黄成华

(兰州职业技术学院 设计与传媒系， 甘肃 兰州 730070)

室内建筑设计专业的毕业设计，是师生教学活动综合能力的整体反映。在毕业设计过程中，既检验了毕业生三年的学业水平和实践成果、专业知识及实践能力，又是教师教学水平的检验和反馈，是教师教学团队与市场密切联系的试金石。

一、毕业设计流程

毕业设计要求学生以个人或小组的形式在限定时间内完成一整套建筑室内设计项目，选题形式多样，例如居住空间、办公空间、娱乐空间、餐饮休闲空间、酒店空间、商业空间、建筑漫游等。但是一整套室内项目的设计要求非常高，标准非常严，需要学生在三到六个月的时间内加班加点才有可能完成。从下面学生毕业设计工作流程图中可以看到，每位同学或每个小组需要完成毕业设计选题、开题—设计施工图绘制—SketchUp(草图大师)模型建模—3DS MAX模型建模效果图、出图—实体模型搭建—毕业设计展板设计制作—毕业设计PPT设计制作—答辩—查看教师评定成绩等八项主要工作才算完成(图1)。

图1 学生毕业设计流程图

二、毕业设计开题问题分析

在毕业设计的整个过程中，开题以及施工图设计是其中难度最大的部分。因为开题论证是决定毕业设计能否顺利完成的第一个阶段，如果题目选择不当，学生对该项目了解不够深入和透彻，就会出现越做越难的情况。而指导教师划定的题目大多都是较为空泛的约定，比如甲教师发布的毕业设计题目为餐饮空间设计项目，乙教师发布的是展厅空间设计项目，丙教师发布的是居住空间(别墅)设计项目。基于以上种种因素，有可能使学生前期开题出现三大问题：

(一)项目选题不当

大部分学生没有从自身的综合能力出发，而是在现有命题中选择了一个不太切合自己实际的题目。这样的命题往往不够完整，缺少人文环境和具体信息，增加了学生向下推进的难度。相对而言，毕业生缺乏实际工作经验，所选项目往往并不像他认为的那样简单，在后续阶段遇到困难后，就有可能草草借鉴一套图纸应付，甚至有个别别学生套用网络设计图纸，这严重偏离了毕业设计的目的和意义。

(二)项目缺乏真实感和操作性

由于部分学生的专业素养和设计感知能力没有达到专业水平，查找资料、素材来源单一，主题感缺失，真实性缩水，在毕业设计选题应用素材阶段，综合运用专业知识的能力不足。指导教师可以通过多种方法提高学生毕业设计的真实性、实践性，来实现设计者一开始的意图目标[1]。

(三)时间因素

高职院校建筑室内设计专业学生毕业设计的时间安排，客观上没有本科生那么充裕，主观上也没有学生想象的那么自由。由于高职院校学制一般为2+1或25+0.5，学生在校学习两年或两年半时间，毕业设计大多穿插于大二下学期或者大三上学期的多门课程学习之中。一般有三至六个月的毕业设计过程，对学生是个很大的考验，教师在指导过程中也深感时间不足，这也成为毕业设计的一个痛点。

三、项目素材库建设

为解决上述问题，根据专业实际，建立本院系建筑室内设计项目素材库是一个有力抓手。这个项目素材库包括立项库和素材库两个部分(图2)。

图2 项目素材库体系结构

(一)建设立项库

立项库由教师收集的项目库和企业合作项目的资源库两个部分组成。

一是建立由专业教师收集的项目库。这些项目库可以是教师平时教学中积累和收集的实践类项目，亦或是从其他专业机构收集的真实性案例及相关素材。这样的案例项目库，提供给学生作为毕业选题、资料素材，让学生利用项目库快速的确定毕业设计选题，方便其设计素材的选取。这样做的好处，一方面提高了毕业设计的真实性，另一方面也缩短了学生查找素材的时间。基于此，指导教师也会有较为充裕的时间对学生进行每周一到两次的毕业指导。

二是建立企业合作项目资源库。对企业项目进行筛选，根据难易程度、风格种类进行划分归纳，收集起来创建项目资料库并不断更新。

(二)建设素材库

素材库收集有各种设计风格、设计色彩、软装、SU模型、3D模型，以及各种家具配件厂商和配件等系列素材。这些素材在项目素材库中都具备关键字搜索的功能。用建立项目素材库的方式来缓解学生知识能力等方面的不足，以此引导和促进学生在设计毕业中多见、多识、能用、会变等多方面能力的提高。

