关于建筑BIM设计未来的思考
王君
一
两个星期前几个朋友聚会，一个老同事现在是南方某省建设厅主管勘察设计的一把手，过去我们在一个设计公司一起工作多年。我最佩服他的是说话一针见血的能力，不像我萝莉啰嗦，一个小事恨不得掰开了揉碎了和人说。他是国家一级注册建筑师和规划师，对建筑设计有切身的体会。
谈起建筑BIM设计，他颇有雄心的说：“BIM设计推行这多年了，但在XX省应用并不理想，很多都是翻模，我计划在省内的几个大工程中要求实行BIM正向设计，进而推广到所有的建筑设计”。
我说：“你的想法很好，前一段时间我在写结构工程师如何画图的系列文章，系列的最后一篇专门写了我对建筑设计BIM的观点，明天我发你参考吧”。
他问我：“你还在搞设计，有发言权，那你是什么观点呀”？
我说：“你也曾做建筑设计这多年，知道建筑设计是怎么回事。智能化在别的行业发展的非常迅猛，但建筑设计BIM为什么在设计行业雷声大雨点小呢？我想过这个问题，我认为最根本的问题是：因为建筑设计本质是模糊的判断，而所谓的BIM设计是需要准确化精细化的，这是一个根本的矛盾”，
“嗯，有道理”！他说。
有两个现在在建设部设计院做专业室主任的说：“支持设计院BIM设计的大都是甲方和政府，但设计院真正应用起来乱的像一锅粥，效率太低了，大家都很抵制”。座中也有不少不同意见的，进而聊起了未来的智能化发展，什么行业先被人工智能淘汰等。
我说：“最先淘汰的应该是以经验为主的需要精确判断、操作或容易标准化的行业，比如医生。医生过去凭的是经验，现在凭的检查报告和经验。可以设想一下，未来一台机器检查人体的数据，机器根据海量的数据，也就是凭借着把全世界所有医生的案例经验积累起来的数据库判断病人的病症，比一个医生凭借他的几十年积累在大脑里的数据库（经验）先进多了，其它行业可以依次类推”。
“还比如教师，李永乐老师讲课可以采用信息传输到偏远山区的课堂，代替普通老师的讲课，当然教师的面对面的交流也很重要，信息化很难代替，但至少可以代替百分之六十以上的标准授课的部分。”
“还有围棋，我们说围棋的变化几乎是天文数字，人类的大脑只能算清楚有限定式的变化，大部分的变化无法算清比如武宫正树的宇宙流的大势观，只能采用模糊的判断，但围棋所谓的模糊判断本质还是数据，所以当人工智能的算力达到这个所谓的人类模糊判断的时候，人类的棋手在阿尔法元面前将不堪一起”。
“不过幸运的是建筑设计的模糊判断复杂程度是远远超过围棋的”。
“建筑师的一个飘逸的线条可能来源于连他也说不清楚的复杂的思维，同样建筑、结构、水暖电五个专业共同完成一个看似确定性的技术设计产品，其实是复杂的技术博弈、模糊判断、设计师的性格、沟通技巧、甲方的喜好、个人资历经历等复杂的只能说模糊的因素决定的，这个暂时不是人工智能企及的，至少在我们这辈人可以预测的年代内，人工智能无法完全代替人脑，所以即使未来某一天建筑设计可以被人工智能代替，也将会是最后被代替的行业，这是建筑设计从业者的幸运啊”。
“但不幸的是，建筑设计中某些部分会越来越多的被人工只能代替，但又不能完全被代替，只能人与人工智能合作完成，比如结构设计的计算模型和结构师的操作，建筑方案的三维虚拟的实现和建筑师构思方案的思维等，这必然要求人的速度要适应机器的速度，但人的速度怎会赶得上机器的速度呢，人只能越来越累，直到一个悲催的结局。
“人们应该思考如何这个破这个如海浪一样不断涌动的局，而不是仅仅试图在这个大浪里提高自己的游泳水平，再高的游泳水平，也终将被大浪淹没。”
“人工智能的发展对人来的未来是幸还是不幸呢？真的不好判断，大家可以看下赫拉利的《未来简史》，说到这个问题，他的观点是悲观的”。
“真的到哪一天连建筑师也被人工只能替代了，不知道人类存在的意义在哪里呢？是不是很悲催呢”。
“我们不过一芥草民设计师，无需想那么多，也管不了那么多，酒喝好才是正事啊”。
一个颇好研究中国古典哲学的朋友幽幽的说：“子曰：士不可不弘毅。他老人家的“明知不可为而为之”又做何解呢？”
......。
二
最近看到了朋友圈的一篇文章，题目是《路在何方-王晓军：基于传统手工绘图思维搞信息化终将失败》，作者是广联达科技股份有限公司鸿业科技的董事长。
