空间基因:建筑信息编码简史(四)

这是我们建筑信息编码知识的第四期,前面我们聊到了这么几件事:

1. 编码是针对计算机的,我们需要对信息进行分类,再转换成计算机能理解的语言进行管理。

2. 线性分类法(或树状分类法)是一种按不同层次进行信息分类的方法。

3.美国的Masterformat和Uniformat都是线性分类法,前者是乙方思维,后者是甲方思维。

4. Uniformat有两个版本,ASTM的版本专门针对甲方和设计使用,而CSI则是把Uniformat和Masterformat统一到一起管理,尝试让甲方和乙方在编码中实现某种程度的互通。

上一期的最后,我们留了一个问题给你:对比一下,ASTM版的Uniformat II一直更新到2015年,而CSI的Uniformat明显有更大的野心,但为什么只更新到2010年?后来CSI去干什么了?

1. 新方法,新标准

回答问题之前,我们放下历史,先思考这样一个问题:

现在,你的手里有这么两套编码方法,一套像是搭积木,说的是物理构件,比如建筑中一共有200根柱子;另一套像是捏橡皮泥,说的是材料,比如一共用了200吨水泥;而它们用的都是树状分层的分类法,谁也没法归类到对方的某一个层次里去。

那么,如果你是CSI,该怎么把它们融合到一起呢?

通过第二期里说到的生物分类,我们来回看一下线分类法的基本原则:

原则一:上一层要完全包含下一层,不能出现无关的其他小类别,比如「哺乳纲」这个大类里必须包含所有的哺乳动物,但绝不能出现「油菜」。

原则二:不同类别里不能有重复的项目,比如狼被归类到犬属,那豹属就不能再出现狼了。

现在,我们拿出「猫」这一个最小的分类来进一步举例,假设猫的颜色有「黑」和「白」两种,尾巴有「长」和「短」两种。

如果我们想给猫进一步分类,首先把它分为黑猫和白猫两类:        

OK,暂时没什么问题。

下面,我们该把「长尾猫」和「短尾猫」放到哪里呢?放到任何一个小类里肯定不行,否则就违背上面说的第二条原则「不同类别里不能有重复的项目」了。

还没完,如果我们再加入一个新的特点,比如「大眼睛」和「小眼睛」,那就更麻烦了,为了不出现重复,可怜的猫学家也许只能把这几个特点排列组合,勉强做这样的分类:

嗯......这样麻烦的分类,猫也表示很无奈,但还有更重要的事儿。

当我们用线性分类法分解体系的时候,有个重要目标就是「下一层所有数据加起来正好是上一层的数据」,比如黑猫和白猫的数量求和,就是所有猫的数量。

但如果我们想知道所有大眼睛猫的数量呢?不好意思,按照这样的方法,「大眼睛猫」分布在黑或白、长尾巴或短尾巴的各个小分类里,很难简单求和统计。

换言之,毛发颜色,尾巴长短,眼睛大小,这几个特点本来是平行的,并没有谁比谁更重要,而我们随便把颜色分在了第一层,尾巴的长度分在第二层,眼睛大小分在第三层,显然对于那些只关注眼睛大小的猫学家来说是很不公平的。

这就是线分类法的坏处:随着被描述物特征的增加,编码数量会急剧增加,并且哪个特点该排在更高的层级也更难界定。

一旦你想把这样的编码用于建筑全生命周期管理,就肯定会出现大麻烦。

比如简单的一堵墙,从设计到建成运维,会涉及到很多的要素:功能、组成材料、参与角色、施工阶段、工作结果、维护情况等等。

想象一下,如果需要给这样的描述单独编码:「结构设计师设计的、正在施工的、需要安装防水层的砌体外墙」,和「施工方设计的、施工完成的、需要拆除的预制混凝土隔墙」,那你的编码手册一定厚的谁也拿不动。

