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BIM應用與項目管理

BIM應用與項目管理

第一章  項目管理的基礎知識

1.1項目管理的基本介紹

定義：項目的管理者在有限的資源約束下，運用系統(tǒng)的觀點、方法和理論，對項目涉及的全部工作進行有效的管理。

特點：1.普遍性

         2.目的性

         3.獨特性

         4.集成性

         5.創(chuàng)新性

         6.組織的臨時性和開放性

         7.成果的不可挽回性

內容：1.項目范圍管理

         2.項目時間管理

         3.項目成本管理

         4.項目采購管理     

         5.項目質量控制

         6.其他管理

1.2建筑全生命周期管理的基本介紹

建筑全生命周期是指從材料與構件生產、規(guī)劃與設計、建造與運輸、運行與維護直到拆除與處理（廢棄、再循環(huán)和再利用等）的全循環(huán)過程。

建筑全生命周期管理就是對建筑工程項目的生命周期各階段進行全過程管理，涉及范圍、進度、成本、質量、采購、溝通等職能領域的內容。

1.3BIM在項目管理中的作用與價值

 1.3BIM在項目管理中的作用與價值

傳統(tǒng)項目管理存在的不足：

?       缺少必要的溝通；

?       工程項目管理局限于施工領域；

?       監(jiān)理項目管理服務發(fā)展緩慢；

?       項目管理還停留在較粗放的水平；

?       忽視項目全壽命的整體利益；

?       不利于精細化和規(guī)范化管理；

?       造價分析數據細度不夠，難以實現(xiàn)過程管理；

基于BIM技術的項目管理優(yōu)勢：

?       能實現(xiàn)短周期、全過程對資金風險以及盈利目標的控制；

?       對投標書、進度審核預算書、結算書進行統(tǒng)一管理，并形成數據對比；

?       提供工程附件管理并為成本測算、招投標等全過程造價進行管理；

?       模型保證了各項目的數據動態(tài)調整，方便統(tǒng)計、追溯各個項目的資金狀況；

?       為領導層更充分的調配資源、進行決策創(chuàng)造條件；

?       基于4D技術提前發(fā)現(xiàn)施工階段可能出現(xiàn)的問題，提前制定應對措施；

?       使進度計劃和施工方案最優(yōu)，指導實際的項目施工；

?       充分發(fā)掘傳統(tǒng)技術的潛在能量，使其更充分、有效地發(fā)揮作用；

?       實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實和資產等技術內容，便于運營維護階段的管理應用；

?       對突發(fā)事件（如火災）進行快速應變和處理，準確掌握建筑物的運營情況。

第二章  BIM在項目管理中的應用與協(xié)同

1.業(yè)主單位BIM項目管理的應用需求

可視化：

?       可視化的投資方案

?       可視化的項目管理

?       可視化的物業(yè)管理

管理：

?       招標管理

?       設計管理

?       工程量快速統(tǒng)計

?       施工管理

?       銷售推廣

?       運維管理

?       空間管理

?       決策數據庫

2.設計方BIM項目管理的應用需求

?       增強溝通

?       提高設計效率

?       提高設計質量

?       可視化的設計會審和參數協(xié)同

?       可以提供更多更便捷的性能分析

BIM技術可以實現(xiàn)的設計方的需求

?       三維設計

?       協(xié)同設計

?       建筑性能化設計

?       效果圖及動畫展示

?       碰撞檢測

?       設計變更

3.施工單位BIM項目管理的應用需求

?       理解設計意圖

?       降低施工風險

?       把握施工細節(jié)

?       更多的工廠預制

?       提供便捷的管理手段

BIM技術可以實現(xiàn)的施工單位的需求

?       施工模型建立

?       施工質量管理

?       施工進度管理

?       施工成本管理

?       施工安全管理

4.監(jiān)理方BIM項目管理的應用需求

因為監(jiān)理單位不是實施方，而BIM技術目前尚在實踐、探索階段，還未進入規(guī)范化應用、標準化應用的環(huán)節(jié)，所以，目前BIM技術在監(jiān)理單位的應用還不普遍。但如果按照項目管理的職責要求，一旦BIM技術規(guī)范應用，監(jiān)理單位仍將代表建設方監(jiān)督和管理各參建單位的BIM技術應用。

