維設(shè)計軟件更加新穎，設(shè)計人員需要花費(fèi)時間精力對其進(jìn)行學(xué)習(xí)與掌握。

1.2.2軟件自身的因素

數(shù)字化設(shè)計軟件自身仍處于發(fā)展的前期階段，各方面均存在不成熟的情況，用戶需求和產(chǎn)品開發(fā)人員之間的溝通存在時空差異。軟件公司出于其自身利益的考慮，產(chǎn)品更新較設(shè)計需求滯后。

1.2.3三維模型庫建立的不完善

這是影響數(shù)字化設(shè)計軟件應(yīng)用推廣的一個重要因素。模型庫的不完善主要有以下兩方面原因：①二維圖形軟件使用的圖形庫經(jīng)過長期積累，較為完善。而三維設(shè)計軟件的模型庫仍在積累，并且不同的三維軟件根據(jù)使用者的不同，模型庫也存在差異，且不同軟件之間的模型庫鮮能通用。某些軟件受各種因素的影響甚至沒有模型庫。②二維軟件的模型即便偶爾缺失，創(chuàng)建過程也較為簡單快速。但對于三維模型而言，由于其在空間上多一個維度，在建模過程中，針對模型構(gòu)件、設(shè)備的轉(zhuǎn)角、收頭等地方的細(xì)部處理便成為難點(diǎn)。構(gòu)件、設(shè)備等模型在創(chuàng)建過程中程序較為繁雜，效率不高。

1.2.4模型精度的確定

項目前期策劃設(shè)定的數(shù)字化模型應(yīng)用的最終目標(biāo)，直接影響模型的精度。在二維設(shè)計的制圖過程中，對于圖面上涉及的節(jié)點(diǎn)詳圖等內(nèi)容，可以直接參照或引用國標(biāo)圖集。施工單位、廠家等也具有較成熟的經(jīng)驗，此種情況下，各方的配合較為默契，生產(chǎn)效率較高，從而縮短建設(shè)周期。而若要嚴(yán)格按照正向出圖的要求，達(dá)到“所見即所得”的狀態(tài)，則在模型上體現(xiàn)的內(nèi)容應(yīng)更為詳細(xì)，這無可避免地增加了設(shè)計工作的周期，在人員、時間上的投入更多。

1.2.5三維模型的修改不便利

常規(guī)的二維圖形在修改時是針對線及其屬性的修改，而三維設(shè)計軟件則需要進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)與信息修改，較耗時。并且由于設(shè)計者不同，選擇對模型進(jìn)行修改還是重建，也是一個現(xiàn)實(shí)存在的問題。

1.2.6不同數(shù)字化設(shè)計軟件間存在接口問題

以建筑設(shè)計軟件為例，目前國際通用的格式為“*.ifc”，雖然各數(shù)字化設(shè)計軟件均能導(dǎo)出生成該格式的文件，但由于不同軟件賦予模型體塊的屬性信息，在語言算法上存在差異，故在導(dǎo)出、導(dǎo)入的轉(zhuǎn)化過程中存在模型及其屬性丟失或無法編輯等問題。

1.2.7模型輕量化不同的設(shè)計軟件間存在差異

由于這一問題的存在，故在進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計過程中，對電腦配置等硬件的要求較高，這也是限制其發(fā)展的一個因素。

2.數(shù)字化設(shè)計過程中工程量的提取與存在的問題

項目前期，對于費(fèi)用的計算，各專業(yè)提供給設(shè)計人員的數(shù)據(jù)主要包括設(shè)備材料清冊與材料工程量，由于涉及的設(shè)備與材料種類多，故在依賴二維圖紙進(jìn)行人工核算時，即便設(shè)計人員已有相關(guān)的工程經(jīng)驗，但在實(shí)際操作過程中仍存在誤差或錯誤，耗時、費(fèi)力。重要的是這些數(shù)據(jù)可能與實(shí)際情況存在偏差，影響投資者的決策。

