Solidworks 到Revit 的模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究

丁芮，陳俊，鄭智新，汪海波

（中機(jī)第一設(shè)計(jì)研究院有限公司，合肥 230601）

1 研究背景

相對(duì)于其他行業(yè)的信息化程度而言，建筑業(yè)信息化程度較低，為避免信息的不斷流失，高效協(xié)同建設(shè)各方，使得信息能夠準(zhǔn)確、及時(shí)、穩(wěn)定地傳輸，在建設(shè)行業(yè)中傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)正逐步向BIM 正向設(shè)計(jì)邁進(jìn)，逐漸實(shí)現(xiàn)建筑信息化。

建筑信息模型化是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立建筑模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息[1]。BIM 正向設(shè)計(jì)指設(shè)計(jì)人員從項(xiàng)目伊始，即開(kāi)始三維設(shè)計(jì)，構(gòu)建可視化的三維模型，利用三維模型可視化的特點(diǎn)，直觀反映最終成型的建筑結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的修正優(yōu)化。同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)溝通，達(dá)到二維圖紙向BIM 正向設(shè)計(jì)的出圖轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)建筑信息化。

鑒于建筑信息模型化的趨勢(shì)，以及BIM 正向設(shè)計(jì)的需求，在工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，整合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)建筑模型整合項(xiàng)目的各類(lèi)相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期中進(jìn)行信息的共享和傳遞，可以在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用[3]。

2 數(shù)據(jù)兼容性分析

在軟件使用過(guò)程中，經(jīng)常遇到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，首先，遇到的是同軟件在不用版本間的轉(zhuǎn)換，如高版本的CAD 與低版本的CAD 之間的轉(zhuǎn)換；其次，是同軟件商開(kāi)發(fā)的不同軟件間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如同為歐特克旗下的CAD 與Revit 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。而且由于BIM 應(yīng)用的特性，BIM 軟件應(yīng)支持開(kāi)放的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，因此，在使用不同軟件的過(guò)程中，經(jīng)常聯(lián)想到是否可以將A 軟件的成果轉(zhuǎn)為B 軟件使用，以節(jié)約時(shí)間和成本。

筆者及其他用戶(hù)在同軟件開(kāi)發(fā)人員的交流過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，三維軟件的底層架構(gòu)及算法，其實(shí)是大同小異，按開(kāi)發(fā)者所說(shuō)，異面曲線(xiàn)等幾何算法，實(shí)際上用的是同一套成熟算法。因此，通過(guò)文件格式的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)建筑信息模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的流通是存在可行性的。

但是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是一個(gè)有待大力開(kāi)發(fā)的區(qū)域，用戶(hù)無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一對(duì)一轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一轉(zhuǎn)換的前提是有相應(yīng)的適配插件，這需要投入大量的財(cái)力和人力去開(kāi)發(fā)研究。在面對(duì)不同軟件，不用用戶(hù)且需求各異的情況下，去投入大量精力開(kāi)發(fā)插件，顯然是不適用用戶(hù)需求較大的情況。因此，如何通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，在沒(méi)有一對(duì)一轉(zhuǎn)換插件的情況下，通過(guò)“繞彎”的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通成為當(dāng)前人們研究的重點(diǎn)。

3 數(shù)據(jù)格式研究思路

對(duì)于當(dāng)前的BIM 正向設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)師由于專(zhuān)業(yè)差異，使用的建模平臺(tái)不能統(tǒng)一，Solidworks 軟件傾向于工業(yè)設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)在于零件裝配，Revit 軟件傾向于建筑設(shè)計(jì)與能耗分析，優(yōu)點(diǎn)在于將建筑模塊化。

在工業(yè)建筑的BIM 正向設(shè)計(jì)過(guò)程中，工業(yè)模型仍舊需要重新二次建模，耗費(fèi)大量的時(shí)間、精力，導(dǎo)致從項(xiàng)目前期開(kāi)始就無(wú)法真正地讓三維設(shè)計(jì)協(xié)同落地。基于軟件特性，本文旨在研究由Solidworks 到Revit 的單向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以期提高BIM正向設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)效率。

在三維軟件架構(gòu)下，雖然不同軟件呈現(xiàn)的形式、用戶(hù)界面完全不一樣，但是底層語(yǔ)言、代碼還是有相似之處。同樣的語(yǔ)言通過(guò)不同的軟件“說(shuō)出來(lái)”就形成了不同的文件，如rvt、max等。不同的軟件也有不同程度上讀取其他軟件模型的能力，因此，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中考慮是否可以通過(guò)不同的“軟件翻譯”，使得Solidworks 的文件語(yǔ)言被Revit 接受。

IFC 是國(guó)際通用的格式之一，它是由國(guó)際協(xié)同工作聯(lián)盟(International Alliance for Ineteroperability，IAI)組織制定的建筑工程數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。目前，F(xiàn)ME2013IFC 讀模塊支持2×，2×2，和2×3 版本的IFC 規(guī)范，IFC 標(biāo)準(zhǔn)在全球得到廣泛應(yīng)用和支持[3]。