作为设计一线的设计师，我不认同他的观点，原因是他们没有深入设计行业，不了解建筑设计行业的本质。
我真的希望设计院大咔院士们比如崔凯等来谈谈建筑设计BIM的看法，但大咔们却集体缄默。大力推动的是软件平台提供商、政府官员、开放商，让人觉的建筑设计行业真是一群不可救药的老古董，怒气不争哀其不幸啊。
事实是这样的吗？
我想起了一个故事。曹操和属下下围棋，曹操自认为下了一步治孤的妙手，旁边的很多谋士夸赞不已，只有一个围棋高士笑而不言。曹操说，这手棋肯定不好啊，有谋士问：怎么不好了。曹操说，你看那谁谁没说话呀。谋士说他也没说这手棋不好啊。曹操说道，我真的下了好棋，他难道会不说好吗？他不说好就是不好啊。
曹操是明白人。在当今人工智能浩浩汤汤发展的年代，谁不想搭上这列快速的列车呢？但那些院士设计大咔们集体缄默不正说明了问题吗。
大咔们都是明白人，但不说，还是让我这人微言轻的一芥草民设计师学习孔圣人的明知不可为而为之的精神来说吧。
三
我很早写过一个系列文章，是关于结构工程师如何画图的，即传统的二维CAD的制图，最后一篇提到了BIM应用及未来的观点。今天看到了王晓军的文章，觉的有必要就这个话题从设计本质的角度与BIM应用的关系上重新探讨一下。上文第（一）节中其实已经说明了这个问题，下面在从我个人具体BIM的应用实践上说下自己的观点。
人工智能自动设计并成图吗？这是我一直思考的问题，未来的设计走向哪里？BIM、计算机自动出图最终走向完全人工智能？为什么随着设计技术的先进比如结构软件、BIM三维设计、三维空间虚拟技术、动画制作等，而设计师反而越来越疲惫？
BIM到底是什么样的技术，为什么大张旗鼓的发展这多年了，据我所知运用成熟的设计院全国很少，某地方建设局要求BIM设计送审为什么遭到一线设计院的强烈反对。
先讲几个和BIM有关的故事
1、我曾经谈到一个奥运项目我们做详图的故事，做的非常艰苦还差一点发生重大的构件尺寸错误，后来为学习最先进的详图设计方法，专门请了北京比较专业的大型钢构详图的人来讲课。他给我讲了一个复杂钢塔架建模并拆详图的案例，采用一种专门软件Xsteel把设计人的图纸完全变成的空间模型，模型的构建过程是繁琐和痛苦的，很多节点实际上设计存在很大的问题，设计人未必能发现，需要做模型的人和设计协商解决，只要这个空间模型完整无误的构建完成，每个杆件的详图图纸计算机就自动出图了，几乎没有差错，比用CAD 那样的图纸对来对去的效率高多了。
2、我后来还做过一个高层钢结构的深化设计及详图，因设计的问题太多，很多节点无法实施，但设计人很难沟通，只好放弃，据说后来业主只好另外委托重做了一遍钢结构设计，所以这里面的难点不是设计深化或拆详图，还是设计本身。
3、几年前我对现代木结构设计进行了系统的研究，我感兴趣的是现代木结构可以把建筑的线条美、结构的力量美和室内的木质温馨的感受结合在一起。我们建筑所和北京一家大型现代木结构企业合作研发设计制作木结构建筑。他们说引进了一款德国进口的木结构设计加工软件，可以做木构件详图自动出图和计算。我很兴奋，因为我知道能把计算和最后的加工详图结合起来，非常的困难。但我也有怀疑，即使软件可以进行力学分析，那一个国外的计算软件如何结合我国不断更新的规范呢？如果是单纯的力学分析软件比如ANSIS，那把力学分析和制图功能结合在一起又有什么意义呢？
我参加了这个国外软件技术人员的培训班，发现果然就是个纯粹的建模软件，并无计算功能，不过是和钢结构Xsteel性质类似的木结构详图软件。软件很高级，连我们传统木结构的榫卯都做的非常精致，更别说现代木结构的钢连接件了。
4、一次和我院工业所的化工设计师聊天。我说起建筑所计划引进BIM正向设计，但听说实际工程应用起来好像很麻烦反而影响工作效率。他说其实很简单，工艺管道PDsoft软件早就用了多少年了，复杂的空间管道的防碰撞就是靠它解决的，没什么难的。但是我深知建筑设计从方案到施工阶段的情况比单纯的工艺管道的空间布置要情况复杂的多，我不是指技术上有多大难度，是说建筑设计本质上是一个综合模糊判断问题，不仅仅是一个技术和手段的问题。
