你好，这里是 BIMBOX 的软件江湖系列。
我们这个系列不仅仅是谈软件的功能，而是通过软件去聊聊背后的工作方法和思路。今天要聊的，是一款具有施工模拟功能的数字化施工管理软件，名字叫 SYNCHRO。
在国内的建筑工程项目成本里，材料费和人工费占比最高，由于很多成本产生于人员和材料的浪费、施工进度拖延、反复拆改、质量和安全问题等，建筑业的施工企业对数字化的需求直接跟企业利益挂钩，相对来说是比较强的。
我们也在越来越多的场合看到，这个原本粗放式管理的行业里，越来越多的企业重新探讨数字化的方法论，也有越来越多的软件公司在数字施工领域布局。
早期的 BIM 用户提到 SYNCHRO，比较普遍的认知是一款 4D施工模拟软件，一般首先想到的就是经常做的模拟动画了。实际上 SYNCHRO 的定位并不是动画模拟软件，它的核心在于工程数据的管理。
而今天我们要通过这个软件聊的，就正是「施工模拟」和「数据管理」两个思维的不同。
01
诞 生
从 VDC 到 4D BIM
从 BIM 诞生到现在，关于「BIM 应该有几 D」的争论就一直不断，这里面既有学术的原因，也有营销的原因，4D 比 3D 高一筹，5D 比 4D 又高一筹，于是在不断的竞争和争论中，6D BIM、7D BIM 都应运而生。
追本溯源地说，「3D」代表空间三维这个没什么争议，经过这些年的宣传，大家一般比较默认的是 4D 代表时间维度，一般的建模工具不具备这个维度的信息。
除了模型的三维形体信息，其他信息都是软件赋予到三维模型上的「字段」，而其他的「D」应该是成本、能耗、预算、竣工等等，都是人为定义的概念，每个「D」到底代表什么，基本上也就是比谁的嗓门大。
斯坦福大学很早提出了 VDC 的概念，全称是 Virtual Design and Construction，可视化的设计和施工，核心的理念是在虚拟环境中完全模拟设计和建造的流程，总体目标是节约施工时间，降低施工成本和人力投入，然后利用计算机把总目标拆解成一系列的子目标去完成。
既然除了设计，还要包含建造这个流程，那么无论是图纸还是模型，一个静态的成果就无法承载这样的需求，于是 4D 的概念就应运而生。
SYNCHRO 这个软件诞生于伦敦中心城市（mid-city place in London）的项目，当时的咨询专家接到的任务是帮助改进项目计划实施，最终降低成本。他们意识到，建筑行业没有足够的信息来支持这个工作，他们手里也缺少把图纸、文档和进度成本数据集成到单一数据源的软件。
到 2001 年，SYNCHRO Software 公司正式成立，软件也正式走向商业化。几年时间在欧美的施工进度管理领域达到了 70% 的市场占有率。后来这家公司一直保持一半咨询、一半开发的架构，随着项目的咨询应用来推进产品的迭代。
后来的产品包含了施工过程可视化模拟、进度计划、风险管理、同步设计变更、供应链和造价管理的工具，不过它还是主张自己是即开即用的深度工具软件，而不是一个平台产品。
2018年，美国 BENTLEY 公司全资收购了 SYNCHRO ，把它纳入到一个更大的施工解决方案里，包括 页和移动端的管理应用 SYNCHRO Control、现场移动端应用 SYNCHRO Field、施工模型和工程量的创建工具 SYNCHRO Modeler，以及原本的数字化施工管理应用 SYNCHRO 4D。
其中的 SYNCHRO 4D 是整个体系里最老牌的软件，也是我们今天的主角，下面咱们就简称为 SYNCHRO。
时至今日，SYNCHRO 已经发展成为这个领域的「一哥」，全世界超过 500 家公司成为它的用户，在美国排名前 50 的总包企业里有 28 家都使用它。
经过这么多年的 BIM 普及，很多人理解 4D 就是进度的可视化，而 SYNCHRO 主张的内涵是「管理」这个维度，它里面应该还包括项目管理的理念、组织、手段，把质量、进度、成本贯穿到整个施工过程。不过在国内普遍认为「4D =时间」的市场环境下，不得不说在营销上吃了一波亏，所以在国内 SYNCHRO 也称自己为「4D+X」数字化施工解决方案。
02
理 念
施工拆分与管控
传统的进度管理，是通过大量图纸去获取信息，再编制进度计划，再到最终的执行，最大的问题在于过程中信息交互的困难，因为专业程度高，导致难以执行和修改。
而 SYNCHRO 是基于模型的进度编制，主要为了改变传统信息录入和编写的工作，编制的精细程度也比传统方式高出一个量级。
基于模型去审查项目，进行整个项目的可视化预演，基于进度去驱动动画，而不是为了动画而做动画。
SYNCHRO 的理念，是把施工分为三个阶段：施工准备、施工计划、现场控制。
?施工准备阶段主要是模型与基准计划的准备，把模型与基准计划关联，实现前期的准备工作。
?施工计划阶段，主要完成成本概算、进度细化和优化。
?现场控制阶段作为 SYNCHRO应用核心，是对任务变更、模型变更、调度管理、进度控制、成本控制等的管理。
实际上，第三个阶段「数字化的现场控制」才是 SYNCHRO 理念的核心，目的是通过前期的计划，实现现场工作的电子化，最终实现降本增效。
SYNCHRO 的软件整体上专业覆盖比较广，逐个功能展开讲一篇文章也放不下，下面咱们走马观花来看看它的几个主要的应用点。
03
应 用
数据的迭代与使用
应用1.数据导入?
