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裝配式建筑設(shè)計(jì)平臺(tái)如何在項(xiàng)目中創(chuàng)新應(yīng)用

教務(wù)部 2022-02-25

經(jīng)企業(yè)申報(bào)、地方推薦、專家評審，近日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部確定并發(fā)布第一批124個(gè)智能建造新技術(shù)新產(chǎn)品創(chuàng)新服務(wù)典型案例。目的在于總結(jié)推廣智能建造可復(fù)制經(jīng)驗(yàn)做法，指導(dǎo)各地住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門及企業(yè)全面了解、科學(xué)選用智能建造技術(shù)和產(chǎn)品。此次發(fā)布的典型案例中，有20項(xiàng)自主創(chuàng)新數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)新服務(wù)案例，29項(xiàng)部品部件智能生產(chǎn)線創(chuàng)新服務(wù)案例，42項(xiàng)智慧施工管理系統(tǒng)創(chuàng)新服務(wù)案例，20項(xiàng)建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)創(chuàng)新服務(wù)案例、13項(xiàng)建筑機(jī)器人等智能建造設(shè)備創(chuàng)新服務(wù)案例。現(xiàn)分批次針對124個(gè)智能建造新技術(shù)新產(chǎn)品創(chuàng)新服務(wù)典型案例做詳細(xì)介紹，本期為自主創(chuàng)新數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)新服務(wù)案例（三）：

1、BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)在北京市城市軌道交通工程中的應(yīng)用

2、工程建設(shè)項(xiàng)目三維電子報(bào)建平臺(tái)在北京城市副中心的應(yīng)用

3、“黑洞”三維圖形引擎軟件在第十屆中國花卉博覽會(huì)（上海）數(shù)字管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

4、“晨曦”BIM算量軟件在福建省婦產(chǎn)醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目的應(yīng)用

5、裝配式建筑深化設(shè)計(jì)平臺(tái)在福州市藍(lán)光公館項(xiàng)目的應(yīng)用

BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)在北京市城市軌道交通工程中的應(yīng)用

案例簡介

BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)（如圖1所示）以“可視化設(shè)計(jì)”、“精細(xì)化施工”、“信息化管理”為指導(dǎo)思想，將BIM技術(shù)應(yīng)用至建設(shè)全過程，各參建單位在統(tǒng)一的組織框架、標(biāo)準(zhǔn)體系和平臺(tái)界面下協(xié)同作業(yè)，虛擬指導(dǎo)實(shí)體建造，達(dá)到“工程建設(shè)投產(chǎn)，即可實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)清晰移交”的先進(jìn)管理目標(biāo)，在交付實(shí)體地鐵項(xiàng)目的同時(shí)，移交一套數(shù)字化地鐵成果。

圖1 BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)

案例應(yīng)用場景和技術(shù)產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）技術(shù)方案要點(diǎn)

BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)分為：數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、云部署、中臺(tái)層、應(yīng)用層5層體系架構(gòu)（如圖2所示）。數(shù)據(jù)層涵蓋軌道交通相關(guān)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)、第三方數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，通過輕量化工具進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽取、治理、歸集，實(shí)現(xiàn)可視化動(dòng)態(tài)瀏覽；網(wǎng)絡(luò)層綜合5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）、LTE-M（基于長期演進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）等傳輸技術(shù)，搭建承載網(wǎng)為各類應(yīng)用提供數(shù)據(jù)傳輸通道，綜合承載各項(xiàng)業(yè)務(wù)，保證各類信息的下發(fā)和上傳；云部署基于北京軌道交通建設(shè)云，向各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、安全防護(hù)以及運(yùn)維服務(wù)，云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)采用安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部管理網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)三網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)間隔離、網(wǎng)內(nèi)防護(hù)”的統(tǒng)一防護(hù)；中臺(tái)層提供數(shù)據(jù)中臺(tái)、業(yè)務(wù)中臺(tái)；應(yīng)用層以多專業(yè)正向協(xié)同設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)、以進(jìn)度控制為主線、資金管控為基礎(chǔ)，施工安全管理為根本，質(zhì)量管理為導(dǎo)向，調(diào)試移交為依托，數(shù)字資產(chǎn)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對建設(shè)期合同、工期、安全、質(zhì)量、資金、資產(chǎn)等全生命周期項(xiàng)目全要素信息化管理進(jìn)行提升，打造覆蓋軌道交通全生命期的智慧建設(shè)應(yīng)用體系。

圖2 BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)體系架構(gòu)

（二）產(chǎn)品特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

1.分類分級的流程定制化審核機(jī)制，提高模型質(zhì)量。按照模型來源單位的不同設(shè)定七類審核流程（如圖3所示），定制其審核過程，發(fā)揮各參建單位的責(zé)任主體作用。

圖3 審核權(quán)限設(shè)置

2.內(nèi)置審核要點(diǎn)庫覆蓋全生命周期。通過收集不同審核單位的審核要點(diǎn)，形成要點(diǎn)庫，靈活配置多類別BIM模型、圖紙的審核標(biāo)準(zhǔn)，不同階段下各參建單位按要點(diǎn)審核，精簡審核流程（如圖4所示）。

圖4 審核要點(diǎn)

3.平臺(tái)自動(dòng)生成審核記錄單，實(shí)現(xiàn)無紙化自動(dòng)化辦公、各參建單位高效的工作流，充分發(fā)揮各方責(zé)任主體作用。（如圖5所示）。

圖5 審核記錄單

4.高度定制化的多方共享與階段傳遞。BIM模型審核完畢后，由業(yè)主單位確定，傳遞至下一階段參建單位。

5.根據(jù)不同角色自動(dòng)匯總和推送重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容（如圖6所示）。平臺(tái)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析建設(shè)進(jìn)度和質(zhì)量等信息，采用直觀、形象的展示形式匯總和推送核心關(guān)注點(diǎn)，簡化繁雜的分析流程，縮短反應(yīng)時(shí)間和提升處理效率。

圖6統(tǒng)計(jì)分析

6.BIM正向設(shè)計(jì)。基于Revit軟件定制開發(fā)出圖插件，分專業(yè)制定出圖導(dǎo)則，包括建模要求、樣板視圖設(shè)置、標(biāo)注格式樣式模板等，實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、管線綜合圖的平面圖與詳圖出圖，為后續(xù)新線的BIM應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)（如圖7所示）。

圖7 BIM正向出圖

7.BIM工程算量。混凝土量方面，BIM模型統(tǒng)計(jì)的土建混凝土量較圖紙計(jì)算量少0.78%，BIM土建算量的結(jié)果較為精確且高效；鋼筋算量方面，BIM模型統(tǒng)計(jì)的鋼筋量較圖紙計(jì)算量誤差8%，相對于業(yè)內(nèi)10%-12%的誤差量有了較大提升；鋼結(jié)構(gòu)算量方面：鋼結(jié)構(gòu)工程量包含節(jié)點(diǎn)構(gòu)件，采用乘以系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出設(shè)計(jì)概算工程量，輔助鋼結(jié)構(gòu)廠商的招標(biāo)工程量控制。幕墻和種植屋面進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

（三）應(yīng)用場景

BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)適用于建筑工程建設(shè)全過程各環(huán)節(jié)，目前主要在城市軌道交通工程、樞紐工程、民航運(yùn)輸工程等不同類型的工程項(xiàng)目建設(shè)管理中應(yīng)用，受地域、規(guī)模、環(huán)境等因素影響小。

應(yīng)用成效

（一）解決的實(shí)際問題

1.提升了BIM模型質(zhì)量。傳統(tǒng)二維圖紙由設(shè)計(jì)總體、設(shè)計(jì)咨詢、強(qiáng)審單位多級審核會(huì)簽，有效保證了圖紙質(zhì)量；而BIM模型通常由咨詢單位審核，審核力量薄弱。通過使用協(xié)同平臺(tái)，連接了各參建單位，提升信息傳遞的時(shí)效性，降低信息的丟失率。通過靈活添加審核角色可以實(shí)現(xiàn)多方模型審核，通過三維模型與設(shè)計(jì)圖紙聯(lián)動(dòng)更精確地查看和審核模型，提升BIM模型質(zhì)量。