實(shí)際上，Solidworks 也可以導(dǎo)出IFC，但依舊存在問(wèn)題。實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)IFC 進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換生成的模型，有時(shí)無(wú)法被Revit 讀取，有時(shí)整塊相連，線(xiàn)條雜亂，缺失信息及材質(zhì)，有時(shí)部分構(gòu)件的幾何信息混亂，等等，難以進(jìn)行二次數(shù)據(jù)利用，故而需要尋找更優(yōu)的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

本文通過(guò)對(duì)比不同軟件的導(dǎo)入、導(dǎo)出格式，找尋數(shù)據(jù)共通點(diǎn),詳見(jiàn)表1～表3。

表1 Revit 允許的導(dǎo)入和導(dǎo)出的文件格式

表2 Solidworks 允許的導(dǎo)入和導(dǎo)出的文件格式

表3 Inventor 允許的導(dǎo)入和導(dǎo)出的文件格式

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中最終發(fā)現(xiàn)，同為歐特克旗下，也同樣服務(wù)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的Inventor，很適合成為軟件翻譯。首先，同作為歐特克旗下的軟件，它可以兼容Revit，其次，同作為機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)軟件，它兼容Solidworks。因此，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和嘗試，得出Inventor 可以作為合適的中轉(zhuǎn)軟件。

將Solidworks 文件通過(guò)歐特克旗下的Inventor 打開(kāi)讀取，通過(guò)Inventor 提供的BIM 平臺(tái)轉(zhuǎn)換為.rfa/.adsk 文件，輸入Revit，即可達(dá)成Solidworks 文件在Revit 平臺(tái)中使用的目的。

4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的必要性

一般情況下，各個(gè)專(zhuān)業(yè)可以通過(guò)集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)協(xié)同，借助數(shù)字建筑模型系列軟件，將散亂孤立的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和信息整合在一個(gè)平臺(tái)上，在各專(zhuān)業(yè)工種之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、信息整合。協(xié)同平臺(tái)兼容的主要格式集中在Revit、Navisworks、3Dmax 等軟件，對(duì)工業(yè)常用的Solidworks 衍生的格式兼容有限。其次，由于將Revit 與Solidworks 在第三方平臺(tái)中協(xié)同，則只能進(jìn)行模型的對(duì)比、展示，而不能直接做出修改，這樣達(dá)不到真正的設(shè)計(jì)協(xié)同。并且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)備是Solidworks提供的三維模型，建筑、機(jī)電是Revit 提供的三維模型，即使合成到平臺(tái)，也存在基點(diǎn)難統(tǒng)一、模型難復(fù)核的問(wèn)題，同時(shí)因?yàn)槠脚_(tái)是不具備修改模型的能力，無(wú)法即刻對(duì)模型進(jìn)行詳細(xì)精確的修改，設(shè)計(jì)人員對(duì)模型進(jìn)行反向核查需要花費(fèi)大量的時(shí)間及精力。

因此，直接將機(jī)械設(shè)備模型應(yīng)用到建筑或機(jī)電設(shè)計(jì)人員的Revit 平臺(tái)中，更方便設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中直接調(diào)整模型及碰撞。

5 結(jié)語(yǔ)

Revit 擁有著強(qiáng)大的協(xié)同設(shè)計(jì)能力，且因其具有開(kāi)源性，插件的多樣性為協(xié)同提供便利，從而促進(jìn)了Revit 平臺(tái)的推廣與應(yīng)用。用戶(hù)雖然通過(guò)文件中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了一定程度上的模型數(shù)據(jù)傳遞，但是這一轉(zhuǎn)換流程仍舊是不夠有效便捷的，此種方式轉(zhuǎn)換的基本前提是至少需要安裝3 款軟件。

雖管從Solidworks 到Revit 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換仍舊存在不足，但仍舊存在積極層面的意義，龐大的機(jī)械文件庫(kù)極大地豐富了Revit 平臺(tái)的族庫(kù)，為后續(xù)正向設(shè)計(jì)產(chǎn)生積極影響，提升模型精度。本文雖然只著眼于從Revit 到Solidworks 的單向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，但仍對(duì)促進(jìn)工作效率和項(xiàng)目運(yùn)用有積極作用。

當(dāng)數(shù)據(jù)不再成為壁壘，數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)則有望打破軟件的局限，對(duì)企業(yè)而言，可以減少軟件的支出成本，對(duì)個(gè)人而言，可降低軟件學(xué)習(xí)的成本，不必因?yàn)椴煌耸褂貌煌能浖鴮?dǎo)致協(xié)同障礙。

但目前不可以忽略的問(wèn)題之一是，市場(chǎng)上的軟件沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，模型只能理解為數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)之一，仍舊存在品牌差異、型號(hào)差異、地區(qū)差異等。因此，在整個(gè)項(xiàng)目周期中，由于設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各方的協(xié)同存在信息差異，往往使得BIM 只能形成一個(gè)概念，信息流轉(zhuǎn)存在各種障礙，不能真正落地。理想中的“一模到底”，信息通路，在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，依舊難以真正落地。