自从中国加入世贸组织之后，外国资本随着技术、产品和人员进入中国。过去30年间，中国对半导体芯片一直需求巨大，2018年中国集成电路进口额首次超过3000亿美元，达到3121亿美元。许多芯片生产商如因特尔、美光、德州仪器都在中国建立了生产基地。而在和电子行业完全不同的娱乐行业，近十年来华特迪士尼、环球影城等影视业巨头也纷纷在中国建设娱乐主题公园。这些项目的建成是对我国建设市场和商品市场的丰富。但是，由于这些建设项目的设计工作大多由中外团队共同实施或完成，执行中不可避免地产生了一些问题，由此不仅增加项目成本和工期，有些甚至影响了项目的质量。如何使设计团队有一个双方认可的整体集成框架，以解决设计中的技术和管理问题，是这类建设项目值得研究的一个问题。

针对外资项目在中国设计执行中会遇到的问题和挑战，笔者设计了相关的调查问卷，并发放到项目建设的相关参与方或主体：包括建设方、设计方、总包方、项目经理、专业负责人等。调研结果显示，问题主要分成两类，一类为跨国界的技术问题，包括设计阶段划分差异、交付成果标准差异、规范差异、绿建认证标准不同等；另一类是设计管理问题，包括设计深度差异、图纸版本更新细节不同。而这些问题都可以纳入我们设计的“集成设计框架（IDT）”的各个子系统，且可以通过集成设计框架（IDT），把它们集成起来进行统一管理。

关于如何提高设计质量和效率，许多学者已有研究，包括优化设计流程、规范设计标准和成果交付等。本文基于PMBOK中的项目边界模型建立了由四个子系统组成的集成设计框架（IDT）模型，希望能解决设计中的常见问题。

基于PMBOK项目边界模型如图1所示，在此基础上，形成集成设计框架及约束条件模型如图2所示。

集成设计框架由四个子系统组成，其深化模型如图3。

(1）设计策划

霍尔（A·D·Hall）在1969年提出了一个3D模型，用于描述系统工程方法论考虑的过程。该模型以优化为核心，其理解为可以将真实世界系统建模为一个系统，并通过时间、逻辑和知识这三个属性（维度）完整地解决问题，而三个维度的执行必须满足约束条件（控制）。

(2）流程控制

对于设计工作，引入过程控制来管理设计工作。该过程控制根据设计团队中项目经理、专业负责人和工程师的不同职责，分三个层次进行管理。每个层次或级别的人员都有相应的职责和工作重点，这样可使每个级别的人员在设计过程中专注于自己的流程和控制。

(3）云平台

在IDT上，引入了一个基于云的实时文件管理系统，所有项目人员都可以通过信息控制读取、处理相同版本的文档。这将有效地提高图纸质量，并节省工程师大量的时间。

(4）标准成果交付

在该子系统下，有五大类的交付物，即设计说明、图纸、暖通电气表、计算书和技术规格书。一旦我们确定了可交付成果的深度，整个团队的目标就会明确，生产力也会提高。

通过调查问卷，我们对IDT模型的有效性进行了验证和分析。问卷内容使用设计策划、流程控制、云平台和标准成果交付作为4个变量，从工程费用节省、设计错误减少和设计划分早期包节省进度3个方面的存在性（“是”或“否”）或重要性（从5分到1分，5分表示非常重要，1表示非常不重要）进行调研。并对模型在工程费用节省、设计错误减少和设计计划中早期包的节省进度3个方面进行判断（5个百分比等级）。

问卷调查共发送了100份，收到了84份有效调查表，其中19份来自业主，26份来自设计方，20份来自施工方，9份来自项目管理咨询方。所有人都曾参与过美方在中国投资的项目。

对调查问卷数据进行回归分析，公式如下：

其中cost表示建设项目工程费用节省的百分比，derror表示设计错误减少的百分比，epack表示进度节省的百分比，dNM表示对模型的认可程度，根据调研问卷中1～4项打分结果总和归一化后确定。线性回归的结果如下：

从表1～3可以看出，新模型对成本降低、误差减少和早期发包的影响都是积极的。新模式对降低成本和早期发包的积极影响都非常显著，置信度分别为99.8%和98.8%，但是新模型对减小误差的积极作用并不显著。

根据专家调查结果，构造一级指标要素判断矩阵如表4所示。

计算判断矩阵的最大特征值λ=3.998，随机一致性比率C.R.=0.001<0.1，因此，判断矩阵满足一致性检验。由此，准则层各指标的权重为：{设计策划，过程管理，信息平台，交付成果}={0.263,0.316,0.369,0.053}

二级指标判断矩阵较多，以过程管理为例，构造判断矩阵如表5所示。

计算判断矩阵的最大特征值λ=4.003，随机一致性比率C.R.=0.001<0.1，因此，改判断矩阵具有可以接受的一致性。由此，过程管理各指标的权重为：{执行跟进，设计经理管理，专业负责人管理，专业工程师设计}={0.189,0.253,0.284,0.273}。

同理可得，其他指标层各元素的权重如表6所示。

根据层次分析法的权重比较结果，我们可以得出IDT模型的四大一级指标中，云平台占比最高，权重达到了37%，其次是控制流程32%和设计策划26%，而标准成果交付一指标重要性程度最低，权重仅有5%。

其中，在设计策划维度，设计目标的确定对集成设计技术最为重要，其次是设计流程和规范统一；在流程控制维度，执行跟进、设计经理管理、专业负责人管理、专业工程师设计几方面贡献度较为接近，专业负责人管理最为重要；在云平台维度，文件及时分享和版本及时更新最为重要；在标准成果交付维度，设计图纸最为重要，其次是设计说明和机电设备清单。