2.提升了BIM模型審核工作效率。BIM模型審核的一般流程是設(shè)計(jì)單位自審，審核無誤后提交至咨詢單位進(jìn)行二次審核。但各單位審核標(biāo)準(zhǔn)未結(jié)構(gòu)化、條目化，導(dǎo)致審核人員審核時(shí)間長、工作滯后。協(xié)同平臺(tái)根據(jù)不同模型標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制不同的審核維度，審核人員直接按照審核點(diǎn)審核即可，極大提升審核效率。

3.解決了二維設(shè)計(jì)圖紙和BIM模型不同步的問題。地鐵系統(tǒng)專業(yè)繁雜，設(shè)計(jì)工藝多變。由于每一條線路的周邊環(huán)境不同，其設(shè)計(jì)和施工方案都不能完全復(fù)制，但是通過創(chuàng)建BIM模型指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工的思路可以完全復(fù)制。在設(shè)計(jì)源頭上，由于缺乏有效的管控手段，BIM設(shè)計(jì)期間發(fā)現(xiàn)的問題無法及時(shí)反饋至二維圖紙中，導(dǎo)致無法發(fā)揮BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。通過協(xié)同平臺(tái)辦公，各個(gè)單位能夠連接起來，信息傳遞更順暢，能實(shí)時(shí)反饋信息以降低信息的不對稱性。BIM模型輕量化導(dǎo)入平臺(tái)后，通過審核流程與設(shè)計(jì)圖紙完成雙向?qū)徍耍O(shè)計(jì)人員可以同步下載審核報(bào)告校驗(yàn)設(shè)計(jì)圖紙，發(fā)揮BIM應(yīng)用的價(jià)值。

4.實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，提高了信息的時(shí)效性。軌道交通建設(shè)過程參建單位多，設(shè)計(jì)體量大，信息量大，并且可能存在冗余信息，這都為工程建設(shè)期的有效數(shù)據(jù)篩選和數(shù)據(jù)分析增加難度。協(xié)同平臺(tái)建立完善的數(shù)據(jù)分析機(jī)制，收集各參建單位關(guān)注的信息點(diǎn)，篩選、分析有效信息，并采用不同的展示形式簡單、直觀的分析出亟待解決的問題，顯著提高了信息的時(shí)效性，縮短處理周期，減少風(fēng)險(xiǎn)。

5.促進(jìn)軌道交通各參建單位數(shù)字化轉(zhuǎn)型。當(dāng)前軌道交通項(xiàng)目建設(shè)的數(shù)字化程度相對較低。通過匯聚實(shí)時(shí)信息，收集簡化業(yè)務(wù)流程，統(tǒng)計(jì)分析時(shí)效數(shù)據(jù)，協(xié)同平臺(tái)將各參建單位聯(lián)系到一起，提升工作效率，加快了業(yè)務(wù)流程推進(jìn)和企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，響應(yīng)國家的政策，實(shí)現(xiàn)綠色高效生產(chǎn)。

（二）應(yīng)用效果

BIM全流程協(xié)同工作平臺(tái)采用靈活精簡高效的審核流程和方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等關(guān)鍵技術(shù)，收集整理全專業(yè)圖紙、三維模型以及相關(guān)建設(shè)信息，提升了關(guān)鍵信息在各參建單位之間傳遞的時(shí)效性、準(zhǔn)確性，降低了各企業(yè)間的數(shù)據(jù)鴻溝和工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)了軌道交通行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，提升了城市軌道交通系統(tǒng)復(fù)雜數(shù)據(jù)信息的智能化應(yīng)用水平，為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通建設(shè)的信息化和智慧化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

通過本平臺(tái)，不僅可以將項(xiàng)目中所創(chuàng)造和累積的工程信息加以分類、儲(chǔ)存以及供項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分享，建構(gòu)了一個(gè)傳遞建筑工程生命周期各階段專業(yè)接口信息的整合作業(yè)環(huán)境，可提升工程整合效率，減少各專業(yè)接口沖突，達(dá)到提升設(shè)計(jì)質(zhì)量的整體目標(biāo)，還將加快工期、降低人力與成本，提升工作效率。平臺(tái)技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益明顯，將持續(xù)推動(dòng)城市軌道交通工程領(lǐng)域的數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化建設(shè)。

工程建設(shè)項(xiàng)目三維電子報(bào)建平臺(tái)在北京城市副中心的應(yīng)用

案例簡介

該案例是北京城市副中心以工程建設(shè)項(xiàng)目報(bào)建審批業(yè)務(wù)改革作為突破口，通過應(yīng)用三維電子報(bào)建平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在線報(bào)建和自動(dòng)審批工作模式的實(shí)踐。該平臺(tái)在“多規(guī)合一”的基礎(chǔ)上，開發(fā)了規(guī)劃審查、工程項(xiàng)目審批、施工圖審查、竣工驗(yàn)收備案、不動(dòng)產(chǎn)登記等功能，對接北京城市副中心現(xiàn)有信息化系統(tǒng)，促進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理、運(yùn)營全周期一體聯(lián)動(dòng)，探索構(gòu)建了全域全空間、全鏈條、全生命期的“規(guī)建管一體化”體系。

案例的應(yīng)用場景和技術(shù)產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）案例技術(shù)方案要點(diǎn)

平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)分為輔助設(shè)計(jì)軟件功能（本地端）和智能審查系統(tǒng)功能（如圖1所示），輔助設(shè)計(jì)軟件的用戶是建筑規(guī)劃審批的申請單位，如設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位等；智能審查系統(tǒng)的用戶是審查審批管理方。輔助設(shè)計(jì)軟件和智能審查系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連通和對接，同時(shí)考慮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)工作和與其他系統(tǒng)的融合、對接。

圖1 平臺(tái)總體架構(gòu)

第一，軟件系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)體系。標(biāo)準(zhǔn)體系定義了BIM報(bào)建交付標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)審查規(guī)范及建筑功能分類編碼標(biāo)準(zhǔn)等（如圖2所示）。標(biāo)準(zhǔn)是軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)規(guī)范，保證軟件系統(tǒng)的正確性，決定軟件系統(tǒng)過程和結(jié)果的完整性和一致性。

圖2 規(guī)劃報(bào)建標(biāo)準(zhǔn)

第二，總體系統(tǒng)包含建筑工程輔助設(shè)計(jì)軟件工具。基于主流BIM設(shè)計(jì)軟件Revit研發(fā)BIM規(guī)劃報(bào)建輔助設(shè)計(jì)軟件，擁有4大功能模塊，實(shí)現(xiàn)12項(xiàng)功能（如表1所示）。

規(guī)劃報(bào)建輔助設(shè)計(jì)軟件功能表表1

第三，通過智能審查系統(tǒng)進(jìn)行審查。參考北京市相關(guān)規(guī)劃管理規(guī)范進(jìn)行指標(biāo)梳理，形成6大模塊，35個(gè)審查對象，21個(gè)指標(biāo)，并根據(jù)審查規(guī)則實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可行性，分為自動(dòng)、人工審查兩類，最大程度實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互審查（如圖3所示）。

圖3 智能化審查平臺(tái)

（二）適用范圍及條件

本平臺(tái)不僅適用于政府管理部門的建設(shè)規(guī)劃審查審批過程，也適用于設(shè)計(jì)院審圖專家的校審過程和設(shè)計(jì)過程中的自查自校。二三維兼容的審查平臺(tái)，可以提升校審效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量：二維設(shè)計(jì)場景中，支持在線批注校審和留檔；BIM設(shè)計(jì)場景中，支持BIM模型智能審查、自動(dòng)比對和批注，包括規(guī)劃指標(biāo)審查、消防審查等專題。

（三）主要特點(diǎn)及指標(biāo)

平臺(tái)立足于工程建設(shè)項(xiàng)目成果交付，現(xiàn)階段主要提供了針對設(shè)計(jì)成果自審、外審的相關(guān)功能，可供設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位與政府主管部門使用，是銜接前端設(shè)計(jì)至后續(xù)審查的統(tǒng)一平臺(tái)。該平臺(tái)具有以下主要特點(diǎn)：