回到猫的例子,其实我们完全可以把互相平行的「特征面」单独分组编码,互不干涉。需要的时候,在对应的特点组里挑出特定的编码,组合到一起就行了。

比如下面的图,黑色、短尾巴、大眼睛、猫,被分别放到四个不同的编组里,拿出来用“+”号组到一起编码就是:「A01+B02+C02+D01」。

这样做的好处显而易见:因为每一个分类组都是独立平行的,互相没有从属关系,不用担心编码会重复;要增加新的特点,只需要在相应分组添加编码,对其他分组不影响。

这,就是区别于线分类法的另外一种方法:面分类法

现在可以回答上期留给你的问题了:CSI放弃了把Masterformat和Uniformat强行拼凑到一起,而是使用新的编码标准:Omniclass,目标是在从建设到运营的全周期里进行统一的编码,它采用的就是面分类法。

2. 全生命周期:集成信息管理

说到Omniclass,我们就不得不说说现代的集成信息管理。

我们的编码简史说到这里,回顾一下就会发现,无论是Masterformat还是Uniformat,面向的都是看得见摸得着的「物质」,这些东西参与的过程,叫做建筑周期的物质过程

把这些物质编码放到计算机里,我们当然可以做一些计算工作,比如造价预算、招投标、限额设计等等。

但整个建筑的生产和使用过程中,还有很多其他的要素,比如空间、参与的人、工作成果等等,这些要素参与的过程,叫做建筑周期的信息过程

缺少这些东西,我们是不能把整个建造过程「信息化管理」起来的。

信息化的本质,就是要把项目的人、材、机、物、信息、组织等对象集成到一起进行动态的管理,同时积累企业的知识库,最终将知识转化成新的生产力。

不夸张地说,从线分类编码到面分类编码思维的进化,就是建筑行业从传统管理到现代信息化管理的分水岭。

早在1993年,一份编号为ISO/TR 14177的技术报告《建筑业信息分类》,就指出原有编码体系的分类范围不能涵盖建筑业的各方面,是不完全的体系。

这份报告定义了一些新的建筑分类对象,比如设施、空间、设计构件、工项、产品、辅助工具、建设活动等等,为现代建筑编码体系奠定了基础。

1996年,ISO组织发布了一份重要的标准:ISO 12006-2,对ISO/TR 14177进行了扩充和完善。

它首先提出了一个基本过程模型,把建筑分为「建设过程」、「建设资源」和「建设成果」三个大分类。

「建设过程」分为「前期设计」、「施工安装」、「使用维护」、「报废拆除」四个阶段,在下面的图里我们把这四个阶段放在灰色的Y轴;「建设资源」分为「建筑产品/工具」、「建设代理」和「建设信息」,下面的图里我们把它放在蓝色的X轴。

X轴和Y轴不同项目交叉在一起,就形成了相应的「建设成果」。  

此外,每个阶段的建设成果,又可以把信息导出到下一个阶段,作为项目信息来使用(绿色箭头)。   

这张图代表了建筑行业的一个过程模型:「在特定的建设过程,投入特定的产品、工具、人和信息,形成特定的成果,并将信息流向下一个阶段」。

基于这个概念框架,ISO 12006-2给出了一张更加详细的面分类推荐表格。

注意,我们之前讲Masterformat和Uniformat的时候,也会给你列这样一个「大分类」的表格,但这两个标准都是线分类法,每一个大类彼此完全无关。

而在ISO 12006-2的「面分类法」里面,每一个大分类的表格虽然也是独立的,但我们可以在每一个表格里选取不同条目,通过交叉重组的编码,来共同描述建筑的某一个构件或状态。

比如,施工+门窗+半围合空间就等于「正在施工中的带门窗半围合空间」。

3. Omniclass:合体

后来,美国建筑规范协会CSI就是基于ISO 12006-2标准,牵头建立了Omniclass。这份由建筑业17个组织共同起草的编码标准从2000年开始制定,历经6年才发布了1.0版。

