BIMBOX | 空間基因：建筑信息編碼簡(jiǎn)史（二）

上一期我們說到計(jì)算機(jī)對(duì)自然語言的編碼，以及人們?cè)鯓咏鉀Q編碼中遇到的問題，這一期我們開始進(jìn)入建筑行業(yè)的信息編碼。

上次我們留了一個(gè)問題給大家：

要回答這個(gè)問題，我們先來看看2018年新執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)名字：《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》。

你看，我們說完了編碼，還有個(gè)重要的東西沒說，那就是分類。

上次說到的語言編碼Unicode，盡管它也會(huì)按照一定規(guī)則對(duì)編碼進(jìn)行分類，比如把同一個(gè)國家的語言字符放到一起，但這個(gè)分類對(duì)人們并沒有太大的影響。

我們來舉另外一個(gè)例子：生物的分類。

目前，人類已經(jīng)命名的生物有170多萬種，這個(gè)數(shù)字還在以每年1.5萬的速度在增長(zhǎng)。科學(xué)家預(yù)計(jì)，地球上的生物可能有1億種以上。

你可以想象，如果把1億種生物的名字和編碼毫無規(guī)律的寫進(jìn)一本詞典，對(duì)任何人都是沒有意義的。

于是人們開始對(duì)生物進(jìn)行分類。早期的分類比較粗糙，中國的李時(shí)珍把生物分為植物和動(dòng)物，植物分為草、谷、菜、果、木五種；動(dòng)物分為蟲、鱗、介、禽、獸五種。

隨著被發(fā)現(xiàn)的物種越來越多，生物的分類越來越細(xì)致，分類的層數(shù)也就越來越多。

現(xiàn)代分類方法把生物分為域、界、門、綱、目、科、屬、種八層，每一層都包含多個(gè)更低層次的分類，越是低層的同類相同點(diǎn)就越多，只有最底層「種」才對(duì)應(yīng)著實(shí)際存在的生物。

就像是電腦里的文件夾，一層一層的展開，只有最后一層里才有實(shí)際的文件。

比如，貓就屬于：真核生物域、動(dòng)物界、脊索動(dòng)物門、哺乳綱、食肉目、貓科、貓屬、貓種。

這種像樹一樣展開的分類方法，叫做結(jié)構(gòu)化分類，也叫線分類法。用這種分類方法進(jìn)行編碼，有幾個(gè)好處：

第一，操作更人性化。比如研究貓科動(dòng)物的人，可以在「貓屬」這個(gè)小類別里把貓編號(hào)為1，虎編號(hào)為2，不需要考慮和犬屬里面狗的編碼會(huì)不會(huì)沖突，也不必花心思去研究犬屬的編碼。

第二，擴(kuò)容性好。新發(fā)現(xiàn)一個(gè)物種，只需要把它按照一定特點(diǎn)放到相應(yīng)層面的分類里，按順序往下編碼就行了，對(duì)其他分類的編碼沒有影響。實(shí)在需要的話，可以在某一層重新創(chuàng)建一個(gè)新的分類。

第三，編碼的檢索非常高效。你要查找貓，只需要知道貓大概屬于哺乳動(dòng)物這一個(gè)綱，就可以完全忽略其他的域、界、門、綱里成千上萬的物種，搜索量大大減少。

第四，數(shù)據(jù)可以分級(jí)管理。比如，一個(gè)專門研究食肉類動(dòng)物全球分布情況的專家，可以在「目」這個(gè)層面調(diào)取「食肉目」，它自然就包含了里面貓科、犬科等所有動(dòng)物，而不需要再往下逐層查找。

現(xiàn)代動(dòng)物的分類已經(jīng)很統(tǒng)一了，但它并不能滿足所有人的需求，尤其是第四點(diǎn)，分級(jí)管理。

對(duì)于一個(gè)研究食肉動(dòng)物的專家來說，這種分類方法當(dāng)然很好，但如果一個(gè)人專門研究所有「圓形耳朵的動(dòng)物」，那他就得自己去很多類別里自己查找再匯總，就會(huì)覺得這個(gè)分類方法不怎么好用。

