施工企业Revit族库管理系统的研究与应用

陈翔宇

（中建三局集团有限公司,湖北 武汉 430064）

1 族库现状及存在问题

Revit是Autodesk公司的一款BIM建模软件，集合了建筑、结构、机电等专业，因其操作简单、功能强大以及与AutoCAD较高的兼容性受到了广大BIM人员的青睐。族是Revit模型的基本组成单元，根据参数（属性）集的共用、使用上的相同和图形表示的相似来对图元进行分组。一个族中不同图元的部分或全部属性可能有不同的值，但属性的设置是相同的[1]。Revit族库是把大量族文件按照参数、特性等属性进行分类归档形成的数据库。通过使用Revit族库，建模人员可以查找并载入需要的族文件。

目前，在Revit建模过程中常见的族库主要有软件内置族库以及第三方插件族库，如橄榄山族库、品茗族库、构建坞、族库大师等[2]。软件内置族库是Autodesk公司官方族文件按照专业类型划分，并通过文件夹进行归类储存，内置于Revit软件安装包中的一种族库。第三方插件族库基于Autodesk公司所提供的RevitAPI进行二次开发，实现了功能的扩展，通过在项目文件中调用工具命令，对族文件进行归类整理与使用，主要功能有族的归类、存储、检索、预览、下载等，满足基本的建模需求。

施工企业基于Revit平台的BIM应用主要体现在建立信息化和可视化的Revit模型，对设计图纸进行精细化的三维表达，在建模过程中梳理出图纸问题，与各方协调沟通，优化调整设计内容，指导现场施工，从而达到减少拆改、节约工期、降低成本的目的。因此，对于模型的准确度及精细度有着较高的要求，并且部分项目设计变更频繁，对建模效率也提出了高要求。族是Revit模型的基础，做好族、用好族是满足这些高要求的前提。常见族库工具在使用中存在着以下问题：

（1）族文件没有进行集成管理，建模人员无法迅速检索需要的族文件。

（2）不同建模人员在项目中采用的族文件质量不一，核查族文件质量效率较低。

（3）不同建模人员的建模习惯不一致，同一项目图元使用的族文件不一致，影响施工人员正确理解模型。

（4）不同项目的建模人员存在就同一图元重复建族的情况，族的利用效率较低。

（5）族文件常常分散于不同项目或个人的本地文件夹中，不利于族共享。

（6）族文件缺少统一管理的入口，无法对族文件进行更新维护。

通过上述问题可以看出，项目建模过程中，常规族库工具的使用在族文件的检索、质量、管理及使用维护方面存在些许问题，影响建模效率和模型质量，不能很好地满足现场施工需求。因此，需要搭建施工企业族库管理系统，以实现企业族资源的持续积累、高效管理和使用维护。

2 族库管理系统的设计

施工企业族库管理系统的搭建需要在其标准体系的指导下实施，是企业BIM资源库建设的重要组成部分，其主要目的有：

（1）标准化项目建模过程的族文件信息，便于检索及后期运维信息添加。

（2）按类别整理常用构件模型，使构件成为标准模块，便于构件复用。

（3）通过账号管理，在企业内部实现族的交流共享，提高工作效率。

2.1 族库架构设计

对族库管理系统进行分层式架构设计可解决软件系统的复杂度带来的问题，提高代码开发效率，便于维护。整体架构自顶向下由外部接入层、应用功能层、系统功能层、基础架构层组成，如图1所示。

图1 Revit族库管理系统逻辑架构

（1）基础架构层。该层借助于数据库服务器、文件服务器、Web服务器的使用，通过操作系统以及办公网络等相关环境软件的作用来实现搭建过程，采用负载均衡、虚拟化等技术，保障服务端的稳定性[3-4]。

（2）系统功能层。该层实现族信息、人员权限、文件操作、流程管控的主要逻辑，引入成熟的工作流框架，接收来自应用功能层的数据请求，逻辑判断后，向基础架构层提交请求，并传递数据访问结果，起到承上启下的作用。

（3）应用功能层。该层实现Revit插件客户端及Web端用户的逻辑操作，调用服务层的接口。

（4）外部接入层。直接面向用户连接或访问的部分成为接入层。接入层的开发环境是Revit 2016，支持Revit 2016～Revit 2022版本在项目文件进行调用。

2.2 族库功能设计

Revit族库管理系统功能设计针对常规族库工具的使用在族文件的检索、质量、管理及使用维护方面存在的问题进行针对性设计，系统包含PC端和Web端两个模式。PC端上族库作为Revit插件上的一个功能菜单，提供上传、下载、预览、审核等功能，方便使用者操作目标族文件。Web端对于族库系统的管理，通过脱离Revit的简化方式进行，提供用户管理、日志管理、统计中心、文件管理、目录管理等功能。

2.2.1 族文件检索

族库中的族文件种类繁多，要求族库管理系统具备检索功能，包括分类筛选检索和输入关键词检索。

分类筛选检索根据企业实际项目特征对族文件进行分类，在房建项目中通常按照功能和专业划分为建筑、结构、给排水、暖通、电气以及标注出图等类别。

关键词检索分为全局检索和标签检索。全局检索通过关键字筛选出类别、名称、属性等条件中包含关键字的族，根据匹配度进行排序，实现对族文件的快速查找；标签检索是BIM工程师根据使用习惯对常用族添加标签，通过检索标签可获得该标签下的一系列族文件。

