陳翔宇

（中建三局集團(tuán)有限公司,湖北 武漢 430064）

1 族庫現(xiàn)狀及存在問題

Revit是Autodesk公司的一款BIM建模軟件，集合了建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)，因其操作簡單、功能強(qiáng)大以及與AutoCAD較高的兼容性受到了廣大BIM人員的青睞。族是Revit模型的基本組成單元，根據(jù)參數(shù)（屬性）集的共用、使用上的相同和圖形表示的相似來對圖元進(jìn)行分組。一個族中不同圖元的部分或全部屬性可能有不同的值，但屬性的設(shè)置是相同的[1]。Revit族庫是把大量族文件按照參數(shù)、特性等屬性進(jìn)行分類歸檔形成的數(shù)據(jù)庫。通過使用Revit族庫，建模人員可以查找并載入需要的族文件。

目前，在Revit建模過程中常見的族庫主要有軟件內(nèi)置族庫以及第三方插件族庫，如橄欖山族庫、品茗族庫、構(gòu)建塢、族庫大師等[2]。軟件內(nèi)置族庫是Autodesk公司官方族文件按照專業(yè)類型劃分，并通過文件夾進(jìn)行歸類儲存，內(nèi)置于Revit軟件安裝包中的一種族庫。第三方插件族庫基于Autodesk公司所提供的RevitAPI進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)了功能的擴(kuò)展，通過在項目文件中調(diào)用工具命令，對族文件進(jìn)行歸類整理與使用，主要功能有族的歸類、存儲、檢索、預(yù)覽、下載等，滿足基本的建模需求。

施工企業(yè)基于Revit平臺的BIM應(yīng)用主要體現(xiàn)在建立信息化和可視化的Revit模型，對設(shè)計圖紙進(jìn)行精細(xì)化的三維表達(dá)，在建模過程中梳理出圖紙問題，與各方協(xié)調(diào)溝通，優(yōu)化調(diào)整設(shè)計內(nèi)容，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，從而達(dá)到減少拆改、節(jié)約工期、降低成本的目的。因此，對于模型的準(zhǔn)確度及精細(xì)度有著較高的要求，并且部分項目設(shè)計變更頻繁，對建模效率也提出了高要求。族是Revit模型的基礎(chǔ)，做好族、用好族是滿足這些高要求的前提。常見族庫工具在使用中存在著以下問題：

（1）族文件沒有進(jìn)行集成管理，建模人員無法迅速檢索需要的族文件。

（2）不同建模人員在項目中采用的族文件質(zhì)量不一，核查族文件質(zhì)量效率較低。

（3）不同建模人員的建模習(xí)慣不一致，同一項目圖元使用的族文件不一致，影響施工人員正確理解模型。

（4）不同項目的建模人員存在就同一圖元重復(fù)建族的情況，族的利用效率較低。

（5）族文件常常分散于不同項目或個人的本地文件夾中，不利于族共享。

（6）族文件缺少統(tǒng)一管理的入口，無法對族文件進(jìn)行更新維護(hù)。

通過上述問題可以看出，項目建模過程中，常規(guī)族庫工具的使用在族文件的檢索、質(zhì)量、管理及使用維護(hù)方面存在些許問題，影響建模效率和模型質(zhì)量，不能很好地滿足現(xiàn)場施工需求。因此，需要搭建施工企業(yè)族庫管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)企業(yè)族資源的持續(xù)積累、高效管理和使用維護(hù)。

2 族庫管理系統(tǒng)的設(shè)計

施工企業(yè)族庫管理系統(tǒng)的搭建需要在其標(biāo)準(zhǔn)體系的指導(dǎo)下實施，是企業(yè)BIM資源庫建設(shè)的重要組成部分，其主要目的有：

（1）標(biāo)準(zhǔn)化項目建模過程的族文件信息，便于檢索及后期運(yùn)維信息添加。

（2）按類別整理常用構(gòu)件模型，使構(gòu)件成為標(biāo)準(zhǔn)模塊，便于構(gòu)件復(fù)用。

（3）通過賬號管理，在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)族的交流共享，提高工作效率。

2.1 族庫架構(gòu)設(shè)計

對族庫管理系統(tǒng)進(jìn)行分層式架構(gòu)設(shè)計可解決軟件系統(tǒng)的復(fù)雜度帶來的問題，提高代碼開發(fā)效率，便于維護(hù)。整體架構(gòu)自頂向下由外部接入層、應(yīng)用功能層、系統(tǒng)功能層、基礎(chǔ)架構(gòu)層組成，如圖1所示。

