谈谈CAD设计的一些感受及绘图软件的发展方向

由于工作的关系,经常需要使用CAD来作图。然而,有些图纸却让人极为烦躁,本来时间就紧,还要让人花费一些不必要的时间去处理图面,有时真想当面骂前面那个画图的家伙。一幅图,本着表达清楚的原则,把该表达的意思表达出来就可以了,偏偏整幅图充满了冗余的东西,转为SD条件图的时候就需要花费十几分钟来处理。由于设备专业主要是以建筑专业作为条件图的,甚至有时候还需要查阅结构专业的条件图,如果标高、房间面积/功能、使用人数等这些必要的基础数据没有提供,就会使设备设计师花费时间来确定这些参数。有很多人会说,这些参数不提供也无所谓,就按平常的来确定就可以了。殊不知,这不仅浪费设备专业的时间,也不利于设计优化。因为,任何一个设计要想得到优化来降低成本,详细的基础信息是必须的,而设计师往往是比较保守的,这样一来,所做出来的设计自然就体现不出经济效益。虽然这种局面不是设备设计师所想看到的,但却又必须要在保证安全的情况下保全自己的声誉与专业性。

拒绝散乱

除了图面冗余之外,最让人可恨的是,一幅图把什么东西都打散了,图层的分配也乱七八糟,简直是在挑战别人的耐心。对于前者,我觉得尤为可恨,本来使用TWT、TEL可以方便地利用WALL来进行布置灯具、插座、洁具,但是打散之后就没有那么方便选择了。同时,作为一个整体的东西,选择和移动对象时本来很方便,打散之后不单是选择移动麻烦的问题,修改的时候也不方便。比如对一个块来说,修改相同内容的时候只需要修改一个块就可以,现在却要一个个修改,或者重新制作(定义)一个块,人为地减慢了速度。对于使用惯天正系列软件的人来说,更为反感。本来天正的对象实体功能非常好用,特别其中的标注功能,更是兼顾了易于编辑和选择的作用,提高了制图的效率。但是天正对象转换成为T3图纸或者被打散之后,它的优势便荡然无存,打散的东西反而成为累赘。反过来,似乎明白了一些图纸版权保护道理。针对图纸的COPY和胡乱套用,这似乎又是一个损人利己的折衷办法。

对于乱七八糟的东西,也是很讨厌的。这不光是涉及出图的问题,也增加了选择和移动对象的干扰性。最烦的就是N多信息都保存在同一个图层(特别是0层或在重要信息的图层),碰到这样的情况,想利用快速选择的办法也失去了作用,大多数情况下只能单一地框选,再将其分配到相应的图层或者利用属性匹配的功能将其转换。虽然图层错乱还可以用冻结、隐藏的办法将它们快速处理,还不至于让人骂娘,但对于一个训练有素的设计人来说,这些问题都不应该出现。但遗憾的是,却又是我碰到最多的,我想这也不单是我一个人需要面对的。原因有很多种,一个是每个人的作图习惯和所接受的标准训练不同,就很容易造成图层的定义、分配的差异;第二个原因是,对于各专业来说,所使用的专业软件不同,造就了绘图标准的不一样,即每个专业软件为了区别其它专业软件,就特地加上了本软件所固定分配的图层名称前缀、线形,或者添加一些自定义的图块。即使是同一公司的设计软件,不同类别的设计软件之间的数据接口不一,例如规划软件中的地形离散点,只能适用于规划软件,而不适用于同一公司的市政管线软件。也就是说,后续设计往往需要进行很多基础数据的转换,这样无疑增加了设计周期和出错的机率。加上自定义字体的干扰,就使得后面的深度作图需要多花些时间来处理不必要的事情,例如图块的转化定义,字体的替换和修正等等。