通过以上线性回归和权重确定，最终形成的IDT模型图4如下：

下面通过一个由美方投资建设的位于成都的某电子封装厂案例，对IDT模型进行验证。利用IDT框架把美国设计如何在中国落地所遇到的困难按技术和管理两部分分配到框架图中，具体如下：

所有在中国建设的项目必须满足中国规范的要求，即国际、省际或地方标准，行业标准，在本项目上美方还提出必须满足美国规范IBC（国际房建规范），IFC（国际消防规范），NFPA,ASMI,ANSI,ASHENE以及保险公司的要求和FM要求。

以下几点是业主要求的设计通用原则：

·结构设计依据美标和FM要求；

·消防依据中国规范和NFPA，以及FM相比较更严格的要求；

·建筑依据中国规范和美国规范相比较更严格的要求，并由业主视项目预算决定；

·机械和公用设施依据中国规范设计；

·电气、弱电、公共广播、控制，中国规范和美国规范相似，可以按美国规范执行；

·工艺依据美国规范设计。

通过对LEED和绿建设计进行对比，制定相应的LEED和绿建打分表，同时满足业主和政府的要求。并在每个设计阶段根据制定的打分表进行工程设计，如图5所示。

设计采用美方的阶段定义，即分为五个设计阶段，包括功能策划、方案设计、初步设计、招标设计以及施工图设计阶段。图6对每阶段具体工作和深度有定义和描述。

国内设计通病包括专业间缺乏沟通、协调，专业设计或空间协调有时不一致，设计深度不够等等。针对这些问题，如果照抄美方的技术规格书，或单纯把材料设备问题留到施工阶段去解决，可能会造成项目进度的滞后和成本增加。本项目中有针对性地采用了一些独特的做法，如采用BIM正向设计和对技术规格书进行本地化等，来解决美资项目在中国设计执行中的问题。

在项目设计中，我们将设计团队定义为三个层级，项目经理、专业负责人和工程师，在执行项目之前，团队分析项目执行的整体流程以及各专业子流程，按层级由不同的人员负责不同的流程，以使设计过程可控并保证设计成果达到最优。

在项目A上，项目经理专注与业主的沟通，管理专业负责人，并平衡整个项目的总体目标；专业负责人负责本专业及与其它专业的界面，以及专业内部的配合、项目进度及质量，而工程师则负责设计并交付本系统的设计。每个人员根据职责不同，需在整个设计阶段进行全过程的管理和执行，以确保质量和进度。

项目使用了即时云平台的图纸管理系统（DMS），可以在世界任何地点读取图纸、草稿、技术规格书、报告、计算或其他文件并处理这些文件。该系统主要任务是专注交互的工作文件，而已经确定的文件也可以储存在平台系统中。设计团队可以在平台上针对同一文件进行设计、处理、修改、讨论。而且系统会将最新版图纸文件反映在平台上供团队沟通使用。BIM模型和图纸、文件一样可以在平台上实时互交。

在项目A上，团队不满足被动地设计，而是主动的站在业主的角度，从项目全生命周期视角，深度讨论如何使设计满足建设项目的最终目标，并实现合理缩短工期、减少成本、提高质量。

在项目A上，我们利用BIM正向设计，从方案设计开始直到施工图完成，整个过程用BIM设计，空间管理由专门的空间管理工程师统一协调管理。并在总包的招投标中，把设计模型由业主提交给总包团队以便总包在施工阶段继续三维深化设计，直至竣工时提交给业主竣工模型，以便业主今后的运维管理。

在本项目中，我们采用Revit建模，用Navis Work做碰撞检查，主要BIM设计内容包括：现状模型、3D设计（方案、初步、执行初步、招标图、施工图）、专业设计之间的协调（碰撞检查、空间管理）、施工模拟、材料设备清单从模型读取等。

本项目有一位专门负责BIM的空间协调管理员，在设计初期即与业主商议制定空间层级管理原则，并指导各专业负责人逐步深入设计。空间协调管理员还负责持续性的碰撞检查，以保证各专业设计在空间上有序，使冲突最小。

中国出图要求不能指定材料设备品牌。美国的常规设计做法则是通过发行CSI技术规格书以定义材料设备。但由于CSI技术规格书是基于美国规范、以及产品信息，所以单纯照搬CSI技术规格书在中国采购会造成成本增加或涉唯一指定。本项目中，业主要求使用CSI技术规格书，但技术规格书中的参数是针对美国规范标准的，且大部分厂家在中国市场上找不到，鉴于此情况，我们对技术规格书进行本地化优化，并由此挑选了180条主要材料设备，经过市场调研论证，筛选形成了“主要本地化技术规格书”，定义了材料设备的要求，为施工质量明确了目标。

在施工中，美方经常采用快速进度（Fast Track）发包法，该方法的优点在于不需要等所有设计完成后再发包，而在初步设计确定后，根据当地政府的许可先专注一些前期包，如桩基设计和长交期的专业包（如大宗气体、纯废水包等），这些早期包设计完成后即进行采购并施工，和整体施工图纸可以交叉同步进行，以节省整体施工周期。在本项目上，提早提交的早期包包括桩基包、废水包、纯水包、弱电包和全厂管理（FMCS）包。

本文案例项目通过采用IDT系统进行整体设计管理，满足了美国业主的特殊要求，并使整个项目工期节省了3个月，施工质量不仅得到了有效保证，并节省了30%左右的费用。但需要指出的是，集成设计框架本身并不能完全保证一个项目的成功。项目的成功还有一些其它重要的主客观因素，包括：团队、领导、经验和项目数据库。将各类设计因素有效地结合集合在一个系统框架，并通过这个框架对相关设计进行管控，这对于国际工程设计不失为一个可探索的管理新尝试。