一是采用國產(chǎn)自主數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)格式在IFC基礎(chǔ)上自主定義，具有開放的特點(diǎn)，增加了平臺(tái)數(shù)據(jù)兼容性（如圖4所示）；二是采用自主圖形引擎，通過圖形渲染與輕量化引擎的自主研發(fā)，為平臺(tái)提供了有力支持；三是采用自主規(guī)則引擎，基于不同規(guī)范與地域要求的規(guī)則庫，實(shí)現(xiàn)了建立在自主研發(fā)基礎(chǔ)上的“云端驅(qū)動(dòng)，靈活可配”；四是開發(fā)了智能審查業(yè)務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)了BIM模型的自動(dòng)審查，節(jié)省了審查時(shí)間，提升了審查質(zhì)量；五是兼容二維和三維，二三維圖紙均可查看，并為之提供了方便的批注工具，支持多種二三維格式。

圖4 平臺(tái)數(shù)據(jù)格式

（四）技術(shù)比較及應(yīng)用情況

與同類的施工圖審查平臺(tái)相比，平臺(tái)應(yīng)用范圍更加廣泛，不僅可應(yīng)用于政府主管部門，還可應(yīng)用于設(shè)計(jì)企業(yè)和報(bào)審單位，提供審查審批全流程支持。

本平臺(tái)作為標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，應(yīng)用于北京城市副中心、南京的BIM報(bào)建項(xiàng)目。其中，南京市BIM/CIM試點(diǎn)項(xiàng)目自系統(tǒng)上線以來，已經(jīng)在主城四區(qū)、南部新城、江北新區(qū)核心區(qū)、紫東核心區(qū)以及9個(gè)新城新區(qū)試點(diǎn)啟用，目前已累計(jì)完成16個(gè)工程項(xiàng)目報(bào)建手續(xù)，涵蓋商業(yè)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、住宅、社區(qū)中心等多種建筑形式，規(guī)劃許可總建筑面積累計(jì)近200萬平方米;平臺(tái)在北京城市副中心某工程、潞城全民健身中心（A4）_174地塊、東方廠、周轉(zhuǎn)房、復(fù)地五個(gè)項(xiàng)目開展了應(yīng)用，規(guī)劃許可總建筑面積累積超過276萬平方米。南京市的系統(tǒng)上線后，從報(bào)建到發(fā)證，最快只需3個(gè)工作日就可全部完成，縮短了整個(gè)報(bào)建流程，提高了政府效能。用于北京城市副中心的系統(tǒng)，目前已完成試點(diǎn)項(xiàng)目的驗(yàn)證，預(yù)計(jì)在全面應(yīng)用后，可達(dá)到與南京市相關(guān)系統(tǒng)相同的效率?；谠圏c(diǎn)項(xiàng)目總結(jié)形成的“特大城市CIM平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”成果榮獲“2021年國家地理信息科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”。

應(yīng)用成效

（一）解決的問題

1.解決了運(yùn)用BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目電子化報(bào)建的問題。傳統(tǒng)審查審批模式采用紙質(zhì)介質(zhì)，其缺點(diǎn)顯而易見，例如采用物理傳輸，依托郵寄、人工送達(dá)等手段，傳輸過程漫長；物理存放，檢索不便，日后調(diào)取費(fèi)時(shí)費(fèi)力；在審批過程中，一旦出現(xiàn)信息變更，需要補(bǔ)充材料的，需要經(jīng)歷完整的送達(dá)、歸檔、變更流程，耗時(shí)巨大；只能將圖紙作為審批介質(zhì)，無法承載BIM模型，且不能進(jìn)行智能審批；對審批人員專業(yè)能力要求高，耗費(fèi)大量寶貴的專業(yè)技術(shù)人員人力資源。運(yùn)用BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工程報(bào)建后，采用電子介質(zhì)傳輸，傳輸速率高，檢索調(diào)用過程簡單，信息變更歸檔程序簡單速度快；面對越來越多的BIM報(bào)建，電子介質(zhì)可對模型進(jìn)行直接傳輸和應(yīng)用智能審批；降低了對審批人員的專業(yè)技能要求，節(jié)約了寶貴的人力資源。

2.實(shí)現(xiàn)BIM報(bào)建系統(tǒng)與項(xiàng)目審批辦事服務(wù)平臺(tái)銜接。打通了BIM報(bào)建系統(tǒng)與項(xiàng)目審批辦事服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)間的縱向數(shù)據(jù)傳遞和橫向數(shù)據(jù)共享，避免了以往因?yàn)閿?shù)據(jù)格式不統(tǒng)一造成的數(shù)據(jù)信息丟失，數(shù)據(jù)不真實(shí)，不可靠的問題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資產(chǎn)的真實(shí)、完整、可靠。

3.統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，健全制度，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全信息管理。傳統(tǒng)模式下，審查審批過程中大量數(shù)據(jù)都已經(jīng)在電子-紙質(zhì)-電子的介質(zhì)轉(zhuǎn)換中滅失。平臺(tái)結(jié)合副中心制度建設(shè)情況，圍繞工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期業(yè)務(wù)辦理要求與工作需要，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)良好管控，做好數(shù)據(jù)信息安全保密工作。堅(jiān)持依法行政，保障新一代“規(guī)建管”平臺(tái)的順利運(yùn)行。

（二）項(xiàng)目成效

一是審查智能高效，提升電子報(bào)建審查效率。審查系統(tǒng)涵蓋建設(shè)工程審查核心要素205項(xiàng)，通過BIM輕量化審查模型，實(shí)現(xiàn)了對方案審查、模型完整性、模型圖紙一致性等關(guān)鍵工作和既有規(guī)范進(jìn)行自動(dòng)的、定量化的校審，提升審查效率縮短審批周期。系統(tǒng)試運(yùn)行階段，從報(bào)建到發(fā)證，最快只需3個(gè)工作日就可全部完成。

二是標(biāo)準(zhǔn)格式統(tǒng)一。在統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、交付標(biāo)準(zhǔn)和格式的基礎(chǔ)上，圍繞規(guī)建管一體化，落實(shí)BIM模型從規(guī)劃報(bào)建向施工圖審查、竣工驗(yàn)收、運(yùn)維的全流程管理，實(shí)現(xiàn)部門之間、系統(tǒng)之間BIM模型數(shù)據(jù)無縫無損流轉(zhuǎn)和共享。促進(jìn)信息流轉(zhuǎn)沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)。數(shù)字化交付模式為BIM進(jìn)一步向智能運(yùn)營等領(lǐng)域的業(yè)務(wù)延伸打下基礎(chǔ)，推進(jìn)工程項(xiàng)目數(shù)字資產(chǎn)沉淀。

三是安全自主可控。采用國際通用BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（IFC）+自主格式，滿足自主可控和與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的雙重需求。該數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型自主可控的同時(shí)，也為未來國產(chǎn)設(shè)計(jì)端預(yù)留接口，同時(shí)，基于自主BIM圖形引擎，實(shí)施云端審查，便利用戶安全易用。

“黑洞”三維圖形引擎軟件在第十屆中國花卉博覽會(huì)（上海）數(shù)字管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

案例簡介

上海秉匠信息科技有限公司（以下簡稱“秉匠科技”）受承辦單位委托基于“黑洞”三維圖形引擎軟件打造了第十屆中國花卉博覽會(huì)數(shù)字管理系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)不同場館作品的全景呈現(xiàn)，并滿足園區(qū)方案頻繁的設(shè)計(jì)變更，以及園區(qū)的分區(qū)管理，該項(xiàng)目依托“黑洞”三維圖形引擎，通過軟件對場景中三百余種植被類型、八萬多顆樹種模型及周邊場館的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行支持，使園內(nèi)各種設(shè)施和樹種信息與模型進(jìn)行超大場景完美呈現(xiàn)。

案例的應(yīng)用場景和技術(shù)產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）技術(shù)方案要點(diǎn)

1.超大場景極速展示

花博會(huì)整個(gè)園區(qū)面積達(dá)到318 hm2，在“黑洞”引擎中，按照1:1的比例對園區(qū)地形地貌模型、管道模型、多種格式的場館模型以及植被模型和水面模型進(jìn)行建模，總體BIM模型體量達(dá)到10 G左右，三角面數(shù)達(dá)到上億，植被模型約有8萬棵，對場景的實(shí)時(shí)渲染構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。