出图的问题

出图比例的问题。在制图的时候,先要指定出图的图幅,从而确定比例,这样可以在以后的标注中设定合适的比例,减少标注编辑的时间。比如,对于文字来说,当在A2图幅的情况下,可以采用2.5的字高,但换成A3的图幅之后,原来的字高就显得过小,需要重新设定比例。由于现在图幅都喜欢用A3图幅来出图,所以往往造成一些设计人喜欢把把标注的字高设得很大,读图的时候满图都是标注文字,而最重要的信息却看不清楚,简直让人受不了。这种情况尤其出现在市政工程图纸上,原因就是本来出图的比例就小了(相对于建筑工程),还要搞到A3的图幅,让人看得头痛。其实这个办法可以采用裁图的办法来解决,但是有些人不懂,搞得很无言。对于字体(标注)的比例问题,如果是利用天正系列软件来制图相对还好些,但如果是利用纯CAD来制图,那就改动比较大,而且还是无用功。采用布局空间出图,可减少因比例设定而带来的麻烦,但同样面临着图幅更改而带来的比例改变的问题。因此很多CAD高手建议在布局空间里进行标注,以减少因比例改变带来的变动,但这个办法似乎更适用于装修专业。

采用布局空间出图,可以根据实际需要绘制节点大样图、局部放大图,但这个办法除了某些CAD高手使用之外,却很少有人使用。大家习惯的做法在模型空间里把局部截取出来之后再放大N倍,然后再设定比例进行标注,这样自然比不上在布局空间里使用1:1的比例直接进行标注来得方便。这里拿我的一个例子来说明,有一市政图纸,因为比例太小,使用A3的图幅出图根本看不到雨水边沟的界限与节点位置,这时某人采用了在模型空间里截取局部的办法来绘制。结果经过几个人的修改之后,造成了坐标标注的麻烦,有几个节点经过移动之后,与原图位置对不上。假如采用布局空间出图的方式,那就简洁得多。在布局空间里新建几个视口,然后把比例设定为合适的比例,再进行标注。但是需要注意的问题是,坐标标注只能在模型空间里标注,这是不方便的一个方面。但比较前面的一种绘图方法,还是省事很多。

发展方向

前面说过CAD绘图的目的是清楚表达该要表达的内容,因此详细的注释性说明是必不可少的。为了减少这种重复性的劳动而能将主要的精力放到设计业务上,是设计师一直追求的目标。我们之前所进行的建筑设计,大都是根据建筑草图生成平面,然后再生成立面、剖面,最后建模渲染。这样,一旦建筑模型发生改变,修改起来就非常麻烦,也很容易出现错漏。与此同时,受限于CAD绘图的表达方式所限,设备专业往往不能真实地表达施工现场的情况,其图纸内容往往需要拥有相当丰富经验的专业人员来解读,不利于图纸的交流。此外,设备专业中(包括建筑专业)所有构件的信息过少,仅包含了专业设计的信息,而其它的一些如项目管理信息却很少被包含进去。例如,一个插座或者一盏灯,在平面上仅仅能表示出它的型号和规格,无法在平面上体现其安装高度、安装方式和外观形貌,这就额外花费了设计师标注的时间。所以,加强每个专业之间的配合和寻找一款合适的专业设计软件是当务之急。在目前的软件中,Autodesk公司的Revit系列软件提供了一个很好的解决方案。其主要思想是通过三维建模的形式表达设计意思,然后根据模型利用不同的视图形式、明细表等表达方式来得到平面图、剖面图、设备表等一系列的施工图产品。这种设计思想无疑是非常先进的,但是其设计方式与中国目前的设计模式有很大差别。就目前来说,中国的传统设计模式是以施工图为主要设计产品,其所有内容都需要通过施工图来反映,但是按照前面的设计模式来进行设计,需要花费更多的时间来处理方案和图纸修改上,这造成了中国的设计软件往往侧重于提高绘图效率的层面上来,却忽视了设计的真正目的。因此,使用Revit系列软件需要设计师们转变以前的观念,而且需要重新花费大量的时间来学习新的设计方法。同时,这不单是一个专业的事情,Revit系列软件更侧重于各个专业的协同,因此整个团队的设计方式和管理模式也同样需要被更新。这样无疑相当于一场设计革命,但其建模方式肯定是未来建筑设计软件的发展方向。