5、一次到工地技术交底，一个农民模样的师傅打开笔记本电脑给我看一个他把结构图纸建立的三维的结构立体模型，说结构的图纸上的尺寸对不起来。我非常吃惊，问他谁做的，他说现在他们都是这样三维建模，以便方便做模板和计算工作量，我暗暗吃惊工地师傅都可以应用BIM了吗？
6、现在很多甲方都在逐渐要求设计院进行BIM设计。我们建筑所七八年前打算计划引进BIM 设计，请建研院BIM软件推广中心的给我们介绍BIM应用，就是原来的二维CAD制图变成三维的设计，而且可以各专业共享模型信息。有很多二维设计没有的强大功能比如专业碰撞，暴露矛盾、或自动出图等，还演示了建筑模型与结构模型互相转化的功能。
但正是这个强大的功能让我产生了疑问。我从事设计几十年，尤其近几年的设计，其实每天就在打仗、排雷、灭火、三陪、和甲方打太极、设计内部争吵中度过来的，解决这些问题的办法主要是负责人、设计师对众多矛盾的解决，当然这需要丰富扎实的专业知识，但一多半的是综合各种非技术因素的复杂的模糊综合判断。而如此先进高大上的东西如何在一堆非技术问题的模糊的综合判断面前发挥用武之地呢？
这个困惑让我对是否引进BIM犹豫了，我咨询了过去一个同事现在北京某大院工作的朋友，他们室设计人员200多人，完成过很多北京的超大型的项目。我问他们应用BIM的情况，他说我们基本不用，但有几个项目是在甲方的要求下进行BIM反向设计。另外一个过去的同事说他们公司有正向的设计，但主要是建筑、设备专业，结构专业没听说，还说他们领导为了讨好甲方主动采用BIM，真实没事找事。
什么是BIM正向、反向设计？
反向就是设计按传统方法完成后，用BIM翻成全专业模型。那这样还叫设计吗？这不是我前面举的那几个例子吗？ 和钢结构详图软件、木结构模型软件、工地模板师傅的三维模型制作又有什么区别呢？只是专业汇总在一起了，但实质还是翻模。
正向设计？我朋友说他们领导为了推BIM 和讨好甲方主动要求采用BIM设计，效率超低，有毛病。
7、为此我咨询了一个在建研院的朋友，她说现在BIM只是一个未来的方向，无论从软件、标准、设计的现实情况，都离真正应用有好多年的距离。但她也认为未来一定会普及，但多少年后就不知道了。她还说这个是个系统工程，需要国家的支持，先发展的设计院一定当炮灰，只能国家的科研院所和有实力的大院在前面披荆斩棘，你们这些中小院就算了。于是我彻底打消了上BIM的念头
这话是七八年前的事了，我当时让她预测一下再过多少年可以普及BIM，她说至少五年吧。现在过去这多年了，似乎并没有什么进展。
8：上月结构注册师培训，我参加了BIM推广的课程。软件开发公司也有很多的困惑，十多年的开发研究他们也有了很多的感悟。
软件开发各有自己的领地，以预算起家的和以结构计算起家的公司不用担心谁被谁挤垮，这反过来是不是也说明了那种企图把不同类型的信息融入一个模型的努力是非常困难的呢？
BIM软件人员总是企图把PKPM或YJK的结构模型和建筑的空间模型进行转换，但多年的努力总有巨大的障碍，以至于感叹结构专业阻碍了BIM的发展，似乎是因为结构工程师的保守和不思进取造成的。
真的是这样吗？
9、市场对BIM是很推崇的，政府也大力促使和引导BIM ，所以催生了很多不得已的所谓的反向BIM翻模业务。
关于BIM的思考
我萝莉啰嗦的列了这多流水帐，其实想用实例来说明什么是BIM ,而不是空洞的观点。
BIM(Building information model)也就是建筑信息化三维模型。
我们人类总有很宏大的目标，我国建筑工程领域的宏大愿景就是总想把更多的信息放在一个模型里，尤其是开发商和政府某些主管部门，恨不得点一下模型构件，里面的钢筋下料清单也能出来。
当然如果真的能在设计过程中直接利用三维模型技术，操作这些信息（比如建筑的墙体、设备的管道、结构的柱梁板甚至构件里面的钢筋布置）进行组装成建筑，形成真实的完全的信息模型，业主使用起来和保存当然是好了，但实际情况是什么样的呢？
建筑设计或工程设计的本质是什么呢？建筑设计不是像儿童的搭积木，而BIM的正向设计恰恰就像搭积木。