借助于“黑洞”引擎的多細(xì)節(jié)層次技術(shù)(Levels of Detail，LOD)，可將海量模型構(gòu)件重新劃分為空間局部塊數(shù)據(jù)，通過實(shí)時(shí)高效的LOD調(diào)度技術(shù)，加載少量的塊數(shù)據(jù)即可渲染出指定精度的所有BIM模型。對于大批量植被模型，借助于動(dòng)態(tài)廣告板技術(shù)，使遠(yuǎn)處的樹木僅渲染一個(gè)矩形，其上賦予特定視角下的動(dòng)態(tài)圖像，降低了大量樹木的GPU渲染負(fù)載，同時(shí)對樹木進(jìn)行自適應(yīng)的批次合并，進(jìn)一步降低任務(wù)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁端60f/s幀率流暢查看。

2.多源數(shù)據(jù)融合處理

花博會(huì)項(xiàng)目模型主要包括整個(gè)園區(qū)多種格式的地形地貌模型、管道模型、場館模型、植被模型和水面模型，模型格式包括*.rvt、*.fbx、*.skp、*.3ds等，以及在SpeedTree中建立的三百余種植被模型，平臺(tái)分別對上述模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后統(tǒng)一進(jìn)行渲染模擬。

針對數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性，可以為Revit、3dmax等建模軟件開發(fā)獨(dú)立的數(shù)據(jù)導(dǎo)出插件，將建模軟件中的異構(gòu)模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出成統(tǒng)一格式的中間交換格式，再啟動(dòng)引擎資源轉(zhuǎn)換進(jìn)程將中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為引擎所需的最終模型資源，將數(shù)據(jù)異構(gòu)截留在導(dǎo)出插件端，對后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和渲染提供統(tǒng)一的格式存儲(chǔ)。

3.計(jì)劃變更快速查看

花博會(huì)項(xiàng)目整體規(guī)劃周期短，場館多，并且樹種樹木存在大量的不確定性因素，在設(shè)計(jì)初期和規(guī)劃階段，圖紙變更與方案調(diào)整非常頻繁。整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)還要充分考慮藝術(shù)性和周邊環(huán)境的融合性，需要不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，調(diào)整設(shè)計(jì)效果。

借助基于BIM+GIS的花博會(huì)三維可視化平臺(tái)可快速將設(shè)計(jì)好的場館模型進(jìn)行三維可視化呈現(xiàn)，并且可以通過多角度進(jìn)行環(huán)境融合展示，從而提高方案可讀性和直觀性。在場館設(shè)計(jì)變更中，通過場館設(shè)計(jì)模型的直接調(diào)整就可通過展示平臺(tái)快速呈現(xiàn)；在樹木分布方案變更中，通過三維可視化樹種庫來完成樹種1:1的數(shù)字化模擬，為園區(qū)樹木分區(qū)優(yōu)化提供了有力技術(shù)支持。

（二）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

(1)承載數(shù)據(jù)大?。?0 Tb+(模型資源容量，包括了幾何信息和紋理數(shù)據(jù))

(2)承載構(gòu)件數(shù)量：5千萬+(項(xiàng)目中包含的BIM模型構(gòu)件的數(shù)量)

(3)承載面片數(shù)量：100億+(項(xiàng)目中包含的總?cè)敲鏀?shù)量)

(4)運(yùn)行幀率：50 fps+(決定了項(xiàng)目渲染和交互時(shí)流暢程度)

(5)數(shù)據(jù)響應(yīng)速度：10 s(場景從啟動(dòng)加載到看到模型的等待時(shí)間)

(6)支持?jǐn)?shù)據(jù)類型：支持rvt、dgn、obj\rvm、nwc、IFC、3ds、Fbx、obj、傾斜攝影(OSGB)、DEM、DOM等多種常用格式。

圖1 支持多源數(shù)據(jù)

（三）創(chuàng)新點(diǎn)

1. 多細(xì)節(jié)層次（Level of Detail，簡稱LOD）技術(shù)

引擎通過空間分割將所有構(gòu)件強(qiáng)行按空間區(qū)域分割分組，然后對每個(gè)空間區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)減面，并將空間區(qū)域進(jìn)行LOD分級，從而將海量構(gòu)件模型轉(zhuǎn)換為一個(gè)層級化的空間區(qū)域樹。通過動(dòng)態(tài)調(diào)度空間區(qū)域樹，從而可以在不影響渲染效果的基礎(chǔ)上，將渲染負(fù)載減小一個(gè)量級。

2.場景分頁加載

通過互斥加載頁面、疊加加載頁面等技術(shù)對場景模型進(jìn)行層級組織，可以實(shí)現(xiàn)城市級別的建筑物的高效加載和渲染。

3.自定義抗鋸齒算法

通過對多幀渲染數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)抗鋸齒渲染效果，相比于WebGL自帶的抗鋸齒功能，可以提高5到6倍的計(jì)算速度，優(yōu)化渲染效果。

4.遮擋剔除算法

渲染時(shí)通過對事先劃分好的屏幕空間塊進(jìn)行遮擋查詢，即可計(jì)算出下一幀的渲染負(fù)載，相比于對單構(gòu)件進(jìn)行遮擋剔除，效率可高一個(gè)量級，當(dāng)模型構(gòu)件數(shù)量足夠大時(shí)，比如上千萬級別，也可流暢渲染，不會(huì)因構(gòu)件數(shù)量對渲染效率造成影響。

（四）與國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的比較

圖2 國內(nèi)外圖形引擎現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)研，目前商用市場的工程圖形引擎大多基于國外開源的3D庫進(jìn)行?！昂诙础币娌捎肙penGL+WebGL2.0作為底層支撐，基于標(biāo)準(zhǔn)C++自主研發(fā)的引擎內(nèi)核，其具備四大優(yōu)勢，第一，精度可控的模型輕量化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)從模型到平臺(tái)的全自動(dòng)無損傳遞；第二，在不影響模型渲染效率的同時(shí)，滿足了大場景模型數(shù)據(jù)的承載力；第三，跨平臺(tái)架構(gòu)的搭建，打通從不同瀏覽器到Windows、安卓、iOS，和Linux等操作系統(tǒng)之間兼容性；第四，開發(fā)遮擋技術(shù)相關(guān)優(yōu)化算法，降低模型每一幀的渲染負(fù)載，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁端的性能資源最優(yōu)調(diào)度。

案例實(shí)施情況

（一）項(xiàng)目概述

第十屆中國花博會(huì)于2021年5月21日至7月2日在上海市崇明區(qū)東平國家森林公園地區(qū)舉行，建設(shè)面積10 km2，園內(nèi)計(jì)劃種植苗木三百余種，共八萬余棵。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，為了實(shí)現(xiàn)不同場館作品的全景呈現(xiàn)，并滿足園區(qū)方案頻繁的設(shè)計(jì)變更，以及園區(qū)的分區(qū)管理，光明集團(tuán)委托秉匠科技基于“黑洞”三維圖形引擎軟件打造了第十屆中國花卉博覽會(huì)數(shù)字管理系統(tǒng)，使園內(nèi)各種設(shè)施和樹種信息與模型進(jìn)行超大場景完美呈現(xiàn)。

系統(tǒng)通過多技術(shù)融合，將 BIM+GIS模型中包含的大量數(shù)據(jù)信息與二維碼、AR等技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體數(shù)字化讓數(shù)據(jù)成為可讀取、可使用的數(shù)字資產(chǎn)，為后續(xù)園區(qū)總體運(yùn)維打下基礎(chǔ)。

（二）技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)不同場館作品的全景呈現(xiàn)，并滿足園區(qū)方案頻繁的設(shè)計(jì)變更、園區(qū)分區(qū)管理以及樹木管理等場景，基于“黑洞”三維圖形引擎軟件開發(fā)的第十屆中國花卉博覽會(huì)數(shù)字管理系統(tǒng)有以下技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)：

1.多源異構(gòu)BIM+GIS數(shù)據(jù)的處理與分析

花博會(huì)項(xiàng)目模型數(shù)據(jù)包括整個(gè)園區(qū)多種格式的地形地貌模型、管道模型、場館模型、植被模型和水面模型，針對不同來源的模型數(shù)據(jù)，分別采用不同的數(shù)據(jù)處理插件進(jìn)行輕量化處理，實(shí)現(xiàn)將整個(gè)園區(qū)的模型在“黑洞”引擎進(jìn)行集成，以及不同模型間的位置分析和碰撞檢測分析。不同格式的模型處理流程如圖3所示。整個(gè)園區(qū)在施工現(xiàn)場和三維仿真引擎中的效果如圖4、圖5所示。

