內裝模塊化設計方案的檢驗與優化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種內裝模塊化設計方案的檢驗與優化方法。
【背景技術】
[0002] 傳統住宅內裝的設計圖紙大多用于現場加工的內裝施工，其圖紙(施工圖）一般包 括平面、立面、節點詳圖、鋪地、水電圖等內容，圖紙尺寸標注和材質標注要細致、準確，節點 詳圖更是對內裝構造和做法有明確的說明，以保證現場加工的實施。不能適應適用于生產、 施工、管理等全過程的內裝模塊化的要求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種使得內裝模塊的設計方案進行檢驗與優化的內裝模 塊化設計方案的檢驗與優化方法。
[0004] 本發明的技術解決方案是： 一種內裝模塊化設計方案的檢驗與優化方法，其特征是：內裝模塊化全過程，是工業化 住宅內裝模塊化設計方案被不斷地檢驗與優化的過程；檢驗與優化的途經主要有三個： (1) 通過虛擬建造進行設計方案的檢驗與優化 虛擬建造是實物建造過程在計算機上的本質實現，它采用計算機仿真與虛擬現實、建 模技術，利用工作站為代表的高性能計算機或計算機群組，進行建造過程的仿真再現，以發 現問題和采取補救、預防措施，避免實物建造過程的損失； 工業化住宅內裝模塊化設計采用參數化手段，平、立、剖面圖和三維模型互相關聯、同 步生成；在使用Revit Architecture進行內裝設計時，平、立、剖面圖繪制過程也是內裝三 維模型的建模過程；由于該三維模型是矢量的，所有內裝模塊族的大小尺寸、位置關系通過 精確的數值控制，使得三位模型的相關數值與實物建造時的數值一致，且內裝模塊族之間 的連接關系也與實物建造時一致； 工業化住宅內裝模塊化虛擬建造分為靜態的虛擬建造和動態的虛擬建造兩種形式；使 用Revit Architecture進行靜態虛擬建造，可以對內裝模塊的數量、規格、安裝方法等進行 檢驗和優化； 內裝模塊化動態虛擬建造是對內裝建造和施工過程的模擬，對內裝模塊化施工、內裝 模塊化管理和內裝模塊化拆除都具有一定的參考價值；當安裝NavisWorks以后，Revit項 目文件可以導出為NWC格式文件，再把此文件用NavisWorks打開，對相關的內裝部件進行 施工模擬設置，使得內裝部件能按照所設置時間的先后順序展示，從而實現動態虛擬建造 的目標； (2) 通過實物試驗手段進行設計方案的檢驗與優化 對于批量化生產的工業化住宅內裝產品，在設計初步完成，并進行虛擬建造以后，進 一步的檢驗手段是內裝模塊試制和試裝配，即內裝模塊的實物試驗；實物試驗向用戶展示 內裝設計方案，一方面可以聽取用戶的意見以便優化設計方案，另一方面，為用戶提供多樣 化、菜單式的內裝產品，以供用戶選擇，滿足個性化的內裝需求； (3)在內裝模塊化實施過程進行方案檢驗與優化 虛擬建造和實物試驗屬于內裝模塊化設計的必要手段，也是內裝模塊化方案檢驗與優 化的主要途徑； 內裝模塊形體和構造的復雜程度、內裝模塊劃分的精細程度會影響其生產的速度和效 率，內裝模塊在工廠生產的過程能夠檢驗內裝模塊劃分的合理性；內裝模塊化施工過程是 設計方案完成后最容易發現設計問題的階段，內裝模塊的裝配便捷性、安裝的順序等問題 都會暴露出來；內裝完成以后的使用過程中，用戶和物業管理部門根據實際使用過程中的 體驗，可以對設計方案提出合理的建議；合理的設計方案還應盡可能提高可重復利用部件 的比例，并在保證牢固連接的前提下，用合理的連接方式降低裝配和拆除的難度。
[0005] 本發明使得內裝模塊的設計方案更為多樣化，從而使得內裝方案有多種選擇，從 而實現柔性設計的目標。可以減少修改圖紙的工作量，并大大減少圖紙中的錯誤，三維的仿 真視圖為生產、施工、管理和拆除等階段提供直觀的圖像。內裝模塊化設計方案的檢驗與優 化方法方便，易實現，保證了內裝模塊設計方案的可靠實施。
[0006] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0007] 圖1是平面圖中內隔墻模塊位置和數量的改動示意圖。
[0008] 圖2是剖立面圖中內隔墻模塊的聯動示意圖。
[0009] 圖3是內墻明細表中"數量"的聯動示意圖。
[0010] 圖4是內裝產品的功能分解示意圖。
[0011] 圖5是公共內裝模塊族庫及其路徑示例的示意圖。
[0012] 圖6是"墻"族庫示例的示意圖。
[0013] 圖7是"專用設備"族庫示例的示意圖。
[0014] 圖8是樹狀內裝模塊族分層結構示意圖。