5.供貨單位BIM項目管理的應用需求

?       設計階段：提供產品設備全信息BIM數據庫

?       招投標階段：匹配符合BIM模型設計要求的產品型號

?       施工建造階段：配合施工單位，完成物流追蹤

?       運維階段：配合維修保養(yǎng)、及時更新BIM數據庫

6.運維單位BIM項目管理的應用需求

?       BIM技術能以更好更直觀的技術手段參與規(guī)劃設計階段

?       BIM技術幫助提高設計成果品質，便于成本測算，為方案設計決策提供意見

?       施工建造階段，運用BIM技術進行竣工驗收，保留真實的設備、管線竣工數據模型

?       運維階段，幫助提高運維質量、安全、備品備件周轉，配合維修保養(yǎng)，及時更新BIM數據庫。

2.2BIM在項目管理中的協(xié)同

項目在實施過程中各參與方較多，且各自職責不同，但各自的工作內容之間卻聯(lián)系緊密，故各參與方之間良好的溝通協(xié)調意義重大。

BIM時代的協(xié)同方式：項目實施過程中，除了讓每個項目參與者明晰各自的計劃和任務外，還應了解整個項目模型建立的狀況、協(xié)同人員的動態(tài)、提出問題及表達建議的途徑。從而使項目各參與方能夠更好的安排工作進度，實現(xiàn)與其他參與方的高效對接，避免不必要的工期延誤，提高項目管理效率，從而實現(xiàn)項目的可視化、參數化、動態(tài)化協(xié)同管理。另外，通過基于互聯(lián)網的BIM協(xié)同平臺（BIM數據中心）把項目各個參建方納入到統(tǒng)一的協(xié)調管理體系，實現(xiàn)了各信息、人員的集成和協(xié)同，大幅提升項目管理效率。

1.明確項目BIM需求

      制定的BIM目標必須是具體的、可衡量的，并且能夠促進建設項目的規(guī)劃、設計、施工和運營成功。

2.編制BIM實施計劃

?       實施目標

?       組織機構

?       進度計劃

?       資源配置

?       實施標準

?       保障措施

3.基于BIM技術的過程管理

      運用BIM模型中集成的數據可以隨時計算進度、成本、資金、物資、資源等各個要素的本期、本年和累積發(fā)生數據，與計劃數據進行比較，預測項目將提前還是延期完成，是低于還是超過預算完成。