通過這個(gè)例子我們可以看到，像文字編碼這種很少需要人類參與的活動(dòng)，對(duì)分類的需求比較低。工程師不需要記住所有文字的編碼，只需要事先選好一個(gè)編碼格式，每個(gè)文字使用的時(shí)候自動(dòng)調(diào)取就行了。

而像生物研究這種需要人類深度參與的體系，對(duì)分類的要求就很高。

回到我們的主題。

建筑業(yè)是一個(gè)需要人深度參與的行業(yè)，而且不同層面的人所需要的數(shù)據(jù)完全不一樣。有的人負(fù)責(zé)采購物資，有的人負(fù)責(zé)規(guī)劃工序，有的人負(fù)責(zé)招投標(biāo)，有的人負(fù)責(zé)投資戰(zhàn)略，如果把所有建筑信息一股腦丟給他們，就等于是什么都沒給。

所以，建筑業(yè)的編碼同樣需要按層次分類。不同分類方式對(duì)不同需求的人來說，也是有好有壞。

我們今天先請(qǐng)出第一個(gè)建筑信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)——Masterformat。

1963年，美國建筑規(guī)范協(xié)會(huì)CSI聯(lián)合加拿大建筑規(guī)范協(xié)會(huì)CSC，共同發(fā)布了CSI建筑規(guī)范格式，目標(biāo)是用于項(xiàng)目檔案管理、造價(jià)管理和編寫組織規(guī)范。到了1978年，這兩個(gè)協(xié)會(huì)又對(duì)它進(jìn)行了修正，頒布了Masterformat第一版。

我們不看發(fā)布者對(duì)它的功能定義，先看看它是怎么給建筑信息分類的。

最早的Masterformat一共有16個(gè)分類，主要是按照工種工藝和材料來區(qū)分。

最早的Masterformat小的分項(xiàng)一共也就160多種，所以不需要多層分類，總共就兩層，在大分類下就是一層具體的項(xiàng)目。每個(gè)小項(xiàng)由5位編碼組成，前兩位代表它所在的分類，后三位是對(duì)自身的編碼。

比如，第三類混凝土工程進(jìn)一步分成了9個(gè)項(xiàng)目，分別是03300現(xiàn)澆混凝土、03400預(yù)制混凝土、03900混凝土修復(fù)和清潔等等。

這個(gè)版本的Masterformat主要是面向房建項(xiàng)目，一直維護(hù)到1995年。

后來，很多新的產(chǎn)品、材料和工藝涌入建筑業(yè)，機(jī)械和管道越來越復(fù)雜，同時(shí)也有越來越多的市政和工業(yè)項(xiàng)目需要編碼。這些新的信息都無法編排到Masterformat1995里面。

于是在2004年，CSI發(fā)布了Masterformat2004版，把原來的16個(gè)類別擴(kuò)展為50個(gè)類別，又把這50個(gè)類歸納到六個(gè)分組里。

這六個(gè)分組分別是：招投標(biāo)與合同需求、通用需求、設(shè)施建設(shè)、設(shè)施服務(wù)、場(chǎng)地和基礎(chǔ)設(shè)施、工藝設(shè)備。

從2010年開始，CSI每隔一到兩年對(duì)它進(jìn)行一次更新，一直保持著六個(gè)分組、50個(gè)大類別的基本框架。最新版本是2018年6月版。

新版的Masterformat雖然列出了50個(gè)分類，但并沒有對(duì)所有分類進(jìn)行編碼，比如15~20、29~30、36~39等大類都是空的，留給未來擴(kuò)展用。

新版Masterformat編碼的分層也更加詳細(xì)，編碼共分為三組，每組兩位數(shù)，高層類別的后幾位編號(hào)用00補(bǔ)位。

比如「03 00 00」代表最高層的第3類，混凝土；「03 20 00」代表混凝土大類里面的第20小類，混凝土加固。

其中第二層的編碼比較特殊，當(dāng)?shù)谝晃徊粸?，第二位為0的情況下，可以多展開一層，比如「03 40 00」預(yù)制混凝土，可以進(jìn)一步分為「03 41 00 結(jié)構(gòu)預(yù)制混凝土」和「03 45 00 建筑預(yù)制混凝土」。