为了便于族的查找和使用，可对族文件进行排序。排序方式分为下载次数、评价等级、更新时间。下载次数反映了该族的需求情况，说明该族在项目中被频繁使用。评价等级反映该族的质量情况，对于过低评价等级的族将重新制作并替换。更新时间有利于新项目的族被快速检索使用。

2.2.2 族文件质量

族库进行标准化管理，对族文件的版本、命名、分类、预览做出一定要求，系统内置检查模块会对族文件进行初步检查。

族文件版本检查：族库中的族文件由相对版本较低的Revit软件（2016）进行创建，对不符合该版本的族文件进行提示。

族文件命名检查：根据企业内部的BIM实施标准，族文件命名应体现出该构件的所属分类和主要特征，对命名规则有误的族文件进行提示。

族文件分类检查：根据族命名及族样板对族文件分类进行初步检查。

族预览：BIM模型及优化的最终成果表达主要包括两个方面，即各专业的三维模型和二维CAD图面表达。族预览需要同时展示族的三维状态和二维平面表达，二维平面表达与设计图纸图例保持一致，符合中国建筑设计标准的图例符号线。

族库设置审核功能，企业级Revit族库中的族文件应符合企业BIM标准，满足服务项目的BIM深化要求。不同类型的项目对族文件的需求不同，过往积累的族资源可能不能完全覆盖这些需求，就需要在族库中载入新的族。为保证族库的标准化程度，BIM工程师上传的族文件需要经过审核流程。审核界面下可浏览族文件参数及材质信息，由审核人员检查BIM工程师上传的族文件是否符合要求，核查无误后管理员对满足要求的族文件按照标准进行归类，避免族库出现混乱无序的状态。

2.2.3 数字化管理

族的信息统计主要用于鼓励族的制作、促进族的共享以及进行族的合理排序。

在族库的使用过程中对族文件的下载次数、上传时间、上传者、下载者、族评价进行数据统计，根据统计结果可对相关人员进行考核奖励以及为族文件的相关排序提供数据支撑。

族是企业宝贵的知识资源，可通过企业内部局域网的形式，实现内部协同，提高族文件的安全性。可设置管理权限，分为管理员权限、普通权限和审核权限。普通权限可以浏览、下载使用族库管理系统中的族文件以及将族文件上传至族库审核区域。审核权限可浏览载入审核区域的族文件，决定其保留还是退回修改。管理员权限可查阅族库管理系统的后台数据、修改族库分类、进行增加和删除族文件以及赋予审核人员审核权限。

在向外界传输模型文件时对族文件进行加密，通过加密功能，可对项目中的族设置密码进行保护。加密后其他人使用时无法实现参数驱动，必须使用族解密工具，输入密码，勾选需要解密的族进行族解密，方可恢复参数驱动。

3 族库管理系统的使用与维护

3.1 族库使用

从族库的使用流程出发，构建族库管理系统，可实现Revit族库的高效使用。本研究通过对过往项目的族资源进行收集整理，形成初步族库资源，并在该过程中根据使用情况进行动态调整使其不断完善，最终形成标准化的族文件。Revit族库管理系统使用流程如图2所示。

图2 Revit族库管理系统使用流程

通过Web端管理系统为BIM工程师及审核人员分配登录帐号并赋予相关权限，在Revit插件端修改初始密码并登录族库。BIM工程师对项目中常用族文件进行收集整理，分类上传至对应类别中。上传的族文件处于待审核状态，审核人员根据企业标准对相关信息进行检查，并测试族文件在项目环境、族编辑环境和文件浏览环境中的插入、连接、自适应情况，确保族文件在实际项目中具备稳定的参变性能，确保连接件设置正确。审核通过的族文件录入族库系统里供下载使用，未通过的族文件退回至BIM工程师处进行修改。

在族库使用过程中，BIM工程师对族文件的使用实时反馈，管理员在后台查看反馈意见，传达给BIM工程师，修改族文件后再重新录入族库。

每周管理员对族库使用信息进行统计，并制作图表进行公示。

3.2 族库维护

族库维护主要为解决系统使用过程中出现的异常或疑问。BIM工程师定期以文字形式将使用过程中遇到的问题提交给系统维护人员，维护人员制作表单进行记录，对当日已解决的问题反馈结果，当日未能解决的问题，反馈进展。BIM工程师定期跟进问题处理进度，直至问题解决。

4 结语

族是Revit模型的重要组成部分，贯穿项目BIM实施各环节。族库管理系统的开发是企业BIM标准体系与资源库建设的一项重要工作，本文所开发的族库管理系统能够提高施工企业BIM人员建模效率以及项目成果的标准化程度，通过对族资源的集中存储、快速检索、多方重用，实现了由项目级BIM应用向企业级BIM应用的转变，能更好地满足施工现场的需求。