4.項目完結與后評價

定義：項目后評價是指對已完成的項目或規(guī)劃的目的、執(zhí)行過程、效益、作用和影響所進行的系統(tǒng)的客觀的分析。

結果：每個項目的完成必然給企業(yè)帶來三方面的成果：提升企業(yè)形象、增加企業(yè)收益、形成企業(yè)知識。

評價的內容：目標評價、效益評價、影響評價、持續(xù)性評價、過程評價等方面。

意義：查找項目成敗的原因，總結經驗教訓，提高未來新項目的管理水平；

         為項目投入運營中出現(xiàn)的問題提出改進意見和建議，提高投資效益；

         公正、客觀的確定項目決策者、管理者和建設者的工作業(yè)績和存在的問題，進一步提高他們的責任心和工作水平。

第三章  BIM技術在設計階段的應用

3.1BIM技術應用清單（三控三管一協(xié)調）

3.2BIM技術在方案階段的應用

1.概念設計

?       空間設計：空間造型、空間功能

?       飾面裝飾初步設計

?       室內裝飾初步設計

2.場地規(guī)劃

?       場地分析

?       總體規(guī)劃

3.方案比選

選出最佳設計方案，為初步設計階段提供對應的設計方案模型

3.3BIM技術在初步設計階段的應用

1.結構分析

?       通過IFC（工業(yè)基礎類）或Structure Model Center數據計算模型

?       開展抗震、抗風、抗火等結構性能設計

?       結構計算結構存儲在BIM模型或信息管理平臺中，便于后續(xù)應用

2.性能分析

?       能耗分析

?       光照分析

?       設備分析

?       綠色評估

3.工程算量

?       土石方工程算量

?       基礎算量

?       混凝土構件算量

?       鋼筋算量

?       墻體算量

?       門窗工程

?       裝飾工程

3.4BIM技術在施工圖設計階段的應用

1.協(xié)同設計與碰撞檢查

?       協(xié)同設計：由流程、協(xié)作和管理三類模塊組成。設計、校審和管理等不同角色人員利用該平臺中的相關功能實現(xiàn)各自工作。

?       碰撞檢測：基于BIM技術可將兩個不同專業(yè)的模型集成為一個模型，通過軟件提供的空間沖突檢查功能查找兩個專業(yè)構件之間的空間沖突可疑點，軟件可以在發(fā)現(xiàn)可疑點時向操作者報警，經人工確認該沖突。

2.施工圖紙生成

      基于模型自動生成圖紙是一種理想的圖紙產出方法，理論上，基于唯一的模型數據源，任何對工程設計的實質性修改都將反映在模型中，軟件可以依據模型的修改信息自動更新所有與該修改相關的圖紙，由模型到圖紙的自動更新將為設計人員節(jié)省大量的圖紙修改時間。施工圖生成也是優(yōu)秀建模軟件多年來努力發(fā)展的主要功能之一，目前，軟件的自動出圖功能還在發(fā)展中，實際應用時還需人工干預，包括修正標注信息、整理圖面等工作，其效果還不十分令人滿意，相信隨軟件的發(fā)展，該功能會逐步增強，工作效率會逐步提高。

3.三維渲染出圖

      三維渲染圖紙同施工圖紙一樣，都是建筑方案設計階段重要的展示成果，既可以向業(yè)主展示建筑設計的仿真效果，也可以供團隊交流、討論使用，同時三維渲染圖也是現(xiàn)階段建筑方案設計階段需要交付的重要成果之一。Revit Architecture軟件自帶的渲染引擎，可以生成建筑模型各角度的渲染圖，同時Revit Architecture軟件具有3D MAX軟件的接口，支持三維模型導出。

3.5綠色建筑設計BIM應用

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度節(jié)約資源，節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、保護環(huán)境和減少污染，提供健康適用、高效使用，與自然和諧共生的建筑。

1.綠色建筑評價與BIM應用

BIM在綠建設計中應用的兩大途徑：

?       BIM核心模型增加相應信息，在BIM模型創(chuàng)建完成后通過統(tǒng)計功能判定是否達到綠色建筑評價相應條文要求。

?       需建筑第三方相關模擬分析軟件，進行相應計算分析，根據模擬分析的結果判定是否滿足綠色建筑相應條文要求。

綠色建筑評價體系：

?       節(jié)地與室外環(huán)境

?       節(jié)能與能源利用

?       節(jié)水與水資源利用

?       節(jié)材與材料資源利用

?       室內質量環(huán)境

?       提高與創(chuàng)新

2.《綠色建筑評價標準》條文

與BIM實現(xiàn)途徑

通過梳理，在綠色建筑評價中，

有22條可以采用BIM方式實現(xiàn)。

如下圖所示：

3.基于BIM的CFD模擬分析

      CFD是計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics）的英文簡稱。是一門采用數值計算方法研究流體流動和傳熱的學科。其結合了計算機技術、數學、流體力學理論，涵蓋的范圍非常廣泛。簡單的說，CFD是一門學科，同時也是一門技術。