Omniclass采用面分法与线分法相结合的方式,共有15张分类表,每张分类表内部采用线分法,代表着一种建筑信息的分类方法。

我们说,Masterformat和Uniformat是两种分类方法,你可以像橡皮泥那样按照材料来看待建筑,也可以像乐高积木一样按照构件来看待建筑。

也正因为这个原因,CSI并没有放弃这两个标准,而是把它们融合到Omniclass里,其中,Uniformat被用于组织表21:元素,Masterformat被用于组织表22:工作成果。这下大家都开心了。

在上期最后,我们也说到,CSI开发这几个编码标准,是着眼于一盘更大的棋:建筑业信息化。而CSI接手Uniformat的时候,正是BIM的诞生之夜。

从上边的表格你可以看到,作为BIM行业龙头企业Autodesk的旗舰产品Revit,原生携带的Omniclass编码也仅仅是表23:产品这一项,这也印证了「Revit不等于BIM,更不等于信息化」这个观点。   

关于软件实际应用,我们会在后面的应用篇里再说到,今天就不展开了。

回到Omniclass,它的每一个分类表内部使用的都是线分类法,对信息进行逐层编码。

前两位表示编码所在的表格编号,从第三位开始表示分层,每层用2位阿拉伯数字表示。每个具体编码至少有8位,不足8位的高层编码用数字0补足8位,最多可以有7层14位数字。

比如在这张表里,23-15 00 00 表示在表23:产品里,属于第一层的「内部和表面产品」(第二层和第三层用4个0补位);

23-15 11 11 11表示第四层的石膏板固定隔墙;

它可以再向后扩展到第五层,11表示金属框架,13表示木框架。

和ISO 12006-2一样,Omniclass规定了用“+”号来表示多个表格之间的编码组合。

比如我们把「石膏板固定隔墙」的编码,和「建筑经理办公室」的编码,用“+”号连接起来,23-15 11 11 11+13-23 23 11,就可以表示「带石膏板固定隔墙的建筑经理办公室」。

除了“+”号,Omniclass还提供了另外三个运算符号。

“>”和“<”是比“+”号更高级的符号,它不仅代表了把两个编码组合到一起,还表示它们的从属关系。符号开口的方向是概念更重要的一方。

用中文来举例说明吧:比如你用「工程师+灯」,别人很难理解你说的是「设计了灯的工程师」,还是「被工程师设计的灯」。

那你就可以用「工程师>灯」来表示你想编码的主体是工程师。如果你想表达的主体是灯,但由于一些原因一定要把「工程师」摆在前面,那就可以用「工程师<灯」来编码。

“/”表示在一个表格里定义一个连续的编码段落,“/”前面和后面的编码分别是段落的开始和结束,主要用于数据筛选。比如要查找所有「电气和建筑智能化」内容,那就可以用这个符号来自定义查找范围。

4. 总结

今天你知道了「面分类法」对于现代建筑信息管理的重要意义,也了解了ISO 12006-2和Omniclass的前世今生。

更重要的是,你看到现在的BIM,对于「建筑全生命周期信息化管理」这个大命题来说,还远远不够,我们的路还很长,机会也还很多。

下次如果有人电脑上只装着Revit和一套不支持编码的协作平台,就来告诉你他搞定了建筑全生命周期管理,那你就这样反问他:

「你的管理信息是怎么编码的?用的什么编码格式?Revit只默认携带Uniclass或者Omniclass的表23,对于其他14张表格涉及到的信息内容,你是怎么解决的?」

到此,我们编码故事的北美之旅就告一段落。后面我们会带你快速地看一眼英国的情况,然后回到国内,看看我们的现状和未来。

你可以在公众号回复关键词「北美编码」,获取我们最近三期聊到的Masterformat、Uniformat和Omniclass的原文件。

欢迎你转发,点赞,留言给我们,有态度,有深度,BIMBOX,咱们下次见!

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