第三層編碼需要進(jìn)一步分類的時(shí)候，就在后邊加一個(gè)點(diǎn)，然后補(bǔ)兩位擴(kuò)展編碼，比如「03 11 13」現(xiàn)澆混凝土成型，可以進(jìn)一步細(xì)分，「03 11 13.16」是其中的混凝土支護(hù)分項(xiàng)。

這樣，Masterformat就形成了最多五層的樹狀線性分類。

就像前面我們舉例的生物分類一樣，Masterformat采用這樣的分類方法，能夠帶來操作人性化、擴(kuò)容性好、檢索快速，以及數(shù)據(jù)分級(jí)管理幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。

前幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)比較好理解，我們重點(diǎn)說一下樹狀分類法的第四個(gè)優(yōu)勢(shì)：數(shù)據(jù)分級(jí)管理。

比如你把Masterformat用作工作流程管理，那么高一層的任務(wù)就可以包括低一層的所有任務(wù)，當(dāng)每個(gè)負(fù)責(zé)較低層次的人員追蹤并提交任務(wù)進(jìn)展的時(shí)候，高一級(jí)別的任務(wù)也就可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)字化追蹤。

如果你把Masterformat用作成本計(jì)算，也可以通過逐層分解來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理。負(fù)責(zé)混凝土用量的人只需要在03 00 00這一個(gè)大類里計(jì)算人材機(jī)料，而不需要在意其他層次的類別。比他負(fù)責(zé)的層次要高的人員，可以了把他的數(shù)據(jù)直接拿來用。

實(shí)際上，歐美和中東地區(qū)的很多項(xiàng)目，雖然項(xiàng)目形式各不相同，但工程量清單、招投標(biāo)文件、項(xiàng)目執(zhí)行規(guī)范的編排，采用的都是Masterformat體系，文件編制后可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，也方便不同項(xiàng)目的數(shù)據(jù)互通。

從前面的內(nèi)容你可以看到，Masterformat是把一個(gè)建筑的建造過程拆解成不同的工序、材料和設(shè)備，然后再把這些拆解好的項(xiàng)目分門別類進(jìn)行編碼，所以我們說Masterformat是面向工種和材料的編碼方式，這一點(diǎn)請(qǐng)你記住，后面還會(huì)和其他編碼方式做比較。

在生物分類的例子最后我們說到，現(xiàn)代的生物學(xué)分類方法對(duì)于研究食肉動(dòng)物的專家來說很好用，但對(duì)于專門研究所有「圓形耳朵的動(dòng)物」的人來說，就不怎么好用。

同樣，面向工種和材料的Masterformat，對(duì)于建設(shè)單位來說已經(jīng)很好用了，但對(duì)于其他人，比如投資方或者設(shè)計(jì)師，就不是很友好了。

我們來看看對(duì)于這些人來說，建筑信息編碼都用來做什么，以及用Masterformat來完成這些任務(wù)的缺點(diǎn)：

第一：投資估算

項(xiàng)目的投資數(shù)據(jù)分為方案階段的估算，初步設(shè)計(jì)階段的概算和施工設(shè)計(jì)階段的預(yù)算。概算和預(yù)算的計(jì)算方式都是先計(jì)算工程的材料、人力、設(shè)備等直接費(fèi)用，再計(jì)算費(fèi)率得到，可以按照材料和工種進(jìn)行分解。

而在項(xiàng)目大前期的估算階段，還沒有細(xì)部設(shè)計(jì)，這些費(fèi)用是算不出來的。

甲方的投資估算，一般都是根據(jù)歷史項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分析，把類似的建筑花了多少錢拆解成小的分類，然后把這些小分類按照新建項(xiàng)目的構(gòu)成比例組合到一起，從而估算出新項(xiàng)目的投資。

每一個(gè)被分解出來的小分類，在歷史項(xiàng)目的投資占比，就反應(yīng)著這種分類方式的敏感性。

Proffenberger在一項(xiàng)對(duì)編碼體系的研究中公布了這樣的結(jié)果：企業(yè)對(duì)已建成項(xiàng)目的投資數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的時(shí)候，Masterformat體現(xiàn)出的敏感性比較低。比如辦公樓項(xiàng)目，混凝土占整個(gè)工程投資比例為2%~32%，磚石為0%~20%，金屬為0~21%，木材為0~38%。

