内装模块化设计方案的检验与优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种内装模块化设计方案的检验与优化方法。
【背景技术】
[0002] 传统住宅内装的设计图纸大多用于现场加工的内装施工，其图纸(施工图）一般包 括平面、立面、节点详图、铺地、水电图等内容，图纸尺寸标注和材质标注要细致、准确，节点 详图更是对内装构造和做法有明确的说明，以保证现场加工的实施。不能适应适用于生产、 施工、管理等全过程的内装模块化的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种使得内装模块的设计方案进行检验与优化的内装模 块化设计方案的检验与优化方法。
[0004] 本发明的技术解决方案是： 一种内装模块化设计方案的检验与优化方法，其特征是：内装模块化全过程，是工业化 住宅内装模块化设计方案被不断地检验与优化的过程；检验与优化的途经主要有三个： (1) 通过虚拟建造进行设计方案的检验与优化 虚拟建造是实物建造过程在计算机上的本质实现，它采用计算机仿真与虚拟现实、建 模技术，利用工作站为代表的高性能计算机或计算机群组，进行建造过程的仿真再现，以发 现问题和采取补救、预防措施，避免实物建造过程的损失； 工业化住宅内装模块化设计采用参数化手段，平、立、剖面图和三维模型互相关联、同 步生成；在使用Revit Architecture进行内装设计时，平、立、剖面图绘制过程也是内装三 维模型的建模过程；由于该三维模型是矢量的，所有内装模块族的大小尺寸、位置关系通过 精确的数值控制，使得三位模型的相关数值与实物建造时的数值一致，且内装模块族之间 的连接关系也与实物建造时一致； 工业化住宅内装模块化虚拟建造分为静态的虚拟建造和动态的虚拟建造两种形式；使 用Revit Architecture进行静态虚拟建造，可以对内装模块的数量、规格、安装方法等进行 检验和优化； 内装模块化动态虚拟建造是对内装建造和施工过程的模拟，对内装模块化施工、内装 模块化管理和内装模块化拆除都具有一定的参考价值；当安装NavisWorks以后，Revit项 目文件可以导出为NWC格式文件，再把此文件用NavisWorks打开，对相关的内装部件进行 施工模拟设置，使得内装部件能按照所设置时间的先后顺序展示，从而实现动态虚拟建造 的目标； (2) 通过实物试验手段进行设计方案的检验与优化 对于批量化生产的工业化住宅内装产品，在设计初步完成，并进行虚拟建造以后，进 一步的检验手段是内装模块试制和试装配，即内装模块的实物试验；实物试验向用户展示 内装设计方案，一方面可以听取用户的意见以便优化设计方案，另一方面，为用户提供多样 化、菜单式的内装产品，以供用户选择，满足个性化的内装需求； (3)在内装模块化实施过程进行方案检验与优化 虚拟建造和实物试验属于内装模块化设计的必要手段，也是内装模块化方案检验与优 化的主要途径； 内装模块形体和构造的复杂程度、内装模块划分的精细程度会影响其生产的速度和效 率，内装模块在工厂生产的过程能够检验内装模块划分的合理性；内装模块化施工过程是 设计方案完成后最容易发现设计问题的阶段，内装模块的装配便捷性、安装的顺序等问题 都会暴露出来；内装完成以后的使用过程中，用户和物业管理部门根据实际使用过程中的 体验，可以对设计方案提出合理的建议；合理的设计方案还应尽可能提高可重复利用部件 的比例，并在保证牢固连接的前提下，用合理的连接方式降低装配和拆除的难度。
[0005] 本发明使得内装模块的设计方案更为多样化，从而使得内装方案有多种选择，从 而实现柔性设计的目标。可以减少修改图纸的工作量，并大大减少图纸中的错误，三维的仿 真视图为生产、施工、管理和拆除等阶段提供直观的图像。内装模块化设计方案的检验与优 化方法方便，易实现，保证了内装模块设计方案的可靠实施。
[0006] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0007] 图1是平面图中内隔墙模块位置和数量的改动示意图。
[0008] 图2是剖立面图中内隔墙模块的联动示意图。
[0009] 图3是内墙明细表中"数量"的联动示意图。
[0010] 图4是内装产品的功能分解示意图。
[0011] 图5是公共内装模块族库及其路径示例的示意图。
[0012] 图6是"墙"族库示例的示意图。
[0013] 图7是"专用设备"族库示例的示意图。
[0014] 图8是树状内装模块族分层结构示意图。
[0015] 图9是明细表属性面板示意图。
【具体实施方式】