建筑设计软件的另一个发展方向的特点是参数化和智能化。参数化就是某一类构件,具有相同或相似的功能,只是外观或尺寸的不同,那么就可以通过参数化的方式来驱动构件的生成并通过所自带的构件属性来表现它们之间的差别。例如同一类型的不同尺寸的门窗,就可以通过参数化的方式来定义。通过参数化驱动构件和预定义属性,使用标记的方式可以减少设计师标注的时间,并且标记可以根据出图比例自动适应,提高了设计效率。智能化的体现就是,尽量减少与设计无关的劳动或重复性的劳动,使设计师专注于设计。智能化的特点是,一个构件与它所依附的对象之间的约束关系可以通过预先定义的约束条件来发生相应的改变。比如前面所说的标记自动适应图纸比例,构件精细程度和平、立、剖面、空间的表现形式,都是设计软件智能化的体现。又例如,一段管道,一旦确定了管材和规格,那么就意味着确定了管道连接方式。一旦插入阀门,它会自动根据管道的材质和规格自动确定阀门的规格和连接方式。再如,对于一个配电系统来说,一旦定义了配电箱的系统容量和回路,那么软件就可以根据房间的功能和所连接的用电设备自动判断系统的需要系数和功率因数,自动计算出各个回路的容量和线路规格,并能自动判断负荷是否超出系统的容量。这不仅减少了设计师的劳动,也就减少了出错的可能性。

建筑设计软件还出现另一个发展方向,即与数据库结合,融入项目管理管理的各项要求,比如工程量计算、产品信息、成本等内容,提供一个全面的信息模型,不仅为设计单位服务,还为其它相关的项目参与单位提供一个协调合作的平台。这个发展方向,就是现正流行的BIM模式。BIM,即Buliding Information Mode,也就是人们常说的建筑信息模型。在这样的一个模型下,各方的原始数据得到高度统一,减少了数据转换的环节,提高了成果转化效率和减少了数据出错的可能性。同时,由于BIM模式的真实性、参数化、智能化等特点,为材料的真实有效统计奠定了坚实的基础。国外有的施工企业就根据BIM模型的数据进行设备采购、材料下料等更为具体的项目管理工作,这对于提高工程项目管理效率来说无疑是个福音。对于材料的统计,相信很多设备设计师都有这样深刻的体会,对于复杂的大型项目来说,管材和导线的统计无疑是最烦人的,不仅耗时而且精度低,一不小心就会出错。采用Revit系列软件之后,这种重复而低下的工作就可以直接地交给软件来完成。这样做的好处是,统计表不仅可以自动统计材料数量,而且还可以自动更新工程量的变化,这也为设计方案的优化提供了一种直接优化的方法。例如对管道的优化,通过自动更新的功能,就可以马上得到修改后的方案的工程量变化,而通过预定定义的材料单价,就可以很快地比较出几种方案的优劣。

Autodesk的一系列产品也体现了这一发展方向,例如Civil 3D,Revit系列软件等。这些软件虽然目前还不能完全符合中国的国情,在推广上受到了一些阻碍,但这始终是建筑设计的发展趋势。需要解决的问题是:

  • 硬件的配套问题。由于这些软件融合了很多的项目信息,而且带有实时更新功能,需要配备比较高端的计算机硬件设备。
  • 设计软件的本地化问题。由于中国的国情和规范不同,这些软件在功能和出图上还不能很好地结合中国的实际,使得它的应用目前仅局限于效果图和设计意图的表达,还不能完全代替中国的专业设计软件。
  • 中国的设计习惯和设计观念转变需要一个比较长的过程,主要是老一代设计师与年轻一代设计师的设计观念和理念的冲突。

我曾在《假如项目管理是一场战争》中说过,信息战是未来战争的发展趋势,是战争的高级形式。在我心里,曾经也有过这样一个梦想,幻想出现这样的一个软件,它能够融合设计、成本、项目管理、文档等各个方面,以成本为核心,以图纸为基础,全面对项目进行各方面的管理。而在这个探索过程中,抛开人为和社会的因素不说,单是信息的获取和处理无疑是很繁琐的。因为没有那一个软件能够做到这样全面和深入,而项目信息管理是一个信息融合的阶段过程,一旦各个子系统的数据链出现了断裂,就无法进行全面有效的决策。这也造成了项目信息管理的瓶颈,但无论如何,这种曙光还是出现了,我只是希望它可以早些实现。

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