建筑设计从策划开始，到方案设计、初步设计、施工图设计，其实是设计师综合各种情况的模糊判断；非技术的、技术的、从粗到细、从宏观到微观、抓大放小到逐渐深入完成的一个结果，最终的结果虽然看起来是一个确定的结果，但过程却是复杂变化的过程，结果也是一个有各种可能的结果。
进行模糊判断的的设计过程就是在Dead line下的建筑师一版又一版的草图、PPT方案、效果图、建筑的初期的无数版本的平立剖（包含众多矛盾）、结构的计算模型的反复调整和建筑师的争论、设备工程师的抢地盘及大家反复的调整修改。而在这个限时完成的复杂过程中要想完成一个好的设计最有效的手段，是设计师的丰富的经验和对复杂事物的正确的模糊判断及团队的有效的沟通合作（与甲方的沟通尤其重要）及团队人员的差不多相当的高水平。
而BIM 要求每一个环节的输入信息都是准确的，这些信息不管大小、主次、宏观微观统统不能遗漏，否则设计就会出现矛盾，难以进行下去。那么，看一看上述的设计的过程，那个环节适合应用BIM 进行呢？
人为什么可以模糊判断，这可能是机器智能暂时无法超越人的智能的一个少有的优势之一。我们设计师应该感到庆幸，至少在未来的几十年还暂时不用失业。
即使我们抛开上述设计需要的错综复杂模糊判断的过程，假设一个设计是按部就班、思路明确的正常设计。那不同的专业是否在BIM应用上也有不同的特点呢？
建筑的构成实际是构件的空间形状尺寸（广延）和材质，设备管道（比如用三维BIM 软件PDsoft设计的工艺管道）也是空间尺寸和材质，但结构的构件的空间尺寸却不仅仅是和其它专业一样的空间占有，在结构师的眼里那是一个一个的受力构件（PKPM 和YJK结构模型），虽然在非专业的眼里，混凝土剪力墙和砌块墙在空间上没什么不同。
我们进行力学模型建构的时候必然是经过人的大脑的模糊判断，这种模糊判断后的力学简化模型和实际的空间尺寸模型是不一样的。
软件工程师们或推销BIM平台系统的人总有一种企图让力学空间模型和建筑模型的骨架（建筑实际空间模型）做一个无缝的转换。但没有经过结构师简化的空间骨架模型一定是个不好的力学模型，而好的力学空间模型从建筑空间骨架模型角度来看一定是个残缺不全的空间模型，比如少了构造柱、挂板、混凝土装饰构件等。如果用这种残缺不全的模型再去完善成完整的骨架模型，那这种转换的意义又在哪里呢？软件工程师企图快捷的把建筑的空间模型计算机直接转化为结构空间力学模型（很多结构师也居然有这种希望，以期待避免建模的繁琐过程，其实建模的过程恰恰就是设计本身），殊不知能够转化的模型无论在建筑上还是在结构上都是不好的模型。
我们总想一劳永逸，但是设计本身永远是个过程，不像其它的工业技术产品当努力完成了研制，剩下的就是生产线的标准化生产了。
我觉的我们应该专注于建筑专业信息模型Building special information model,像文中所讲的专门引进的木结构加工构件模型，尤其是施工阶段的BIM模型，有针对的解决某些问题的BIM模型，像前文中说的钢结构详图、木结构详图、甚至是给工人师傅用的专用模型，而不是试图做综合融合各种信息的BIM 模型
设计是个模糊判断的过程，从项目的整个周期来看包括施工在内，项目策划、设计到施工竣工完成到维护的阶段，模糊判断占的比例并不相同，比如建筑方案就大部分需要模糊判断，而施工就基本不存在模糊判断。那个阶段的模糊判断成分越多，那个阶段就越不适合BIM应用，相反模糊判断的成分越少就越适合BIM应用。
把BIM用在该用的地方，大力发展专业应用BIM，不强制使用BIM 设计（不排除个别项目适合BIM设计）这是我的观点。
因为市场化和甲方或某些部门的需求，单独付费把已经完成的设计翻模成BIM 综合信息模型，是很好的方法，但并不是所有的建筑都需要如此。
认为这种综合的BIM 模型在设计过程中就可以自然完成，甚至还能提高设计效率和设计质量，是错误的想法，只会把设计引向一个更深的泥沼。
人类总喜欢探究表象后面的本质，但可悲的是现代人过于忙碌以及技术的发达，已经不能静下心来去探求表象后面的本质了。
建筑设计本质是一个宏观问题，宏观决定微观，宏观方向有问题，微观的努力一定是无用功，无用功不可怕，可怕的是给政府决策部门一个错误的引导！