圖1 Revit族庫管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

（1）基礎(chǔ)架構(gòu)層。該層借助于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、文件服務(wù)器、Web服務(wù)器的使用，通過操作系統(tǒng)以及辦公網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)環(huán)境軟件的作用來實現(xiàn)搭建過程，采用負(fù)載均衡、虛擬化等技術(shù)，保障服務(wù)端的穩(wěn)定性[3-4]。

（2）系統(tǒng)功能層。該層實現(xiàn)族信息、人員權(quán)限、文件操作、流程管控的主要邏輯，引入成熟的工作流框架，接收來自應(yīng)用功能層的數(shù)據(jù)請求，邏輯判斷后，向基礎(chǔ)架構(gòu)層提交請求，并傳遞數(shù)據(jù)訪問結(jié)果，起到承上啟下的作用。

（3）應(yīng)用功能層。該層實現(xiàn)Revit插件客戶端及Web端用戶的邏輯操作，調(diào)用服務(wù)層的接口。

（4）外部接入層。直接面向用戶連接或訪問的部分成為接入層。接入層的開發(fā)環(huán)境是Revit 2016，支持Revit 2016～Revit 2022版本在項目文件進(jìn)行調(diào)用。

2.2 族庫功能設(shè)計

Revit族庫管理系統(tǒng)功能設(shè)計針對常規(guī)族庫工具的使用在族文件的檢索、質(zhì)量、管理及使用維護(hù)方面存在的問題進(jìn)行針對性設(shè)計，系統(tǒng)包含PC端和Web端兩個模式。PC端上族庫作為Revit插件上的一個功能菜單，提供上傳、下載、預(yù)覽、審核等功能，方便使用者操作目標(biāo)族文件。Web端對于族庫系統(tǒng)的管理，通過脫離Revit的簡化方式進(jìn)行，提供用戶管理、日志管理、統(tǒng)計中心、文件管理、目錄管理等功能。

2.2.1 族文件檢索

族庫中的族文件種類繁多，要求族庫管理系統(tǒng)具備檢索功能，包括分類篩選檢索和輸入關(guān)鍵詞檢索。

分類篩選檢索根據(jù)企業(yè)實際項目特征對族文件進(jìn)行分類，在房建項目中通常按照功能和專業(yè)劃分為建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣以及標(biāo)注出圖等類別。

關(guān)鍵詞檢索分為全局檢索和標(biāo)簽檢索。全局檢索通過關(guān)鍵字篩選出類別、名稱、屬性等條件中包含關(guān)鍵字的族，根據(jù)匹配度進(jìn)行排序，實現(xiàn)對族文件的快速查找；標(biāo)簽檢索是BIM工程師根據(jù)使用習(xí)慣對常用族添加標(biāo)簽，通過檢索標(biāo)簽可獲得該標(biāo)簽下的一系列族文件。

為了便于族的查找和使用，可對族文件進(jìn)行排序。排序方式分為下載次數(shù)、評價等級、更新時間。下載次數(shù)反映了該族的需求情況，說明該族在項目中被頻繁使用。評價等級反映該族的質(zhì)量情況，對于過低評價等級的族將重新制作并替換。更新時間有利于新項目的族被快速檢索使用。

2.2.2 族文件質(zhì)量

族庫進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，對族文件的版本、命名、分類、預(yù)覽做出一定要求，系統(tǒng)內(nèi)置檢查模塊會對族文件進(jìn)行初步檢查。

族文件版本檢查：族庫中的族文件由相對版本較低的Revit軟件（2016）進(jìn)行創(chuàng)建，對不符合該版本的族文件進(jìn)行提示。

族文件命名檢查：根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的BIM實施標(biāo)準(zhǔn)，族文件命名應(yīng)體現(xiàn)出該構(gòu)件的所屬分類和主要特征，對命名規(guī)則有誤的族文件進(jìn)行提示。

族文件分類檢查：根據(jù)族命名及族樣板對族文件分類進(jìn)行初步檢查。

族預(yù)覽：BIM模型及優(yōu)化的最終成果表達(dá)主要包括兩個方面，即各專業(yè)的三維模型和二維CAD圖面表達(dá)。族預(yù)覽需要同時展示族的三維狀態(tài)和二維平面表達(dá)，二維平面表達(dá)與設(shè)計圖紙圖例保持一致，符合中國建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的圖例符號線。