圖3 不同格式的模型處理流程

2.海量植被模型動(dòng)態(tài)仿真模擬

花博會(huì)項(xiàng)目共包含三百余種植被類型，共計(jì)約八萬余棵植被。針對形態(tài)各異的植被類型，統(tǒng)一建立樹種庫進(jìn)行管理，每種類型的植被首先在Speed Tree（一種三維樹木建模軟件）中建立統(tǒng)一的形態(tài)，再通過腳本進(jìn)行隨機(jī)縮放和旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)每棵樹的呈現(xiàn)效果均不相同。植被模型支持GPU過程動(dòng)畫，通過在樹葉模型的頂點(diǎn)位置賦予不同的動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)，實(shí)現(xiàn)樹葉隨風(fēng)擺動(dòng)的仿真效果，如圖6所示。根據(jù)植被名稱和所屬區(qū)域等信息，提取不同區(qū)域的*.dwg設(shè)計(jì)圖中植被的精確位置信息，生成帶有區(qū)域、名稱、位置等信息的植被信息入庫，樹種庫的每一棵植被模型均有自己的全局唯一編號，從而實(shí)現(xiàn)對每一棵樹進(jìn)行全生命周期管理。

圖6 植被模型動(dòng)態(tài)仿真模擬

3.苗木變更與設(shè)計(jì)變更管理

在花博會(huì)項(xiàng)目中，通過后臺(tái)的苗木庫，準(zhǔn)確地將苗木展現(xiàn)在三維模型上。一旦出現(xiàn)變更，設(shè)計(jì)人員可以快速地從苗木庫中提取需要變更的苗木信息，將原有舊的苗木替換為新的苗木，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的設(shè)計(jì)變更，保證整體效率，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。新的苗木種植效果也可以直觀地在三維模型上進(jìn)行展示，讓設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合周圍的實(shí)際情況，保證園林設(shè)計(jì)效果的美觀性。

在花博會(huì)項(xiàng)目中，為了保證整體園林的美觀性，其大門經(jīng)歷了數(shù)次修改。每一次的修改，設(shè)計(jì)師都可以快速地將新的大門模型上傳至圖形引擎，替換舊的大門模型，以此來直觀地向各個(gè)相關(guān)單位展示設(shè)計(jì)變更后的效果，各個(gè)單位也可以根據(jù)設(shè)計(jì)變更后的效果圖提出修改意見，如圖7所示。

圖7 苗木變更與設(shè)計(jì)變更管理

4.園區(qū)分區(qū)管理

智能分區(qū)，花博會(huì)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)初期劃分為十大區(qū)域，采用傳統(tǒng)二維圖紙的方式進(jìn)行整體呈現(xiàn)與展示，但隨著項(xiàng)目的不斷推進(jìn)與管理的不斷細(xì)化，對園區(qū)的分區(qū)管理逐步要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整與動(dòng)態(tài)變更。利用BIM+GIS基礎(chǔ)圖形可快速進(jìn)行行道樹區(qū)域、分界道路、河道的地塊范圍區(qū)分，借助GIS模型進(jìn)行矢量圖生成，將原來的十大區(qū)域劃分為更加詳細(xì)的44個(gè)區(qū)域，并在樹木后臺(tái)管理系統(tǒng)中同步進(jìn)行生成，滿足項(xiàng)目分區(qū)盤點(diǎn)、管理的需要，如圖8所示。

圖8 園區(qū)分區(qū)管理

（三）創(chuàng)新舉措

1.基于Importor（一種高級廣告板技術(shù)）技術(shù)的大型園區(qū)植被系統(tǒng)仿真

花博會(huì)場景樹木總量達(dá)到數(shù)萬棵，樹木的種類也達(dá)到了上百種，個(gè)體大小差異巨大。引擎基于多級LOD網(wǎng)格原理，降低了植被的整體渲染負(fù)載。但是，由于花博會(huì)樹木總量巨大，單靠LOD技術(shù)仍會(huì)帶來繁重的GPU負(fù)載，所以加入了Impostor技術(shù)，當(dāng)樹木距離超過一定閾值時(shí)，樹木將以矩形廣告版的形式來替代實(shí)體樹木模型。為降低每顆樹的渲染指令延遲，當(dāng)距離繼續(xù)增加時(shí)，則將相鄰的一堆樹木合并為一個(gè)整體來管理和渲染，降低了CPU負(fù)載。

2.基于Filmic Tone Mapping（電影色調(diào)映射）技術(shù)真實(shí)光照渲染效果仿真

花博會(huì)的場館以及水面，在真實(shí)情況下都會(huì)在環(huán)境光照下出現(xiàn)反射、折射等光照效果。為真實(shí)表現(xiàn)花博會(huì)植被與場館的交相呼應(yīng)、水面波光粼粼的效果，引擎采用了基于物理的光照模型，通過模型基色、金屬性、粗糙度等簡單的材質(zhì)參數(shù)，真實(shí)地表現(xiàn)出場館等模型在不同光照環(huán)境下的渲染效果，對太陽光的反射以及環(huán)境光的散射都能得到準(zhǔn)確的表現(xiàn)。

同時(shí)，改進(jìn)了傳統(tǒng)的低動(dòng)態(tài)范圍光照計(jì)算，加入了高動(dòng)態(tài)范圍光照處理，使得模型表面反射光強(qiáng)大于顯示器像素的強(qiáng)度范圍時(shí)，可對屏幕所有像素上的光強(qiáng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測定，確定出一個(gè)合適的曝光度，然后將高強(qiáng)度光照信息重映射為顯示器能顯示的低范圍強(qiáng)度，并根據(jù)屏幕像素的光強(qiáng)分布加入鏡頭鬼影、泛光等特效，從而真實(shí)還原了花博會(huì)中生動(dòng)逼真的動(dòng)態(tài)場景。

3.基于動(dòng)態(tài)植被系統(tǒng)的實(shí)時(shí)陰影仿真

針對花博會(huì)的八萬余棵植被，仿真平臺(tái)對所有植被模型均做了動(dòng)態(tài)效果模擬，為更接近于真實(shí)的仿真效果，采用大范圍實(shí)時(shí)軟陰影技術(shù)，將場景由近及遠(yuǎn)分割為若干部分，每個(gè)部分被獨(dú)立的陰影圖所覆蓋，每個(gè)陰影圖使用隨機(jī)擾動(dòng)點(diǎn)過濾等技術(shù)，在所覆蓋區(qū)域內(nèi)生成具有半影效果實(shí)時(shí)陰影，多個(gè)區(qū)域疊加形成了完整的超遠(yuǎn)視距的軟陰影效果。從而實(shí)現(xiàn)在不同的時(shí)間、角度查看模型時(shí)，都能達(dá)到接近真實(shí)的陰影效果。

應(yīng)用成效

（一）采用定位系統(tǒng)，保證樹木的精準(zhǔn)定位

花博會(huì)園內(nèi)苗木共計(jì)苗木三百余種，共八萬余棵，管理平臺(tái)基于“黑洞”三維圖形引擎開發(fā)的種植管理系統(tǒng)對矢量路徑及樹木位置坐標(biāo)自動(dòng)識(shí)別，精確匹配模型位置，一鍵完成系統(tǒng)內(nèi)大小樹木自動(dòng)定位種植。大大減輕設(shè)計(jì)人員對于樹木模型定位時(shí)間，通過該系統(tǒng)輕松實(shí)現(xiàn)了10 km2模型場景內(nèi)植物或其他固定設(shè)施等構(gòu)件精確定位。

（二）通過智慧決策，實(shí)現(xiàn)樹木的精益管理

“黑洞”三維圖形引擎內(nèi)自帶約三十多種樹種，項(xiàng)目實(shí)施過程中對引擎內(nèi)樹種的補(bǔ)充現(xiàn)已達(dá)到三百余種，100%涵蓋了花博會(huì)園區(qū)內(nèi)樹木種類，通過平臺(tái)苗木管理系統(tǒng)，對園區(qū)內(nèi)樹木進(jìn)行了有效的數(shù)字化管理。每棵樹木上均有獨(dú)立的二維碼圖形，通過唯一的苗木編號確定名稱、高度、木齡、管養(yǎng)時(shí)間等信息，該系統(tǒng)在后期還可以形成獨(dú)立的樹木運(yùn)維系統(tǒng)，具有可拓展性。