這就意味著：這個(gè)項(xiàng)目木材多一些石材少一些，那個(gè)項(xiàng)目可能就沒使用磚石，每種材料都在一個(gè)很大的范圍里上下波動(dòng)，這在估算新項(xiàng)目的時(shí)候誤差就會(huì)很大了。

除了對(duì)單個(gè)項(xiàng)目的估算，對(duì)于長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中數(shù)據(jù)的積累和分析，Masterformat也顯得力不從心。

第二：對(duì)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)

在方案設(shè)計(jì)和估算完成后，就是初步設(shè)計(jì)和深化設(shè)計(jì)。如果方案階段使用的是面向材料和工種的分解，數(shù)據(jù)就很難指導(dǎo)深化設(shè)計(jì)。

對(duì)于設(shè)計(jì)師來說，只能按照項(xiàng)目的構(gòu)成和使用部位來做限額設(shè)計(jì)，比如樓板總面積、柱子的總體積等，如果把這些數(shù)據(jù)都融成一鍋粥，就沒有意義了。比如估算階段預(yù)計(jì)混凝土使用量為2萬方，木材使用量為20噸，然后告訴設(shè)計(jì)師，按照這個(gè)限額來進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)就蒙圈了。

美國建筑師學(xué)會(huì)出版的《建筑師使用手冊(cè)》也說到：「面向材料和工種工程的投資分解和編碼體系，不適合項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的投資控制。」

CSI在一開始頒布Masterformat的時(shí)候也說了：目標(biāo)是用于項(xiàng)目檔案管理、造價(jià)管理和編寫組織規(guī)范。

第三：動(dòng)態(tài)成本控制

工程投資是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，甲方的投資是分批給乙方的，打完地基給一筆錢，起完標(biāo)準(zhǔn)層再給一筆，不同的分包結(jié)算也是動(dòng)態(tài)的。

比如預(yù)算中有「C40混凝土墻」這個(gè)分解項(xiàng)，但這一項(xiàng)可能分布在地下和地上的各個(gè)樓層，Masterformat很少考慮施工先后順序帶來的任務(wù)安排變化，因此對(duì)工程任務(wù)組織和分解表達(dá)不夠充分，也就很難符合動(dòng)態(tài)成本分析的需求。

再比如，同樣的混凝土材料和工種，在預(yù)算里可能分布在不同的分包合同里，在對(duì)比概預(yù)算和結(jié)算來支付工程款的時(shí)候，把所有材料大鍋燉的Masterformat也會(huì)帶來一些沖突。

在這里需要強(qiáng)調(diào)一下，這幾個(gè)缺點(diǎn)，只要有人工介入，雖然麻煩一點(diǎn)，也都是可以解決的。而當(dāng)我們說一個(gè)編碼體系的分類方式是否好用的時(shí)候，所指的一定是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼，并進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)計(jì)算和分析。

在上一期內(nèi)容里我們已經(jīng)講了，想通過自然語言的介入，把一個(gè)已經(jīng)定義好的編碼規(guī)則進(jìn)行擴(kuò)容，一定會(huì)帶來體積大、效率低，甚至是編碼沖突的問題。

所以，當(dāng)一個(gè)編碼體系的分類方式明顯不適合一類人的時(shí)候，更好的辦法不是在原有基礎(chǔ)上修修補(bǔ)補(bǔ)，而是設(shè)計(jì)一套新的編碼體系。

當(dāng)然，別忘了我們也說過，為了解決一個(gè)麻煩而創(chuàng)造一個(gè)新編碼體系，也很可能會(huì)帶來新的麻煩。

投資方為了解決這幾個(gè)麻煩，該怎么設(shè)計(jì)新的編碼體系，又會(huì)帶來哪些新問題？這就是我們下一期要講的內(nèi)容。

歡迎你把問題和想法留給我們，我們會(huì)在后面的內(nèi)容里補(bǔ)充給大家。

有態(tài)度，有深度，BIMBOX，咱們下期見！