[0015] 圖9是明細表屬性面板示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 一種基于BM的建筑內裝設計方法，包括下列步驟： (1)參數化設計： 參數化設計是指通過改動圖形某一部分或某幾部分的尺寸，自動完成對圖形中相關部 分的改動，從而實現尺寸對圖形的驅動，其中進行驅動所需的幾何信息和拓撲信息由計算 機自動提取；在工業化住宅內裝設計中使用參數化設計手段，當在某一視圖改動某一模塊 的尺寸、位置或形狀時，其余視圖中同一模塊的尺寸、位置或形狀同步自動產生相應改動， 同時，在內裝部件明細表中，相關數據也會做出相應變化； 用參數化設計手段建立的工業化住宅內裝信息模型不同于普通建筑三維模型，后者只 有反映內裝模塊(含內裝空間模塊）幾何屬性的幾何數據，而信息模型還包括材質、類型、型 號代碼、生產廠家等工程數據。這些幾何數據和工程數據在工業化住宅內裝模塊化體系的 各組成部分之間共享。
[0017] 參數化設計可以實現內裝模塊的柔性設計。在參數化設計中，部件模塊和模塊子 系統都是定型的，當改變模塊或模塊子系統某一處的參數值時，系統便會自動驅動原模塊 或模塊子系統，使其改變為新的模塊和模塊子系統。同時，模塊或模塊子系統組合方式的改 變也有聯動的特征。從上述過程看，參數化設計使得內裝模塊的設計方案更為多樣化，從而 使得內裝方案有多種選擇，從而實現柔性設計的目標。
[0018] 目前，工業化住宅內裝模塊化的參數化設計常用軟件為Autodesk公司的Revit， 該軟件是國際上使用度較廣的BIM軟件之一，在工業化住宅參數化設計中大量使用。選擇 Revit進行內裝模塊化設計，使得內裝設計與建筑設計、外裝設計成為完整的參數化設計體 系，構建功能強大的BIM共享平臺。
[0019] (2)內裝模塊的劃分、歸類和編組： 借鑒產品模塊多角度分級劃分理論，工業化住宅內裝模塊有不同的劃分方式，其角度 為內裝模塊化全生命周期的不同階段。當面向模塊化設計進行內裝模塊劃分時，劃分依據 為模塊功能的相關性，劃分手段為內裝產品的功能分解，此時內裝模塊形成分級的樹狀體 系，該樹狀體系與既有工業化住宅內裝模塊化體系的架構類似；當面向模塊化生產進行內 裝模塊劃分時，重點考慮降低加工制造內裝模塊的難度，提高制造效率和產品質量；當面向 模塊化施工和維護管理進行內裝模塊劃分時，優化模塊的劃分方法，減少部件的數量，降低 接口的復雜性，使得裝配和拆除都簡便易行；當面向模塊化拆除進行內裝模塊劃分時，考慮 按照材料的環保性、維護性、回收性，進行具有回收利用性能內裝模塊的劃分。
[0020] 理想的工業化住宅內裝模塊的劃分方法應是面向內裝模塊化全生命周期的，實現 多目標的協調。
[0021] 在內裝模塊劃分的過程中，模塊歸類和編組是模塊劃分的必要條件，影響工業化 住宅內裝模塊劃分的因素包括模塊的功能、結構、模塊生產、模塊裝配、成本控制等。內裝模 塊歸類和編組的依據是模塊識別； 所謂定性分析，就是對內裝產品的各模塊進行功能和結構相關性進行研宄，以確定各 模塊的級別和關系的緊密性，其中功能相關性主要涉及模塊在內裝使用上的作用，結構相 關性主要涉及內裝模塊接觸、連接和配合的關系。定性分析還應考慮內裝模塊化全過程各 階段的因素和成本控制因素。定性分析的優點是不需要各種算法，模塊劃分和聚類的實施 簡便易行。這也同時造成了定性分析的缺點，即該方法較多地依賴經驗，具有一定的主觀 性，從而可能導致模塊劃分科學性和合理性的欠缺。
[0022] 和定性分析相比，定量分析方法受主觀因素影響較小，但是內裝模塊聚類的數學 建模和求解過程非常復雜，同時，在數據確定和評價上也有無法解決的難題。在此背景下， 基于粗糙集的內裝模塊聚類方法更利于內裝模塊劃分和模糊聚類的實施。其對內裝模塊之 間的"關聯因子"（Association Factor，AF )進行粗糙分析，可以得出相互之間的關聯因 子，再根據同一模塊子系統內部模塊之間強耦合、不同模塊子系統的模塊之間弱耦合的劃 分原則，將關聯因子較大的內裝模塊進行聚合，形成模塊子系統。
[0023] 在工業化住宅內裝模塊劃分的實際操作中，采用定性分析與定量分析結合的方 法，即根據定性分析的結果，結合模塊的關聯因子，形成"工業化住宅內裝模塊相關性及關 聯因子分析表"，以便進行模糊聚類，實現內裝模塊的劃分、歸類和編組；該表中，"對應評 分"分值大于〇. 8的內裝模塊之間為強耦合，其余為弱耦合； 工業化住宅內裝模塊相關性及關聯因子分析表
(3)內裝模塊族庫的構建： 內裝模塊族概述 "族"在Revit Architecture中是一個重要的概念，它是建筑或內裝項目中各種圖元構 成的基礎。Revit Architecture的可載入族分為三種類別：體量族、模型類別族、注釋類別 族，其中模型類別族用于生成項目的模型圖元、詳圖構件等。
[0024] Revit Architecture項目中的家具、門、窗等構件都是可載入的模型類別族，內裝 模塊化設計是用各種模型類別族進行建模的過程。
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