曲徑通幽處BIM中的知識管理

1、曲徑通幽處 BIM 中的知識管理4 / 4曲徑通幽處： BIM 中的知識管理來源：博銳管理在線 ; 作者：季征宇 ; 發(fā)布時間： 2011-07-04一家工廠的主管正在有條不紊地指揮生產(chǎn)，稀疏的頭發(fā)想方設(shè)法地掩蓋著他泛著油光的腦袋。 “你已經(jīng)使之成為一門科學(xué)了， ”手下恭維道， “每一根頭發(fā)都做了安排。 ”是“啊， ”主管 苦笑著說， “過去它們只有一個總數(shù)，現(xiàn)在它們已經(jīng)各自都有自己的名字了！ ”這個笑話給了我們?nèi)缦聠l(fā)：1獨(dú)立的頭發(fā)擁有名字后，就成為了直接管理的對象。2當(dāng)管理對象的數(shù)量和管理能力匹配時，精細(xì)化管理就成為可能。3管理對象的細(xì)分程度和管理精細(xì)化的能力是匹配的。4頭發(fā)信息模型 HI

2、M （ Hair Information Model ）是精細(xì)化管理的平臺。同樣的事情也發(fā)生在制造業(yè)， 制造業(yè)也在把整體產(chǎn)品拆成一個一個局部 （部件、構(gòu)件等）， 并給他們起名字，而且還賦予了各類屬性（幾何的、物理的、化學(xué)的、力學(xué)的） ，但不是因 為管理對象數(shù)量的減少，而是因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)極大地提升了管理的能力。在建筑業(yè)，人們把產(chǎn)品（Product）具體化為 建筑（Building），搭建的平臺叫做建筑信息模型 BIM 。從數(shù)據(jù)的角度來說， BIM 是一個新型的關(guān)系型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。從運(yùn)用角度講， BIM 是一個信息存儲、交換、挖掘和共享的平臺。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)知識表達(dá)然后抽象成符號繪“信息漏斗 ”。文縐幾千年

3、來， 設(shè)計(jì)師在心中或者借助模型等工具構(gòu)筑他們的設(shè)計(jì)意象， 制在平面的圖紙上。在這個過程中，大量的信息遺失了，信息學(xué)家稱之為 縐的說法叫 “書不盡言、言不盡意 ”。工匠們依據(jù)圖紙， 根據(jù)自己的理解， 把圖紙上的符號具體成實(shí)物。 由于設(shè)計(jì)師的抽象指 令和工匠的還原方法很難一致， 像鮮奶濃縮成奶粉再加水調(diào)和后， 營養(yǎng)成分終歸和原始鮮奶 有差別一樣，建造的實(shí)物和設(shè)計(jì)的期望總是有一定的差距，以至有人把建筑過程稱為“遺憾的藝術(shù) ”。計(jì)算機(jī)繪圖作為一種有效手段， 幫助設(shè)計(jì)師大大提升了效率， 甩掉了圖板， 但本質(zhì)上較 多的是作為一種繪圖、 輔助計(jì)算、 測量、放樣和簡單的數(shù)據(jù)交換工具來使用， 繪制一些直線、 折

4、線、弧線、填充、域等信息， 通過這些二維信息來表達(dá)的建筑元素， 只是一些線段的集合， 不能賦予更加復(fù)雜的信息。在這些傳統(tǒng)的圖紙中， 信息和知識以非常抽象的形式存在于圖形和文字中， 具備專業(yè)能 力的人才有可能有效地解讀。 其他相關(guān)的專業(yè)人士如測量師、 監(jiān)理師也要花費(fèi)九牛二虎之力 才能將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)。知識復(fù)用的障礙20世紀(jì) 70年代中期， 美國人工智能泰斗費(fèi)根鮑姆研究了人類專家們解決專門領(lǐng)域問題 的方式和方法， 提出了 “知識工程 ”這個術(shù)語，其內(nèi)容主要包括知識的獲取、知識的表達(dá)以及 知識的運(yùn)用和處理等三大方面， 旨在建立模仿人類智能的專家系統(tǒng)。 由于知識表達(dá)一直未能 得到有效解決，長期