2.1數(shù)字化設(shè)計過程中工程量的提取

由于數(shù)字化設(shè)計的基礎(chǔ)是模型，凡是在模型中創(chuàng)建的體塊，無論其顯示為實(shí)體還是虛空（例如孔洞等），屬性信息均能被提取。目前市面上的三維設(shè)計軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對既有模型信息的統(tǒng)計，并可過濾生成相關(guān)數(shù)據(jù)報表得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率。

2.2工程量提取過程中存在的問題及原因

2.2.1模型精度規(guī)則的制定

模型是統(tǒng)計的基礎(chǔ)，數(shù)字模型的精細(xì)度影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果。不同設(shè)計階段所需模型的深度不同，故在項目前期以數(shù)字化設(shè)計為依據(jù)的工程量統(tǒng)計、加權(quán)系數(shù)與規(guī)則地制定尤為重要。但如此操作確是與該工程量統(tǒng)計方式邏輯相矛盾的行為。確定項目前期階段的模型精度，制定規(guī)則尤為重要。對于軟件自動生成數(shù)據(jù)報表的過程，看似方便，可實(shí)現(xiàn)自動化，但該“自動化”過程離不開建模過程中對模型體塊、構(gòu)件、設(shè)備等屬性信息繁冗詳盡的輸入過程。

2.2.2軟件二次開發(fā)與人為干預(yù)

既有數(shù)字化設(shè)計軟件目前仍不能完全滿足設(shè)計人員的實(shí)際需求，需要進(jìn)行二次開發(fā)，或?qū)ζ渖傻臄?shù)據(jù)報表進(jìn)行人為干預(yù)，才能形成較為完善的工程量數(shù)據(jù)信息。

2.2.3軟件間的接口處理

由于不同軟件功能的側(cè)重點(diǎn)不同，故專業(yè)間針對數(shù)字化軟件的選擇也存在差異。因此，各軟件在相互轉(zhuǎn)換的接口方面是否順暢，各軟件公司是否愿意幫助實(shí)現(xiàn)該項功能，也是影響數(shù)字化設(shè)計工程量統(tǒng)計能否順利進(jìn)行的重要因素。

2.2.4投入與產(chǎn)出的效益

這是決定設(shè)計人員是否選擇數(shù)字化設(shè)計與工程量統(tǒng)計的決定性因素。數(shù)字化設(shè)計目前仍處于前期發(fā)展階段，目前采用數(shù)字化設(shè)計的團(tuán)隊，投入的人力、物力、財力較大，但收效甚微，這在一定程度上打擊了設(shè)計人員的積極性。雖然使用數(shù)字化設(shè)計在工程量統(tǒng)計中具有優(yōu)勢，但綜合考量后難以推廣。

3.結(jié)語

綜上所述，若要在設(shè)計過程中采用數(shù)字化的設(shè)計方式，則在項目前期就應(yīng)對其應(yīng)用范圍與深度進(jìn)行統(tǒng)籌策劃，不可將其狹隘的理解為對三維模型進(jìn)行剖切生成二維圖紙的過程。但受限于目前的客觀條件，施工單位仍不能脫離二維圖紙進(jìn)行施工。雖然在個別先鋒實(shí)驗項目中存在三維打印，但從宏觀方面考量，目前條件仍不成熟。鑒于此，本文選取了數(shù)字化正向設(shè)計過程中可以“為我所用”的一個點(diǎn)，進(jìn)行摸索與探討，是為實(shí)現(xiàn)項目全壽命周期數(shù)字化設(shè)計進(jìn)行的一次嘗試。借助數(shù)字化設(shè)計軟件，二維輔助三維，為工程量的統(tǒng)計提供了一種方法，肯定其作用，同時也提出相關(guān)問題，希望上述問題能逐步得到改善，有利于工程項目的良性運(yùn)作。

作者：薛巖 單位：中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計院有限公司