房屋建筑工程并行设计的研究

陈昭辉

【摘要】本文在论述了并行设计工程的基本原理基础之上来对建筑工程的并行设计进行论述。

【关键词】房屋建筑；并行工程；并行设计；研究

随着我国市场经济的不断深入，各个行业都面临着严峻的国内外竞争，对于建筑行业而言，传统的工程流程已经不符合社会发展的需要。传统的房屋建筑往往会消耗大量的基础才考，却并没有取得其预期的经济效益。因此就需要将房屋工程的并行设计引入进来，这样就能够降低房屋建设的成本，提高房屋建设的质量，从而为我国建筑行业的发展提供新的活力。并行设计的过程就是将产品加工的整个周期考虑进来，综合考虑各个步骤的影响因素，最后制定出合理的产品开发过程。

一、 并行工程的基本概念

1. 并行工程的定义

目前关于并行工程的概念最早是由美国国防分析研究所的提出的，该研究所指出"并行工程（Concurrent Engineering，简称CE）主要是指产品的生产过程或者其相关的过程进行集成地、并行地设计的一种系统化方法。这就要求设计人员在开发产品的时候，能够将产品的整个生命周期都考虑进来，要将从概念产品到产品的报废过程中需要注意的问题都考虑到，比如成本、进度以及用户的需求等。

2. 并行工程的特点

并行工程主要体现出以下四方面的特点，分别是并行性（Concurrent）、约束性（Constraint）、协调性（Coordination）和一致性（Consistent），简称为4C特点。并行工程的这四个特点就表明在进行并行工程设计的时候，就需要将产品的设计过程放在一个框架中来进行；并且要对产品生产过程进行约束，比如考虑时间收益、成本收益等；还要考虑产品生产的各个环节相互协调；在做出有关的产品生产过程的重大决策的时候，需要并行小组中的人讨论后给出一致的意见。

3. 并行工程的效益

美国国防分析研究所指出并行工程能够达到以下的效益：

（1） 通过对产品的质量进行改进和提升，这样就能够使得产品生产的早期阶段的变更次数减少50%以上。

（2） 通过对产品的设计其相关过程进行优化，这样就能够使得产品的开发周期缩短40-60%。

（3） 通过对产品设计的过程实现一体化的管理，这样就能够有效降低生产成本30-40%。

（4） 通过对产品生产过程进行优化，就能够使得产品的报废减少75%。

二、 房屋建筑工程并行设计的基本框架体系

房屋建筑的过程随着专业知识的分化，就使得整个建筑体现出来了"离散化"的现象。在进行房屋建设过程中，建筑师和工程师的作品互相不欣赏。这样就使得房屋建筑设计的过程出现了几个平行的领域，每个领域都只在内部进行交流，这种离散化的管理方式造成的结果就是使得建筑行业的内部交流出现问题，这样就使得建设的下游需求不能够及时反映到建筑设计的早期，因此就出现建筑的工程优化不彻底的现象。

而且目前建筑工程日益复杂，一个人是无法单独完成建筑工程的设计过程。因此从20世纪开始，建筑工程行业就由管理规划人员。建筑师、结构师以及施工人员来进行配合工作。在整个房屋建筑过程中，各个专业人员都有自己侧重工作和处理的信息，在相互配合之中来完成整个工程。比如对于一块楼板而言，建筑师将其看作是分隔空间的构件，而对于结构师来说起就是承重的构建。

1. 房屋建筑工程并行设计的基本内容

在进行房屋建筑工程的并行工程设计的时候，就是不同专业、不同的计算机辅助系统结合起来，比如将建筑、结构、给排水、暖通、信息处理系统等结合起来，同统一的执行来对各个环节进行的控制，通过控制来保证信息传递的流畅性，使得整个建筑工程能够协调有序地进行。房屋建筑的并行工程的集成主要包括一下两方面的内容：一方面就是物理集成。物理集成主要是通过互联网来实现运行的，这样就能够将建筑工程中的数据通过信息手段连接到计算机系统中，这样就能够实现硬件、软件以及数据的共享，这样就为整个集成系统的运行提供了运行环境；另一方面就是软件集成。软件集成只要是由CAX應用系统的集成和信息集成两方面来组成，通过系统核心将CAX软件系统和环境结合起来，这样就能够为CAX的运行提供帮助，从而有效实现数据的统一管理、程序管理以及运行控制等。