SYNCHRO 支持的三维模型格式非常多，常见的建模软件比如 Bentley 全系列、Tekla、AutoCAD、Revit、Sketchup、CATIA、Pro/E、Solidworks、Rhino 等都可以直接合并导入，另外像 IFC、SAT、FBX、STEP、Navisworks 等等中间格式也都可以支持。
用 Project、P6、Excel 等软件编制的进度数据也可以直接导入进来，用于驱动进度动画。
另外，倾斜摄影的数据也可以导入到 SYNCHRO 里，作为展示的基础。
不过对于有一些软件，比如 AVEVA 的 PDMS，因为是用数据库的形式来存储信息，所以在抽离数据的时候还是会存在一些数据丢失的情况。
另外对于 IFC 格式，会出现一些数据的丢失，这一点还是不可避免，也是目前所有软件互通时存在的问题。所以在使用的过程中，还是尽量使用官方支持的文件格式，比如 SYNCHRO 给比较主流的 Revit、MicroStation、Sketchup 等软件提供了相应的插件，能比较完美的导入非几何信息。
当数据量比较大的时候，你也可以不再把信息以属性的形式存在建模软件里，而是通过把数据和模型分离，把这些施工相关的信息以数据库的形式存在 SYNCHRO 里，再把数据库和模型构件挂接到一起，这样后期修改起来会很方便，目前也有越来越多的项目开始尝试这种方式。
应用2.模型与任务关联?
SYNCHRO 不仅可以支持外部进度数据的导入，也自带很好用的进度编排功能。它可以按照 WBS 把模型和任务分解成最小单元，去完成施工进度模拟、工序模拟、场布模拟等等，最终输出施工动画。团队可以通过可视化的过程对施工进度计划做更合理的安排。
应用3.进度对比和优化?
SYNCHRO 提供了多个三维窗口，每个窗口可以关联一个不同的进度计划，这样就可以同时进行多个计划的模拟对比，还能对两个方案的关键指标做对比分析，以 表的形式统计它们的不同，从而帮助工程师选出最优的方案。
软件也支持把计划任务与施工现场联系起来，把现场采集的照片导入到软件里，可以对现场进行进度指导，也可以实现计划与现场实际施工情况做对比。
应用4.任务变更管理?
SYNCHRO 的任务变更功能，遵从的方法论叫做关键线路法（CPM-Critical Path Method），你可以利用这个功能快速调整方案，也可以让项目进度更加紧凑，从而缩短工期。当任务变更导致模型发生变更之后，模型的切割、资源分配等工作会保留，之前模型和任务之间的关系也会保留，不需要二次关联工作。
应用5.成本管控?
在 SYNCHRO 里，每个任务都对应着计划成本信息和实际成本信息，包括人工、设备、材料、风险等，并且通过 EVA 经济增加值模型（Economic Value Added），对某个时期之内计划成本和实际成本作出分析。代表经济指标的 EVA 图也可以和代表进度的甘特图相关联，随时查看某一个施工阶段的各项成本信息。
成本信息被写到模型构件里，通过 SYNCHRO 建立起用于数据分析的概算模型，得到对应的工程量，并且随着时间的演化进一步被分解，为施工周期和成本提供一个依据。
举个例子，到 4 月 12 要进行设备安装，在施工相关的数据录入软件后，把时间定格到一个位置，就能直接看到前期的设计、现场的采购到什么阶段了，看看现场是不是具备施工的条件。而不是等到开工了，发现材料没有到，导致现场没办法施工。
同样，4D 模拟完成之后，成本也能够随着时间的演进迭代生成，比如下周、下个月的支出等等。
需要注意的是，因为目前主流的建模软件并不支持国内的扣减规则、人材机料费用等信息，所以实际项目中 SYNCHRO 并不会在项目中被拿来做预算，而是做项目量化指标的管控。
应用6.过程管理?
不同专业统计工程量的方式不一样，有的要长度、有的要体积、有的要重量，基于这些量化指标乘以单价得到成本。数据经过运算规则得到一个结果，而这套运算规则是随着项目的运用、企业的规范不断去汇总和庞大起来的体系。所谓运算规则，背后就是对过程数据的管控。
SYNCHRO 承载的是这些数据和运算规则，并把它们与进度关联到一起，就把项目拆成了金钱和时间两个维度，目的是为了面向过程的「管理」，而不是面向结果的「统计」。
在实际的项目中，费用会随着项目的进行一笔一笔的进来，比如采购完成给 10%，加工完成给到 50%，安装完成给到 90%。在真实的项目里，不是给一个清单就结束了，而是要和很多的过程融合在一起，让管理者清楚，到底来了哪些材料，到底安装到哪个阶段了，这些过程信息和 BIM 融合在一起，利用数据进行计算，最终提供一个整体的视角，给到项目的决策者。
应用7.资源管理?