BIM模型與CFD計算分析的配合：

?       BIM模型配合CFD計算熱島強度；

?       BIM模型配合CFD計算室外風速；

?       BIM模型配合CFD計算室內通風。

4.基于BIM的建筑熱工和能耗模擬分析

（1）建筑熱工和能耗模擬分析應用：

?       建筑冷/熱負荷的計算，用于空調設備的選型；

?       建筑設計或改造時，進行能耗分析，優(yōu)化設計或節(jié)能改造方案；

?       建筑能耗管理和控制模式的設定，保證室內環(huán)境的舒適度，并挖掘節(jié)能潛力；

?       與各標準規(guī)范相結合，設計出符合國家標準或當地標準的建筑；

?       對建筑進行經濟性分析，使設計人員對各種設計方案從能耗與費用兩方面進行比較。

（2）常用的建筑能耗模擬分析軟件

目前國內外許多軟件工具是以EnergyPlus為計算內核開發(fā)的商用計算軟件，如DesignBuilder、 OpenStudio、Simergy等。

（3）Simergy基于BIM的能耗模擬

?       導入模型

?       房間功能及維護結構設置

?       模擬基本參數設置

?       空調系統(tǒng)設置

5.基于BIM的聲學模擬分析

?       基于BIM的室內聲學分析

    常用聲學設計有：Odeon/Raynoise/EASE。

?       基于BIM的室外聲學分析

    一般用于環(huán)境噪聲模擬分析的軟件是Cadna/A軟件。

6.基于BIM的光學模擬分析

?       建筑采光模擬軟件

      按模擬對象及狀態(tài)不同，分為靜態(tài)和動態(tài)兩類：靜態(tài)采光分析軟件主要有Radiance/Ecotect;動態(tài)采光模擬軟件主要有Adeline/Lightswitch Wizard/Sport/Daysim,相比前三款，Daysim的計算精度較高。

?       BIM模型與Ecotect Analysis軟件的對接

      BIM模型與Ecotect Analysis軟件之間的信息交換是不完全雙向的，即BIM模型信息可以進入Ecotect Analysis軟件中模擬分析，反之則只能謄抄數據或者通過DXF格式文件到BIM模型文件里作為參考。從BIM到Ecotect Analysis的數據交換主要通過gbXML或DXF兩種格式進行。

3.6Revit應用案例

大學食堂建模過程1

大學食堂建模過程2

需要考慮的問題是在實施階段用戶生產效率的變化。

      下圖說明了部署好一套新系統(tǒng)之后出現(xiàn)的狀況，用戶開始利用新系統(tǒng)時會導致生產效率驟降。隨著時間的推移，生產效率將爬升到使用原有系統(tǒng)時的水平；在新技術得到熟練應用后，生產效率水平將穩(wěn)定在更高點。

BIM系統(tǒng)實施過程中的設計生產效率

第四章   BIM技術在施工階段的應用

4.1BIM技術應用清單

BIM在施工項目管理中的應用主要分為五個階段的應用，分別為招投標階段、深化設計階段、建造準備階段、建造階段和竣工支付階段。

4.2BIM技術在招投標階段的應用

1.技術方案展示

BIM在技術方案展示中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面

?       碰撞檢查

?       虛擬施工

?       施工隱患

?       材料分區(qū)域統(tǒng)計

2.工程量計算及報價

      投標方根據BIM模型快速獲取正確的工程量信息，與招標文件的工程量清單比較，可以制定更好的投標策略。

4.3BIM技術在深化設計階段的應用

?       專業(yè)性深化設計

      內容一般包括：土建結構深化設計、鋼結構深化設計、幕墻深化設計、電梯深化設計、機電各專業(yè)深化設計（暖通空調、積水排水、消防、強電、弱電等）、冰蓄冷系統(tǒng)深化設計、機械停車庫深化設計、精裝修深化設計、景觀綠化深化設計等。

?       綜合性深化設計

      綜合性深化設計指的是對各專業(yè)深化設計初步成果進行集成、協(xié)調、修訂與校核，并形成綜合平面圖、綜合管線圖。

1.管線綜合深化設計

?       利用BIM技術進行管線碰撞，分析圖紙存在的問題

?       管線綜合平衡深化設計

?       綜合支吊架設計

?       管線綜合平衡效果圖

2.土建結構深化設計

      基于BIM模型對土建結構部分，包括土建結構與門窗等構件、預留洞口、預埋件位置及各復雜部位等施工圖紙進行深化，對關鍵復雜的墻板進行拆分，解決鋼筋綁扎、順序問題，能夠指導現(xiàn)場鋼筋綁扎施工，減少在工程施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性。

3.鋼結構深化設計

      三維實體建模出圖深化設計的過程，基本可分為四個階段，具體流程如下：

4.玻璃幕墻深化設計

      玻璃幕墻深化設計主要是對于整幢建筑幕墻中的收口部位進行細化補充設計，優(yōu)化設計和對局部不安全不合理的地方進行改正。

       基于BIM技術、根據建筑設計的幕墻二維節(jié)點圖，在結構模型以及幕墻表皮模型中創(chuàng)建不同節(jié)點的模型。然后根據碰撞檢查、設計規(guī)范及外觀要求對節(jié)點進行優(yōu)化調整，形成完善的節(jié)點模型，最后，根據節(jié)點進行大面積建模，通過最終深化完成的幕墻模型，生成加工圖、施工圖以及物料清單。