（三）沉淀數(shù)字資產(chǎn)，為園林行業(yè)注入新能量

由于花博會(huì)項(xiàng)目不同于其他建設(shè)工程，其系統(tǒng)開發(fā)需求更傾向于苗木等植物管理，軟件打通園區(qū)各管理部門的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)部門資源共享，軟件依據(jù)不同部門對園區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的刪選，使管理人員獲取有用的數(shù)據(jù)要素，根據(jù)自身情況加以整理與應(yīng)用。同時(shí)在設(shè)計(jì)及施工階段將園區(qū)內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)采集，整合為園區(qū)數(shù)字資產(chǎn)。數(shù)字化建設(shè)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)既覆蓋了用戶的各個(gè)行為階段，也貫穿了園區(qū)整體運(yùn)作流程，對其進(jìn)行有效沉淀，為傳統(tǒng)園林行業(yè)注入新能量。

“晨曦”BIM算量軟件在福建省婦產(chǎn)醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目的應(yīng)用

案例簡介

針對建筑業(yè)面臨的建模周期漫長、工程量算量繁瑣、數(shù)據(jù)信息復(fù)用性較低等痛點(diǎn)，福建省晨曦信息科技股份有限公司研發(fā)了晨曦BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件，為項(xiàng)目各參與方提供一站式BIM應(yīng)用。該款軟件基于人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)BIM模型創(chuàng)建+BIM模型運(yùn)用，具有自動(dòng)識(shí)別構(gòu)件、快速創(chuàng)建BIM模型等功能，不僅解決了建模過程中BIM模型名稱定義、截面形狀定義、尺寸輸入、平面定位、標(biāo)高設(shè)置等繁瑣問題，也減少了用戶日常工作量，提高了建模效率。同時(shí)，該軟件既可在通用一個(gè)模型的條件下，根據(jù)BIM土建、BIM鋼筋與BIM安裝模塊內(nèi)置的全國清單定額以及計(jì)算規(guī)則快速工程算量，又可實(shí)現(xiàn)材料提量、鋼筋布置、鋼筋下料、碰撞應(yīng)用、BIM出圖、集成數(shù)據(jù)等BIM技術(shù)應(yīng)用。該案例是軟件在福建省婦產(chǎn)醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量過程智能化、可視化、精準(zhǔn)化以及工程項(xiàng)目的提質(zhì)增效。

圖1 晨曦BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件組成

案例的應(yīng)用場景和技術(shù)產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）技術(shù)方案要點(diǎn)

BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件由BIM智能翻模、BIM土建模塊、BIM鋼筋模塊、BIM安裝模塊四個(gè)部分組成，遵循正向設(shè)計(jì)原則，進(jìn)行模型的高效創(chuàng)建、設(shè)計(jì)優(yōu)化、工程算量、一鍵出圖等一系列的流程，旨在最大限度減少時(shí)間成本，確保施工進(jìn)度，加強(qiáng)質(zhì)量安全。結(jié)合建筑規(guī)范的要求，通過BIM智能翻?？焖偕筛鲗I(yè)模型，利用三維BIM模型完成協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè)建模工作，優(yōu)化圖紙、協(xié)調(diào)施工和糾偏預(yù)算等工作。繼而在通用一個(gè)模型的基礎(chǔ)上，BIM土建、BIM鋼筋、BIM安裝模塊充分考慮用戶日常的操作習(xí)慣和出量要求進(jìn)行二次研發(fā)，注重BIM模型調(diào)整和工程量出量。通過BIM模型的快速且精準(zhǔn)提量，代替了部分手工算量，促進(jìn)了項(xiàng)目技術(shù)人員職能的轉(zhuǎn)變。不僅如此，該款軟件打破不同應(yīng)用之間難以互通操作的障礙，可與晨曦AI&BIM產(chǎn)品系列，包括BIM智慧工地、BIM管控平臺(tái)（全過程咨詢）、晨曦造價(jià)咨詢管理系統(tǒng)等有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間信息統(tǒng)一、可視、共享、交付、集成，滿足集成化管理，個(gè)性化應(yīng)用需求，從而逐步建立完整的建筑全壽命周期的應(yīng)用生態(tài)和商業(yè)生態(tài)。

圖2 項(xiàng)目技術(shù)路線

（二）產(chǎn)品特點(diǎn)

BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件中BIM智能翻模、BIM土建模塊、BIM鋼筋模塊、BIM安裝模塊特點(diǎn)分別如下：

1.BIM智能翻模。BIM智能翻模是一款新型的智能翻模工具。它一改往日費(fèi)時(shí)費(fèi)力的建模過程，將標(biāo)準(zhǔn)化、有規(guī)律的步驟交由軟件自動(dòng)完成，不僅能一體化完成圖紙分割與整理、構(gòu)件識(shí)別、生成BIM模型、管理BIM模型等過程，而且與土建、鋼筋、安裝模塊無縫對接，完成土建、鋼筋、安裝的快速出量。通過運(yùn)用智能翻模能有效幫助項(xiàng)目技術(shù)人員簡化操作步驟，提高建模效率，保證BIM信息的完備，為全生命周期的BIM技術(shù)應(yīng)用提供模型基礎(chǔ)。

2.BIM土建模塊。適用范圍廣，主流BIM模型格式均可直接應(yīng)用。模塊內(nèi)置《建設(shè)工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》及全國各地現(xiàn)行定額，擁有清單定額一鍵套用，精準(zhǔn)、快速完成工程量匯總、實(shí)現(xiàn)建筑工程全生命周期數(shù)據(jù)共享等核心優(yōu)勢。

3.BIM鋼筋模塊。攻克行業(yè)難點(diǎn)，BIM鋼筋模塊內(nèi)置各種樓梯類型，可供用戶選擇，實(shí)現(xiàn)一鍵布置樓梯鋼筋和一鍵生成鋼筋實(shí)體。針對異形構(gòu)件如集水井、異形挑檐、自建異形構(gòu)件等，可以通過模塊內(nèi)的通用工具進(jìn)行配置鋼筋、形成鋼筋實(shí)體。同時(shí)，鋼筋模塊內(nèi)置11G101/16G101平法標(biāo)準(zhǔn)圖集和國家規(guī)范，結(jié)合國標(biāo)圖集，設(shè)計(jì)規(guī)范及施工經(jīng)驗(yàn)為計(jì)算依據(jù)，通過平法參數(shù)輸入與CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件）識(shí)別參數(shù)一體化實(shí)現(xiàn)全面布置鋼筋信息、動(dòng)態(tài)展示鋼筋實(shí)體、精準(zhǔn)算量鋼筋工程等步驟。

4.BIM安裝模塊。內(nèi)置國家定額規(guī)范等為計(jì)算依據(jù)，分項(xiàng)工程設(shè)置全面。并且支持智能避讓和智能開洞；清單定額自動(dòng)調(diào)用，報(bào)表輸出項(xiàng)聯(lián)動(dòng)構(gòu)件支持反查等功能，從根本上解決了BIM模型對應(yīng)計(jì)算規(guī)則不一致的問題，實(shí)現(xiàn)BIM算量的應(yīng)用。

（三）應(yīng)用場景

運(yùn)用晨曦BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件其可視化，精準(zhǔn)度高，易用性強(qiáng)，拓展性優(yōu)等核心優(yōu)勢可為房產(chǎn)住宅類、商業(yè)綜合類、醫(yī)院綜合類、工業(yè)場館類、軌道交通類項(xiàng)目的策劃決策階段、設(shè)計(jì)階段、建設(shè)實(shí)施階段和運(yùn)營維護(hù)階段提供以進(jìn)度控制、成本控制、質(zhì)量控制為目標(biāo)，以BIM模型為載體、工程進(jìn)度為主線、造價(jià)管理為核心的一體化、智能化、全方位解決方案。