2. 房屋建筑工程并行设计的基本结构

在对房屋建筑工程的并行工程设计的时候，整个结构是由支撑域、执行域以及管理域三部分来构成的。

支撑域主要的目的就是构成一个数据、信息以及知识共享的环境，这样就能够对整个建筑工程进行高效、有效以及可靠的管理。支撑域是基于计算机网络来实现对产品数据分层式存储的过程。支撑域在数据信息共享的基础之上，构建了一个可供各个专业协同设计的平台，主要是由硬件系统、信息集成以及工具集成构成的，这样就满足了并行工程对于数据信息的需求。然后在对数据库统一管理的基础之上，就能够实现建筑设计过程以及后续的施工过程的信息集成。同时，支撑域还会在共享数据的基础之上来为各个专业人员提供集成的信息交流环境。

执行域主要就是在支撑域的平台支撑下，在有效的管理监督之下来进行各项活动的执行。各个工作人员会按照管理域对其的要求来开展相关的建筑工程工作。

管理域主要是包括进度控制、技术管理、质量控制、成本控制以及人事管理者五方面的内容。这样就能够对整个建筑工程的过程进行集约化的管理，保证一体化的建筑工程过程能够顺利进行。在管理域中，有效的管理过程是在活动和过程的组织管理中来进行，并且在资源约束和进度约束等条件来实现的。

3. 房屋建筑工程并行设计的特点

房屋建筑工程的并行工程主要体现出以下两方面的特点：一方面就是能够尽早对建筑方案的可行性进行判断。这主要是因为并行设计的各个专业是同步进行的。但是在建筑工程设计的时候，一些串行的设计是不能够同时进行的，比如没有建筑方案就不能够进行结构设计，因此所谓的并行设计只是在局部范围内尽可能实现并行。另一方面就是在制定出建筑工程的STEP协议之前，需要各个设计任务能够实现数据共享，因此就需要在各个专业之间建立好关联性，这样就能够实现一方的设计进行修改，另一方的设计能够同时进行相应修改，从而保证整个设计过程的一致性，避免施工过程才发现设计缺陷，这样就会影响施工的进行。

4. 房屋建筑工程并行设计的功能

房屋建筑工程的并行工程主要体现出以下五方面的特点：（1）可以通过数据转换器来实现不同领域系统中的信息的共享。（2）能够将不同系统中的数据都转化成为中性格式，比如可以将所有的产品数据都转化成为国际标准STEP的形式，这样就便于数据转换和共享的过程。（3）可以通过公共数据库来实现不同系统中数据的共享。（4）可以实现软件集成。这样就能够对不同专业的软件和同一专业的不同软件进行集成管理，从而实现不同形式的数据（文字、图像、图形）之间的信息转换和集成。（5）可以通过互联网来实现对不同地区的信息数据来进行共享，从而有利于信息的及时反馈，保证工程优化过程的及时性。同时还能够使得不同地区的工程人员来共享图形库、数据库以及材料库等，设计人员和用户也能够及时进行信息的交换，从而及时满足用户的需求。通过信息网络系统的虚拟设计，就能够实现异地协调设计。

综上所述，并行设计在建筑领域在逐步进行推广，并行设计在建筑领域有着广阔的发展前景。

参考文献：

[1]吴子燕，杨劲，孙树栋.建筑工程并行设计研究.工业工程与管理，2005（3）.

[2]杨劲.建筑工程并行设计研究.山西：西北工业大学，2005.

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[4]龚景海，钟善桐.建筑工程并行设计的研究.哈尔滨建筑大学学报，2000，33（5）.