族庫設(shè)置審核功能，企業(yè)級Revit族庫中的族文件應(yīng)符合企業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)，滿足服務(wù)項目的BIM深化要求。不同類型的項目對族文件的需求不同，過往積累的族資源可能不能完全覆蓋這些需求，就需要在族庫中載入新的族。為保證族庫的標(biāo)準(zhǔn)化程度，BIM工程師上傳的族文件需要經(jīng)過審核流程。審核界面下可瀏覽族文件參數(shù)及材質(zhì)信息，由審核人員檢查BIM工程師上傳的族文件是否符合要求，核查無誤后管理員對滿足要求的族文件按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸類，避免族庫出現(xiàn)混亂無序的狀態(tài)。

2.2.3 數(shù)字化管理

族的信息統(tǒng)計主要用于鼓勵族的制作、促進(jìn)族的共享以及進(jìn)行族的合理排序。

在族庫的使用過程中對族文件的下載次數(shù)、上傳時間、上傳者、下載者、族評價進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可對相關(guān)人員進(jìn)行考核獎勵以及為族文件的相關(guān)排序提供數(shù)據(jù)支撐。

族是企業(yè)寶貴的知識資源，可通過企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的形式，實現(xiàn)內(nèi)部協(xié)同，提高族文件的安全性。可設(shè)置管理權(quán)限，分為管理員權(quán)限、普通權(quán)限和審核權(quán)限。普通權(quán)限可以瀏覽、下載使用族庫管理系統(tǒng)中的族文件以及將族文件上傳至族庫審核區(qū)域。審核權(quán)限可瀏覽載入審核區(qū)域的族文件，決定其保留還是退回修改。管理員權(quán)限可查閱族庫管理系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)、修改族庫分類、進(jìn)行增加和刪除族文件以及賦予審核人員審核權(quán)限。

在向外界傳輸模型文件時對族文件進(jìn)行加密，通過加密功能，可對項目中的族設(shè)置密碼進(jìn)行保護(hù)。加密后其他人使用時無法實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動，必須使用族解密工具，輸入密碼，勾選需要解密的族進(jìn)行族解密，方可恢復(fù)參數(shù)驅(qū)動。

3 族庫管理系統(tǒng)的使用與維護(hù)

3.1 族庫使用

從族庫的使用流程出發(fā)，構(gòu)建族庫管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)Revit族庫的高效使用。本研究通過對過往項目的族資源進(jìn)行收集整理，形成初步族庫資源，并在該過程中根據(jù)使用情況進(jìn)行動態(tài)調(diào)整使其不斷完善，最終形成標(biāo)準(zhǔn)化的族文件。Revit族庫管理系統(tǒng)使用流程如圖2所示。

圖2 Revit族庫管理系統(tǒng)使用流程

通過Web端管理系統(tǒng)為BIM工程師及審核人員分配登錄帳號并賦予相關(guān)權(quán)限，在Revit插件端修改初始密碼并登錄族庫。BIM工程師對項目中常用族文件進(jìn)行收集整理，分類上傳至對應(yīng)類別中。上傳的族文件處于待審核狀態(tài)，審核人員根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)信息進(jìn)行檢查，并測試族文件在項目環(huán)境、族編輯環(huán)境和文件瀏覽環(huán)境中的插入、連接、自適應(yīng)情況，確保族文件在實際項目中具備穩(wěn)定的參變性能，確保連接件設(shè)置正確。審核通過的族文件錄入族庫系統(tǒng)里供下載使用，未通過的族文件退回至BIM工程師處進(jìn)行修改。

在族庫使用過程中，BIM工程師對族文件的使用實時反饋，管理員在后臺查看反饋意見，傳達(dá)給BIM工程師，修改族文件后再重新錄入族庫。

每周管理員對族庫使用信息進(jìn)行統(tǒng)計，并制作圖表進(jìn)行公示。

3.2 族庫維護(hù)

族庫維護(hù)主要為解決系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)的異?；蛞蓡?。BIM工程師定期以文字形式將使用過程中遇到的問題提交給系統(tǒng)維護(hù)人員，維護(hù)人員制作表單進(jìn)行記錄，對當(dāng)日已解決的問題反饋結(jié)果，當(dāng)日未能解決的問題，反饋進(jìn)展。BIM工程師定期跟進(jìn)問題處理進(jìn)度，直至問題解決。

4 結(jié)語

族是Revit模型的重要組成部分，貫穿項目BIM實施各環(huán)節(jié)。族庫管理系統(tǒng)的開發(fā)是企業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)體系與資源庫建設(shè)的一項重要工作，本文所開發(fā)的族庫管理系統(tǒng)能夠提高施工企業(yè)BIM人員建模效率以及項目成果的標(biāo)準(zhǔn)化程度，通過對族資源的集中存儲、快速檢索、多方重用，實現(xiàn)了由項目級BIM應(yīng)用向企業(yè)級BIM應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，能更好地滿足施工現(xiàn)場的需求。