基于面向对象的项目素材库，应该具有存储和管理以及搜索之功能。它的建设难度在于数据采集以及对象视图的建立。

四、审图专家系统

毕业设计项目中的建筑施工图是其中最重要的模块，它支撑着毕业设计后续模型的建立。每位毕业生必须完成包括平面图、立面图、剖面图、大样节点图等20-50张不等的施工图，来支撑自己的毕业设计项目。

指导教师对学生的施工图进行审图和修订，实施过程中主要存在以下难点。

(一)指导学生人数多

根据惯例，每位指导教师要指导十名左右的学生，而对每个学生施工图的审核指导都需要经过十多次到几十次不等才能基本达到施工图的标准。由于学生毕业设计时间紧任务重，指导教师还要承担其他班级正常的教学任务，学生也会有其他课程的学习，师生之间经常会出现顾此而失彼的尴尬状况。但如果教师每周只对三至四名同学的施工图进行审核并给予指导修改，就很可能会耽误另一部分学生的任务完成。

(二)读图识图困难

施工图的信息是依靠人的大脑对设计图纸信息进行解读，利用技术标准和以往经验对图纸完成审查，并不能及时准确地将每个点、线、面具体代表的是墙、柱，还是管线，进行标准化规范，往往需要测量或者计算才能实现。从图纸上不能直观的看出空间性约束、距离性约束、方向性约束和拓扑性约束，需要建立一套完整的数据结构分析，这样在后续的建立模型阶段就不会产生系列问题，而导致学生返工修改施工图的情况。

(三)建立和完善审图专家系统

通过建立以施工图绘制规则为基准的专家系统为研究目标，集成室内设计专业信息的数据库模型，使所有的标准规则转化为计算机可读取、识别和编译的逻辑字符，依靠计算机程序读取模型数据信息，并融入建筑设计规则和专家经验，实现人工智能审图，就可以解决在施工图审图时遇到的问题(图3)。

图3 审图专家系统总体框架

使用人工智能的专家系统，审核学生毕业设计中，施工图内容是否有逻辑错误、图层错误、标注错误等约束项，可以过滤错误，让学生先行对施工图纸中的错误进行修改后再交由指导教师审核，协助教师审核较为低级的设计错误，让教师把指导重点放在设计思路、设计程序等主要问题的修改上，使审图工作更加高效准确，这将极大的缩短学生毕业设计时一审、二审、三审的时间，提高施工图绘制效率。

利用人工智能辅助建筑室内设计专业的毕业设计，重点研究基于BIM系统的专家系统的创建。因在BIM系统中，可以结合三维模型信息对施工图的规范条件进行系统分类，对图形中距离性约束范式、方向性约束范式和拓扑性约束范式等空间约束范式进行分析整理，并建立相应的专家系统知识库。这个专家系统知识库应具备良好的性质，比如无冗余、信息完整、能够分类整理等。研究建立由计算机自动审查建筑施工图是否符合国家规范、行业条例和实际工程条件等约束条件的审图软件[2]。

(四)审图专家系统框架构建

对建筑工程结构施工图辅助审查人工智能中的基础部分，进行数字化设计研究，主要从以下四个方面进行(图4)。

图4 正向推理法和反向推理法流程图

一是知识库分类规则的创建。满足毕业设计施工图审核中的基本项目，使其能够符合国家规范、行业条例；审核制图中是否存在明显的逻辑错误、图层错误、标注错误，以及水电暖的管线错误等，逐步完善知识库，就能部分解决上述审验问题。

二是基于BIM的生成器的建立。包括施工图范式的整理修订，以及对范式进行分析和归纳。

三是对专家系统的审图规则进行整理并规定。主要采用正向推理法和反向推理法，其区别和推理与要达到的目标有关。

四是模型信息的获取。包括对象高效过滤技术，对象的几何信息获取技术。

五、结语

到目前为止，本系统已经完成了开题立项项目库的建立，并用于学生的毕业设计项目开题。下一步，将加快基于 BIM的施工图合规性自动审查原型系统开发，为施工图审查信息交付成果的验证提供支撑，提高信息交付成果的正确性、协调性和一致性。

建筑室内设计专业的毕业设计，是对每位毕业生三年学业水平和实践成果、专业知识和创新能力的综合检验。希望通过参与此项任务的指导教师的共同努力，建立相关软硬件设施，完善相关制度，使建筑室内设计专业的学生毕业设计思路更加清晰，设计方向更加集中，同时，能进一步扩大系部的办学影响和声誉，服务企业，为学院创建国家级“双高”院校做出应有的努力。