[0016] 一种基于BM的建筑内装设计方法，包括下列步骤： (1)参数化设计： 参数化设计是指通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部 分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动，其中进行驱动所需的几何信息和拓扑信息由计算 机自动提取；在工业化住宅内装设计中使用参数化设计手段，当在某一视图改动某一模块 的尺寸、位置或形状时，其余视图中同一模块的尺寸、位置或形状同步自动产生相应改动， 同时，在内装部件明细表中，相关数据也会做出相应变化； 用参数化设计手段建立的工业化住宅内装信息模型不同于普通建筑三维模型，后者只 有反映内装模块(含内装空间模块）几何属性的几何数据，而信息模型还包括材质、类型、型 号代码、生产厂家等工程数据。这些几何数据和工程数据在工业化住宅内装模块化体系的 各组成部分之间共享。
[0017] 参数化设计可以实现内装模块的柔性设计。在参数化设计中，部件模块和模块子 系统都是定型的，当改变模块或模块子系统某一处的参数值时，系统便会自动驱动原模块 或模块子系统，使其改变为新的模块和模块子系统。同时，模块或模块子系统组合方式的改 变也有联动的特征。从上述过程看，参数化设计使得内装模块的设计方案更为多样化，从而 使得内装方案有多种选择，从而实现柔性设计的目标。
[0018] 目前，工业化住宅内装模块化的参数化设计常用软件为Autodesk公司的Revit， 该软件是国际上使用度较广的BIM软件之一，在工业化住宅参数化设计中大量使用。选择 Revit进行内装模块化设计，使得内装设计与建筑设计、外装设计成为完整的参数化设计体 系，构建功能强大的BIM共享平台。
[0019] (2)内装模块的划分、归类和编组： 借鉴产品模块多角度分级划分理论，工业化住宅内装模块有不同的划分方式，其角度 为内装模块化全生命周期的不同阶段。当面向模块化设计进行内装模块划分时，划分依据 为模块功能的相关性，划分手段为内装产品的功能分解，此时内装模块形成分级的树状体 系，该树状体系与既有工业化住宅内装模块化体系的架构类似；当面向模块化生产进行内 装模块划分时，重点考虑降低加工制造内装模块的难度，提高制造效率和产品质量；当面向 模块化施工和维护管理进行内装模块划分时，优化模块的划分方法，减少部件的数量，降低 接口的复杂性，使得装配和拆除都简便易行；当面向模块化拆除进行内装模块划分时，考虑 按照材料的环保性、维护性、回收性，进行具有回收利用性能内装模块的划分。
[0020] 理想的工业化住宅内装模块的划分方法应是面向内装模块化全生命周期的，实现 多目标的协调。
[0021] 在内装模块划分的过程中，模块归类和编组是模块划分的必要条件，影响工业化 住宅内装模块划分的因素包括模块的功能、结构、模块生产、模块装配、成本控制等。内装模 块归类和编组的依据是模块识别； 所谓定性分析，就是对内装产品的各模块进行功能和结构相关性进行研宄，以确定各 模块的级别和关系的紧密性，其中功能相关性主要涉及模块在内装使用上的作用，结构相 关性主要涉及内装模块接触、连接和配合的关系。定性分析还应考虑内装模块化全过程各 阶段的因素和成本控制因素。定性分析的优点是不需要各种算法，模块划分和聚类的实施 简便易行。这也同时造成了定性分析的缺点，即该方法较多地依赖经验，具有一定的主观 性，从而可能导致模块划分科学性和合理性的欠缺。
[0022] 和定性分析相比，定量分析方法受主观因素影响较小，但是内装模块聚类的数学 建模和求解过程非常复杂，同时，在数据确定和评价上也有无法解决的难题。在此背景下， 基于粗糙集的内装模块聚类方法更利于内装模块划分和模糊聚类的实施。其对内装模块之 间的"关联因子"（Association Factor，AF )进行粗糙分析，可以得出相互之间的关联因 子，再根据同一模块子系统内部模块之间强耦合、不同模块子系统的模块之间弱耦合的划 分原则，将关联因子较大的内装模块进行聚合，形成模块子系统。
[0023] 在工业化住宅内装模块划分的实际操作中，采用定性分析与定量分析结合的方 法，即根据定性分析的结果，结合模块的关联因子，形成"工业化住宅内装模块相关性及关 联因子分析表"，以便进行模糊聚类，实现内装模块的划分、归类和编组；该表中，"对应评 分"分值大于〇. 8的内装模块之间为强耦合，其余为弱耦合； 工业化住宅内装模块相关性及关联因子分析表
(3)内装模块族库的构建： 内装模块族概述 "族"在Revit Architecture中是一个重要的概念，它是建筑或内装项目中各种图元构 成的基础。Revit Architecture的可载入族分为三种类别：体量族、模型类别族、注释类别 族，其中模型类别族用于生成项目的模型图元、详图构件等。
[0024] Revit Architecture项目中的家具、门、窗等构件都是可载入的模型类别族，内装 模块化设计是用各种模型类别族进行建模的过程。
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