5、以來進(jìn)展不大。有些人對 “人工智能 ”的概念很反感， 認(rèn)為有機(jī)器代替人的傾向， 感覺受到了極大的侮辱。 但是換個角度，人工智能這種 “可以把機(jī)器變得 聰明些”的方法能不能讓人變得 “更聰明 ”？ 能不能讓組織和企業(yè)變得 “更聰明”，更具“智能性”？答案是肯定的， 于是在 20世紀(jì) 90年代， 一部分研究知識工程的科學(xué)家開始研究知識管理。這些科學(xué)家將知識理解為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的文檔， 將知識管理主要聚焦于知識文檔的 創(chuàng)建、分類、存儲等工作，關(guān)注信息管理系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，以 Internet 和 Intranet、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS ）、群件技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、多維度

6、分析技 術(shù)、文檔管理技術(shù)、 聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)、 工作流和共享等技術(shù)為基礎(chǔ)， 對企業(yè)知識進(jìn)行電子 化儲存、共享和利用。毋庸置疑，這些工作大大加強(qiáng)了組織記憶，增加了共享程度?？墒窃?建筑設(shè)計(jì)行業(yè)，這些工作的效果和人們的期望還有很大的距離。建筑設(shè)計(jì)一直是屬于 “弱理論、強(qiáng)經(jīng)驗(yàn) ”的技術(shù)活動，知識復(fù)用（俗稱 “依葫蘆畫瓢 ”）一 直是知識管理的重要組成部分，學(xué)術(shù)上稱作基于實(shí)例的推理（Case-Based Reasoning, CBR），是人的一種基本認(rèn)知行為。經(jīng)驗(yàn)不足的設(shè)計(jì)人員作為新手更多地是學(xué)習(xí)探索過去成功的設(shè)計(jì)實(shí)踐和設(shè)計(jì)過程，以便在解決未來設(shè)計(jì)問題時應(yīng)用這些經(jīng)驗(yàn)。 大多數(shù)時候， 一個新的設(shè)計(jì)解是對

7、已有設(shè)計(jì)問題的修 改而獲得的。缺乏有效和高效表達(dá)的實(shí)例庫資源和檢索手段， 設(shè)計(jì)師的知識復(fù)用都是淺層次的自發(fā)活 動。如何系統(tǒng)地采用知識復(fù)用來提高效率和效果，是人們一直探索的課題?；?BIM 的知識表達(dá)2002 年以來，國際建筑行業(yè)興起了以 BIM 為核心的建筑信息化應(yīng)用。 國際協(xié)同聯(lián)盟 IAI 早在1995年就提出了面向?qū)ο蟮娜S建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù) IFC標(biāo)準(zhǔn)。IFC標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了建筑設(shè)計(jì) CAD 的文件格式，極大地方便了數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和管理維護(hù)。基于 IFC 標(biāo)準(zhǔn)的建筑信息模型 BIM 可以更全面、更深入地的反映建筑物信息。該模型 的基本元素不是 CAD 中的點(diǎn)、線、弧、圖塊等基本幾何圖元，而是墻、門窗

8、、梁柱等建筑 專業(yè)對象，使用建筑語言來描述建筑信息，所有的相關(guān)專業(yè)可以在同一個三維IFC 建筑數(shù)據(jù)模型上進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。建筑構(gòu)件對象不但可以在不同視圖中表現(xiàn)幾何造型， 而且可以包含一些與幾何形狀無關(guān)的特性，例如材料的容重、強(qiáng)度、耐火等級、傳熱系數(shù)，構(gòu)件的造價、采購信息等。這些非 幾何信息對于建筑的全生命周期管理是非常重要的。除此之外， BIM 還可以包括一些二維 CAD 所無法表現(xiàn)的抽象概念，比如構(gòu)件之間的拓?fù)溥B接關(guān)系和房屋空間的劃分及其關(guān)系。 這些信息對于結(jié)構(gòu)分析， 建筑能量消耗分析以及后期的物業(yè)管理來說都是非常有用的。 總的 來說， BIM 模型是一種新型的關(guān)系型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供了單一的、完整

9、一致的和邏輯的建筑 信息庫。基于情景的知識獲取2007年，麻省理工學(xué)院（ MIT ）向世界著名的建筑師弗蘭克 ?蓋里提起 “疏忽訴訟”，指 控他設(shè)計(jì)的 史塔特中心”（Stata Center）由于提供了不完善的設(shè)計(jì)服務(wù)和圖紙，出現(xiàn)了持續(xù) 性的滲漏， 要求賠償 300萬美元。這幢乍一看像剛被轟炸過但被譽(yù)為美國多年來最著名的建 筑物之一的建筑，到底怎么啦？由于史塔特中心的建筑造型和傳統(tǒng)建筑大相徑庭， 各種建筑構(gòu)造套用標(biāo)準(zhǔn)做法是不足于 解決實(shí)際問題的。非傳統(tǒng)的建筑如何推陳出新？僅僅依靠“Wha”（什么）來匹配是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須通過邊界條件的關(guān)聯(lián)去探索 “Why” （為什么） 。傳統(tǒng)的知識管理中， 知