案例實(shí)施情況

（一）案例基本信息

福建省婦產(chǎn)醫(yī)院項(xiàng)目總投資23億元，總建筑面積17.72萬平方米，其中地上建筑面積11.95萬平方米，地下建筑面積5.77萬平方米，建成后將編制800張床位，建筑層數(shù)為地上4-16層，地下2層，建筑高度69.00米，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目由福建建工工程集團(tuán)有限公司承建，于2018年12月開工，計(jì)劃于2022年5月9日竣工。

圖3 福建省婦產(chǎn)醫(yī)院項(xiàng)目效果圖

（二）應(yīng)用過程

1.智能設(shè)計(jì)與規(guī)劃

相比于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)為能快速建立并集成建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)的BIM模型；在建筑設(shè)計(jì)中充分考慮項(xiàng)目智能化及實(shí)用性等因素，開展智能與規(guī)劃工作。BIM智能翻模遵循業(yè)界國際標(biāo)準(zhǔn)，采用數(shù)據(jù)字典、圖形交互技術(shù)、翻模構(gòu)件及信息識(shí)別算法、雙重加密等技術(shù)能快速將項(xiàng)目CAD圖紙生成BIM模型，進(jìn)行數(shù)字信息仿真，模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。通過項(xiàng)目模型的全方位展示，項(xiàng)目技術(shù)人員只需通過簡單的晨曦軟件操作設(shè)置生成BIM模型，就能一目了然地發(fā)現(xiàn)圖紙存在問題，確保在項(xiàng)目施工前期，快速發(fā)現(xiàn)和解決圖紙問題，完成圖紙的審核與優(yōu)化。例如應(yīng)用BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件，可直觀地查看到某處混凝土柱梁節(jié)點(diǎn)碰撞上存在的問題。經(jīng)過軟件配合設(shè)計(jì)完成了大量的優(yōu)化工作，確保滿足了嚴(yán)格的凈高控制要求，達(dá)到最合理的空間利用效果。

圖4 圖紙審查

在圖紙優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多項(xiàng)深化設(shè)計(jì)與智能規(guī)劃。運(yùn)用安裝模塊按照設(shè)計(jì)意圖，將項(xiàng)目各專業(yè)管線的位置、標(biāo)高、連接方式及施工工藝順序進(jìn)行三維模擬，按照現(xiàn)場可能發(fā)生的工作面和碰撞點(diǎn)進(jìn)行方案的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)方案的可施工性。尤其是除水、暖、電、空調(diào)、消防等基本民用建筑管線外，還需要重復(fù)、詳細(xì)的碰撞檢查醫(yī)療氣體、智能系統(tǒng)、污洗消毒等管線系統(tǒng)。根據(jù)碰撞檢查報(bào)告，使用軟件中智能避讓和智能開洞工具完成管線的深化設(shè)計(jì)。通過動(dòng)態(tài)漫游項(xiàng)目的三維模型模擬施工過程，使得項(xiàng)目參與方更加了解項(xiàng)目的細(xì)部構(gòu)造，促進(jìn)了設(shè)計(jì)與業(yè)主方和參建各方及設(shè)計(jì)內(nèi)部各專業(yè)工種之間多方面的協(xié)調(diào)與管理。

圖5 智能避讓效果圖

圖6 智能開洞效果圖

2.智能裝備與施工

施工階段是建筑實(shí)體形成的過程，也是項(xiàng)目資源集中投入的過程。該過程中各參與方基于2D圖紙的管理與溝通往往會(huì)帶來工期的延遲、項(xiàng)目的返工和浪費(fèi)，與可持續(xù)建設(shè)背道而馳。施工階段，BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件的應(yīng)用主要體現(xiàn)為在通用一個(gè)模型基礎(chǔ)上附于每個(gè)構(gòu)件進(jìn)度計(jì)劃和造價(jià)信息，并實(shí)現(xiàn)智能裝備與施工。BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件整合與優(yōu)化各專業(yè)模型，提供自動(dòng)套用清單定額、智能布置構(gòu)件、布置鋼筋等功能，使土建、鋼筋、安裝算量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以BIM模型為載體實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，快速完成工程土建、鋼筋、安裝計(jì)量工作。值得注意的是，軟件中的計(jì)算式模擬人腦思維，可脫離軟件給審核方按設(shè)計(jì)圖紙查閱，解決安裝算量軟件難以對賬的問題，確保算量的精確度。同時(shí)，軟件通過施工段關(guān)聯(lián)物料信息，可輸出詳細(xì)的各主材工程量及各批次澆筑的方量，協(xié)助項(xiàng)目管理人員有理有據(jù)統(tǒng)籌安排施工組織、材料供應(yīng)以及資金供應(yīng)等工作內(nèi)容，保證了項(xiàng)目進(jìn)度和順利履約。

圖7 施工段輸出材料表效果圖

在鋼筋實(shí)體繪制方面，手動(dòng)逐根繪制鋼筋BIM模型功能效率低。結(jié)合BIM鋼筋模塊，通過配筋信息，軟件自動(dòng)繪制鋼筋實(shí)體，并計(jì)算鋼筋工程量，不僅可以大大節(jié)省鋼筋BIM建模的時(shí)間，而且可以實(shí)現(xiàn)鋼筋的深化應(yīng)用。在項(xiàng)目中，軟件快速布置了坡道鋼筋、樓梯鋼筋、混凝土鋼筋穿鋼結(jié)構(gòu)等復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)?；趧?chuàng)建的BIM三維鋼筋模型，運(yùn)用軟件中自帶的鋼筋切圖工具從鋼筋模型中讀取相關(guān)信息，集成下料單、三維標(biāo)注圖、二維標(biāo)注圖三個(gè)信息展示模塊，完成鋼筋模型調(diào)整、鋼筋工程量輸出、鋼筋下料及出圖等內(nèi)容，供鋼筋加工廠、材料領(lǐng)用人、施工人員等項(xiàng)目成員使用，真正做到了足不出戶便可知道現(xiàn)場施工的效果。

圖8 坡道鋼筋布置

圖9 復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)下料

圖10 平法出圖

3.數(shù)字化交付

為最大化地體現(xiàn)信息的價(jià)值，根據(jù)《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51269-2017，運(yùn)用BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件對福建省婦產(chǎn)醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目模型進(jìn)行分類和編碼。通過統(tǒng)一且唯一性的信息編碼，使得項(xiàng)目技術(shù)性能數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)等得以交互、共享、集成應(yīng)用，提高多方協(xié)同的工作效率，促進(jìn)信息流動(dòng)。

圖11 建筑信息模型編碼表效果圖

應(yīng)用成效

（一）解決的實(shí)際問題

1.完成了與模型構(gòu)件相對應(yīng)的分類編碼體系，實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化建模，避免了因建模規(guī)則不統(tǒng)一造成模型不匹配，數(shù)據(jù)可追溯性低等問題。

2.BIM智能翻模不僅僅是將CAD圖紙快速生成三維模型，而且以BIM模型為基礎(chǔ)解決“錯(cuò)、漏、碰、缺”問題，復(fù)核施工圖的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和不足，提高圖紙的準(zhǔn)確率。

3.BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)模型整合，根據(jù)設(shè)計(jì)意圖和凈高要求進(jìn)行碰撞檢查、管線優(yōu)化，從而達(dá)到深化設(shè)計(jì)，降低工程返工的風(fēng)險(xiǎn)。

4.BIM鋼筋算量軟件突破手動(dòng)逐根繪制BIM鋼筋模型中復(fù)雜構(gòu)件難以布置實(shí)體鋼筋的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)體鋼筋快速布置和出量。同時(shí)，軟件支持深化設(shè)計(jì)鋼筋預(yù)算和施工下料等流程，滿足復(fù)雜節(jié)點(diǎn)及工藝可視化交底。

5.BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件讓造價(jià)工作更高效、更智能。通過模擬手工計(jì)算方式，一鍵生成多種報(bào)表形式，方便與手工算量對賬，滿足快又準(zhǔn)提取工程量的需求。

（二）應(yīng)用效果

在福建省婦產(chǎn)醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目中，BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件在圖紙優(yōu)化、碰撞檢查、協(xié)調(diào)管線排布、動(dòng)態(tài)漫游、精準(zhǔn)算量、鋼筋設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工方案，材料計(jì)劃管理、數(shù)字化交付等方面取得了很好的應(yīng)用成效。