SYNCHRO 中的数据可以通过建模软件中的属性信息添加施工人员、相关设备、材料等信息，并且能自动生成资源情况柱状图，给施工计划提供支撑。
应用8.动态碰撞模拟?
一般的碰撞检测是针对完成状态的构件来检查，而在 SYNCHRO 里，可以通过设置 3D 运动路径和工作空间，动态模拟预制件的装配、复杂设备的吊装、塔吊安全施工等等，在模拟的过程中会对碰撞进行动态监测，对可能发生的碰撞发出预警。
应用9.混合现实设备?
SYNCHRO 一个比较亮眼的功能叫 SYNCHRO XR，它是和 HoloLens 头盔结合，用新的方式浏览云端的模型、任务、资源、数据、文档、问题和项目状态信息。
戴着头盔的人可以看到模型的全息图和周围的物理空间融合到一起。这种混合现实（MR）的体验和虚拟现实（VR）很不一样，VR 是只能看到模型，看不到真实的世界，而 MR 是把虚拟空间叠加到实体空间里。
目前的 HoloLens 二代有了新的交互模式，你可以伸手触摸全息图，也可以抓起物体放到手中检查，还能通过手腕转动、双手伸展等动作进行模型的缩放。这些功能可以让你沉浸在模型里，用自然的手势规划施工逻辑，也可以用手的前后运动来控制时间滑块，预览变化的施工过程。
通过 SYNCHRO XR，你可以创造很多新的交互方式，从看模型到身临其境感受模型的转变。
通过把数据推送到云端，办公室里的同事就可以使用 HoloLens 查看最新的模型数据，了解最新的项目情况。
把模型1：1投放到现场位置，用沉浸的方式展现模型和数据，结合现场的实际情况，查看施工和设计的差异，可视化分析现状、优化施工方案。
应用10.资源管理?
SYNCHRO 的结果可以用作 3D 模型输出、模拟视频输出、甘特图输出，另外前面说到的所有资源、进度、成本等信息，都可以通过 SYNCHRO 的 表功能一键导出，方便把数据传递到其他的生产环节。
和很多「数据只进不出」的施工动画软件不同，SYNCHRO 的项目不是以单文件的形式来存储，而是一个叫 OODB 的数据库格式，像构件是哪个单位施工的、什么时候完成的、供应商是谁等等信息都可以融合在模型里，可以承接上游来的数据，也可以向下游传数据。
有的企业有自己的业务流程管控和信息展示平台，SYNCHRO 提供了 API 接口，对应的企业管理数据也可以无缝对接到相关的平台上去。
这样的 API 接口也可以针对不同企业的管理流程，进行更进一步的开发，比如过程监控、文档的审查、变更的管理、安全事件、质量记录。国内目前就有项目利用 SYNCHRO 的移动端接口开发了对应的管理平台，现场可以进行照片和文本的更新采集，让项目的进度管理不再停留在办公室里。
不过需要注意的是，二次开发对于 SYNCHRO 来说，不像其他功能一样「即开即用」，需要企业有一定的开发能力。
04
总 结
SYNCHRO 的软件定位
聊完功能，咱们可以聊聊软件的定位了。
目前的 BIM 模型应用方向，粗略地分一下可以是前期的「建模」和后期的「用模」，SYNCHRO 总体上来说肯定是属于用模软件，但它用的却不仅仅是模型的形体属性，而更像是施工管理软件、进度计划软件、可行性分析软件的综合体。
我们可以用下面十条总结，帮你理一理这个软件在行业中的生态位，以及什么样的工作更需要它。
第一?
一般的模型检查软件，主要是模型的合并、检查和漫游，如果做施工模拟，也主要是在模型几何数据这个层面起到展示的效果；而 SYNCHRO 因为挂接了更多维度的数据，它做的模拟更多意义上是用来指导施工。
第二?
一般的碰撞检查软件主要是静态结果的检查，而 SYNCHRO 可以进行静态和动态的碰撞检查，也是直指施工过程的管控。
第三?
针对现场施工的复杂状况，SYNCHRO 可以用来做比较复杂的动画，比如可以给构件添加任意曲线的精确动画路径，也可以利用关键线路自动获取构件路径，当施工顺序不在这个路径上的时候，会发出警告，这就让动画的规划更自由的符合现场需求，而不是被软件功能限制。
第四?
当原始模型发生变更的时候，SYNCHRO 可以自动同步更新，如果有新的构件没有关联进度信息，也会发出提醒；同样，导入的 P6 等进度文件发生变更的时候，也可以同步更新到 SYNCHRO 里面，任务之间的继承关系也会得到保留。这就比一般的进度规划软件有更强的设计融合性。
第五?
2D 的航拍图和 3D 的倾斜摄影成果可以导入到 SYNCHRO 里，作为 4D 模拟的背景，使得施工模拟更加真实。
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