4.4BIM技術在建造準備階段的應用

虛擬施工管理在項目實施過程中帶來的好處可以總結為以下三點：

?       施工方法可視化

虛擬施工使施工變得可視化，隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效的協(xié)同，施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出生的業(yè)主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。

?       施工方法驗證過程化

BIM技術能全真模擬運行整個施工過程，項目管理人員、工程技術人員和施工人員可以了解每一步施工活動。

?       施工組織控制化

施工組織是對施工活動實行科學管理的重要手段，它決定了各階段的施工準備工作內容，協(xié)調施工過程中各施工單位、各施工工種以及各項資源之間的相互關系。

1.施工方案管理

?       場地布置方案

      為使現(xiàn)場使用合理，施工平面布置有條理，盡量減少占用施工用地，使平面布置緊湊合理，同時做到場容整齊清潔、道路暢通，符合防火安全及文明施工的要求。

?       專項施工方案

      通過BIM技術指導編制專項施工方案，可以直觀地分析復雜工序，將復雜部位簡單化、透明化，提前模擬方案編制后的現(xiàn)場施工狀態(tài)，對現(xiàn)場可能存在的危險源、安全隱患、消防隱患等提前排查，對專項方案的施工工序進行合理安排，有利于方案的專項性、合理性。

2.關鍵工藝展示

對于工程施工的關鍵部位，如預應力鋼結構的關鍵構件及部位，其安裝相對比較復雜，因此合理的安裝方案非常重要，正確的安裝方法能夠省時省費，傳統(tǒng)方法只有工程實施時才能得到驗證，這就造成了二次返工等問題?；?/span>BIM技術，能夠提前對重要部位的安裝進行動態(tài)展示，提供施工方案討論和技術交流的虛擬現(xiàn)實信息。

3.施工過程模擬

?       土建主體結構施工模擬

       根據擬定的最優(yōu)施工現(xiàn)場布置和最優(yōu)施工方案，將由項目管理軟件，如project編制而成的施工進度計劃與施工現(xiàn)場3D模型集成一體，引入時間維度，能夠完成對工程主體結構施工過程的4D施工模擬。

?       鋼結構部分施工模擬

      針對鋼結構部分，因其關鍵構件及部位安裝相對復雜，采用BIM技術對其安裝過程進行模擬，能夠有效幫助指導施工，同土建主體結構施工模擬過程一致。

4.5BIM技術在建造階段的應用

1.預制加工管理

?       構件加工詳圖

?       構件生產指導

?       通過BIM實現(xiàn)預制構件的數字化制造

?       構件詳細信息全過程查詢

2.進度管理

      工程項目的進度管理是指對工程項目各建設階段的工作內容、工作程序、持續(xù)時間和邏輯關系制定計劃，將該計劃付諸實施。

?       施工進度計劃編制

（1）依據模型，確定方案，排定計劃，劃分流水段；

（2）BIM施工進度編制用季度卡來編制計劃；

（3）將周和月結合在一起，假設后期需要任何時間段的計劃，只需在這個計劃中過濾一下就可自動生成。

?       BIM施工進度4D模擬

利用4D-BIM施工進度模擬軟件步驟分為五步：

①將BIM模型進行材質賦予；②制定Project計劃；

③將Project 文件與BIM模型鏈接；④制定構件運動路徑，并與時間鏈接；⑤設置動畫視點并輸出施工模擬動畫。

?       BIM施工安全與沖突分析系統(tǒng)

?       BIM建筑施工優(yōu)化系統(tǒng)