10、識提煉是一個重要的環(huán)節(jié)。 企業(yè)根據(jù)大量的工程實(shí)例， 制定了大 量標(biāo)準(zhǔn)圖， 供設(shè)計(jì)師重復(fù)使用。 可每個標(biāo)準(zhǔn)圖都有使用的前提， 很多新手經(jīng)常因?yàn)閷η疤崂?解和運(yùn)用不當(dāng)， 知其然不知其所以然， 弄出很多東施效顰般的錯誤。 能否準(zhǔn)確和快捷地進(jìn)行 關(guān)聯(lián)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)知識復(fù)用面臨的挑戰(zhàn)性問題?，F(xiàn)階段流行的解決方法是給設(shè)計(jì)知識建立基于關(guān)鍵詞或詞組的索引，然后再將傳統(tǒng)的搜索技術(shù)應(yīng)用于這些索引或標(biāo)注。 盡管索引和標(biāo)注大幅度提高了搜索效率， 但依賴用戶指定的 關(guān)鍵詞或詞組進(jìn)行搜索的技術(shù)， 注定不可能有令人滿意的準(zhǔn)確度。 因?yàn)閱我魂P(guān)鍵詞或詞組遠(yuǎn) 不能確切反映信息體內(nèi)容的適用性和工作實(shí)踐的查詢需求，只能返回一般化的檢索

11、結(jié)果。理想的解決辦法是利用設(shè)計(jì)情景進(jìn)行知識檢索， 目的在于以任務(wù)情景的結(jié)構(gòu)化表示來確 切描述設(shè)計(jì)知識的適用性和工作實(shí)踐的查詢需求， 使準(zhǔn)確和快捷地搜索到設(shè)計(jì)情景與當(dāng)前設(shè) 計(jì)工作相似的設(shè)計(jì)知識成為可能。 但情景式檢索不僅僅是檢索技術(shù)的問題， 而更是知識表達(dá) 的問題?；?BIM 的設(shè)計(jì)案例表達(dá)給基于設(shè)計(jì)情景的知識檢索帶來了可能?；诤Ａ繑?shù)據(jù)的知識挖掘以圖紙為主要載體的設(shè)計(jì)案例（檔案），主要依靠 “題目+摘要+關(guān)鍵詞 ”這種方法來搜索信息， 一般來說查到圖紙名稱就戛然而止，以下的工作就是人工的了， 搜索者仍然需要一張圖紙一張圖紙地搜尋他所要的信息。 這就好比早先的文獻(xiàn)檢索， 一旦摘要和關(guān)鍵詞不夠全

12、面 或不夠?qū)I(yè)，就很難獲得全面的信息，很多重要的信息也因而就此湮沒。在現(xiàn)代的電子期刊庫， 除了早期紙質(zhì)文獻(xiàn)轉(zhuǎn)換過來的尚未文本化的掃描件無法實(shí)現(xiàn)全文 檢索外，絕大部分均可進(jìn)行全文檢索，獲取信息的廣度大大增加。采用 BIM 模型進(jìn)行組織的建筑檔案，可檢索的信息同樣大大增加，可以進(jìn)行各類信息 的“全文檢索 ”，快速定位到各種屬性層次的構(gòu)件。例如，可以迅速查找 xx 層 xx 厚的墻體， 找到某類吸音材料等。海量案例數(shù)據(jù)倉庫的建立，使設(shè)計(jì)師可以通過數(shù)據(jù)挖掘( Data Mining )的技術(shù)，在龐 大的數(shù)據(jù)庫中找出有價值的隱藏事件并且加以分析， 以獲取有意義的信息作為進(jìn)行決策的依 據(jù)。例如設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的工時定額，就可以根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)、 規(guī)模和任務(wù)完成的關(guān)鍵里程碑，從 大量樣本中遴選出來。隨著 BIM 模型的應(yīng)用，建筑案例蘊(yùn)含的信息也從廣度和深度的兩方面迅速膨脹，既拓 展到相關(guān)的其他領(lǐng)域，也深入到更細(xì)的層次，