?       三維技術交底及安裝指導

?       云端管理

3.質量管理

      工程項目質量管理是指在力求實現(xiàn)工程項目總目標的過程中，為滿足項目的質量要求所開展的有關管理監(jiān)督活動。

BIM在工程項目管理中的關鍵應用點：

?       建模前期協(xié)同設計

?       碰撞檢測

?       大體積混凝土測溫

?       施工工序管理

?       高集成化方便信息查詢和搜集

4.安全管理

     安全管理（Safety Management）是管理科學的一個重要分支，它是為實現(xiàn)安全目標而進行的有關決策、計劃、組織和控制等方面的活動。

BIM在工程項目安全管理中的具體應用：

?       施工準備階段安全控制

?       施工過程仿真模擬

?       模型試驗

?       施工動態(tài)監(jiān)測

?       防墜落管理

?       塔吊安全管理

?       災害應急管理

5.成本管理

      成本控制是企業(yè)根據一定時期預先建立的成本管理目標，由成本控制主體在其職權范圍內，在生產耗費發(fā)生以前和成本控制過程中，對各種影響成本的因素和條件采取的一系列預防和調節(jié)措施，以保證成本管理目標實現(xiàn)的管理行為。

BIM在工程項目成本控制中的具體應用：

?       快速精確的成本核算

?       預算工程量動態(tài)查詢與統(tǒng)計

?       限額領料與進度款支付管理

?       以施工預算控制人力資源和物質資源的消耗

?       設計優(yōu)化與變更成本管理、造價信息實施追蹤

6.物料管理

     基于BIM的物料管理通過建立安裝材料BIM模型數據庫，使項目部各崗位人員及企業(yè)不同部門都可以進行數據的查詢和分析，為項目部材料管理和決策提供數據支撐。

BIM在工程項目物料管理中的具體應用：

?       安裝材料BIM模型數據庫

?       安裝材料分類控制

?       用料交底

?       物資材料管理

?       材料變更清單

7.綠色施工管理

       要在建筑的全生命周期內實現(xiàn)綠色理念，不僅要在規(guī)劃設計階段應用BIM技術，還要在節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)能及施工管理、運營維護管理五個方面深入應用BIM，不斷推進整體行業(yè)向綠色方向行進。

BIM在綠色施工管理中的具體應用：

?       節(jié)地與室外環(huán)境

?       節(jié)水與水資源利用

?       節(jié)材與材料資源利用

?       節(jié)能與能源利用

?       減排措施

8.工程變更管理

      要工程變更（EC，Engineering Change ），指的是針對已經正式投入施工的工程進行變更。在工程項目實施過程中，按照合同約定的程序對部分或全部工程在材料、工藝、功能、構造、尺寸、技術指標、工程數量及施工方法等方面做出的變更。

經統(tǒng)計分析，使用BIM技術后產生效果的總結：

      首先，可視化建筑信息模型更容易在形成施工圖前修改完善，設計師直接用三維設計更容易發(fā)現(xiàn)錯誤并修改。

      其次，BIM能增加設計協(xié)同能力，更容易發(fā)現(xiàn)問題，從而減少各專業(yè)間沖突。

      最后，在施工階段，用共享BIM模型能夠實現(xiàn)對設計變更的有效管理和動態(tài)控制。

工程竣工結算作為建設項目工程造價的最終體現(xiàn)，是工程造價控制的最后環(huán)節(jié)，并直接關系到建設單位和施工企業(yè)的切身利益，因此竣工結算的審核工作尤為重要。但竣工結算作為一種事后控制，更多是對已有的竣工結算資料、已竣工驗收工程實體等事實結果在價格上的客觀體現(xiàn)。

4.6BIM技術在竣工交付階段的應用

BIM技術在竣工階段的具體應用如下：

?       驗收人員根據設計、施工階段的模型，直觀、可視化的掌握整個工程的情況，既有利于對使用功能、整體質量進行把關，同時又可以對局部進行細致的檢查驗收。

?       驗收過程可以借助BIM模型對現(xiàn)場實際施工情況進行校核，譬如管線位置是否滿足要求、是否有利于后期檢修等。   

?       通過竣工模型的搭建，可以將建設項目的設計、經濟、管理等信息融合到一個模型中，便于后期的運維管理單位使用，更好、更快地檢索到建設項目的各類信息，為運維管理提供有力保障。

結語：綜上所述，BIM技術在建設工程項目中的推廣及應用依舊任重道遠，還需大家多多努力！??！

（信息來源：中林設計原創(chuàng)，轉載請注明出處）