一是優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量，其中通過BIM審圖解決圖紙問題532處；取消工程樁改為筏板基礎(chǔ)，取消咬合樁、減少降水井?dāng)?shù)量；通過深化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目底板、正負(fù)零抬高2米，周邊道路相應(yīng)提高3-4米，基坑開挖土方量由原來41萬立方米減少至29.6萬立方米；管線綜合解決機(jī)電管線碰撞427處，預(yù)留矩形洞口657個(gè)，支吊架設(shè)計(jì)155種，實(shí)現(xiàn)全過程BIM機(jī)電安裝落地應(yīng)用；通過BIM安裝模型搭建，完成排磚區(qū)域12處，樣板間3處。

二是節(jié)約成本5840萬元，其中通過優(yōu)化工期，節(jié)約費(fèi)用約4700萬元；通過嚴(yán)格的材料計(jì)劃管理，節(jié)約材料造價(jià)1140萬元。

三是縮短工期16月，其中通過優(yōu)化設(shè)計(jì)節(jié)約工期8個(gè)月；通過精益化管理，較原計(jì)劃提前近8個(gè)月交付投用。

四是提高從業(yè)人員BIM技術(shù)應(yīng)用能力，其中在項(xiàng)目實(shí)施過程中，共34人全過程參與BIM項(xiàng)目管理，總共培養(yǎng)出專職BIM人員3人。

（三）應(yīng)用價(jià)值

BIM（土建、鋼筋、安裝）算量軟件結(jié)合人工智能、圖形交互技術(shù)、翻模構(gòu)件及信息識(shí)別算法、雙重加密等高新技術(shù)，不僅僅高效實(shí)現(xiàn)模型的3D可視化效果，更是將3D模型作為載體，一模通用、一模用到底，實(shí)現(xiàn)快速建模、精準(zhǔn)出量、智能規(guī)劃、信息資源的協(xié)同化管理，為產(chǎn)業(yè)鏈貫通、智能化建造和可持續(xù)建筑創(chuàng)作提供了技術(shù)保障，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)、業(yè)主單位等各參建方均創(chuàng)造了一定價(jià)值。

裝配式建筑深化設(shè)計(jì)平臺(tái)在福州市藍(lán)光公館項(xiàng)目的應(yīng)用

案例簡介

福建城投裝配式建筑深化設(shè)計(jì)平臺(tái)是福建省城投科技有限公司研發(fā)的裝配式建筑深化設(shè)計(jì)軟件，包含了預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鋁模深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、內(nèi)墻板深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)三大部分。平臺(tái)通過BIM技術(shù)對裝配式混凝土建筑、鋁模等設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行協(xié)同整合，讓設(shè)計(jì)師可以在同一軟件平臺(tái)、同一模型下實(shí)現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)，避免了由于設(shè)計(jì)不協(xié)同導(dǎo)致的各種問題，提高了工作效率和設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)無縫對接生產(chǎn)管理平臺(tái)，使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)向生產(chǎn)端流轉(zhuǎn)，推動(dòng)基于數(shù)字模型的設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維一體化。

案例的應(yīng)用場景和技術(shù)產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）技術(shù)方案要點(diǎn)

1.在軟件接口方面，平臺(tái)可以適配采用Autodesk Revit正向設(shè)計(jì)的BIM模型，并在此基礎(chǔ)上完成深化設(shè)計(jì)。對于采用傳統(tǒng)AutoCAD設(shè)計(jì)的裝配式建筑項(xiàng)目，平臺(tái)也提供了多種圖紙格式的接口，能快速識(shí)別圖紙，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為裝配式設(shè)計(jì)所需的BIM模型，完成后續(xù)的裝配式設(shè)計(jì)工作。

2.在軟件功能架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，平臺(tái)包含了裝配式建筑設(shè)計(jì)的三大系統(tǒng)，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)共有9個(gè)模塊，27個(gè)功能，鋁模深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)共有4個(gè)模塊，21個(gè)功能，裝配式建筑內(nèi)墻板深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)共有3個(gè)模塊，8個(gè)功能，可以實(shí)現(xiàn)快速建模、一鍵出圖、一鍵生成物料清單表等功能。

圖1平臺(tái)架構(gòu)圖

3.在文件輸出方面，平臺(tái)在完成深化設(shè)計(jì)后，可自動(dòng)生成滿足部品部件生產(chǎn)精度要求的深化圖、加工圖。對于采用智能生產(chǎn)管理平臺(tái)等信息化手段的生產(chǎn)制造企業(yè)，平臺(tái)還支持輸出不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)文件（如圖2所示），對接智能生產(chǎn)管理平臺(tái)，批量導(dǎo)入部品部件生產(chǎn)所需的物料信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)向生產(chǎn)制造端流轉(zhuǎn)，保證底層數(shù)據(jù)的協(xié)同性和一致性，提高效率。

圖2數(shù)據(jù)表單

（二）創(chuàng)新點(diǎn)

1.“三同”設(shè)計(jì)

“三同”設(shè)計(jì)即在同一軟件平臺(tái)、同一模型下，實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)工作可能在不同的軟件平臺(tái)上開展，導(dǎo)致設(shè)計(jì)成果分布在不同的圖紙或者模型中，一旦設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)修改，不可避免的需要反復(fù)在多個(gè)圖紙或模型中比對，無法實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)效率低下，甚至出現(xiàn)因信息不同步導(dǎo)致的錯(cuò)漏碰缺問題，造成工期的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)的損失。本平臺(tái)從“三同”設(shè)計(jì)的層面上解決了裝配式建筑設(shè)計(jì)協(xié)同的問題，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的降本增效。

2.“一鍵”設(shè)計(jì)

“一鍵”設(shè)計(jì)即本平臺(tái)為裝配式建筑設(shè)計(jì)師提供了一鍵智能拆分、一鍵自動(dòng)配模、一鍵出圖的便捷功能，提升了設(shè)計(jì)效率，避免了設(shè)計(jì)師重復(fù)的機(jī)械式工作，讓設(shè)計(jì)師將更多的時(shí)間和精力放在裝配式建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和品質(zhì)上。

在一鍵智能拆分方面，針對預(yù)制混凝土構(gòu)件的拆分，軟件會(huì)將需要拆分的構(gòu)件，在考慮標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化的基礎(chǔ)上，自動(dòng)將選擇的構(gòu)件拆分成符合規(guī)范要求的預(yù)制構(gòu)件，針對裝配式內(nèi)墻通過選擇模型中需要采用裝配式內(nèi)墻的范圍，軟件將按照用戶定義的內(nèi)墻板類型和參數(shù)，自動(dòng)將內(nèi)墻按規(guī)范要求拆分為相應(yīng)的大小和拼裝方式。

在一鍵配模方面，用戶選擇需要配模的位置，軟件將自動(dòng)判斷需要配設(shè)的模板類型，并按規(guī)范要求及預(yù)設(shè)的配模方案，自動(dòng)配置鋁模板。

在一鍵出圖方面，在設(shè)計(jì)師完成深化設(shè)計(jì)后，可通過各個(gè)模塊一鍵出圖功能，由軟件按照預(yù)設(shè)的參數(shù)，自動(dòng)批量生成構(gòu)件圖和加工圖。

3.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)向制造端流轉(zhuǎn)

部品部件進(jìn)入到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)后，傳統(tǒng)的物料清單制作是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的環(huán)節(jié)，出錯(cuò)率高，出錯(cuò)后不易檢查，且容易造成批量性浪費(fèi)。通過本平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)在深化設(shè)計(jì)完成后，批量輸出部品部件的物料清單數(shù)據(jù)文件，不僅省時(shí)省力，而且能保證數(shù)模一致，提高了準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)向制造端流轉(zhuǎn)（如圖3所示）。

圖3智能生產(chǎn)管理平臺(tái)

（三）應(yīng)用場景

本平臺(tái)適用于包括住宅、學(xué)校、公共建筑、工業(yè)建筑在內(nèi)各類裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)，通過快速建模、一鍵拆分、一鍵出圖等功能可以高效完成裝配式建筑深化設(shè)計(jì)，批量自動(dòng)輸出滿足生產(chǎn)精度的圖紙，實(shí)現(xiàn)圖模一致、數(shù)模一致。

案例實(shí)施情況

（一）案例基本信息

平臺(tái)應(yīng)用情況以福州市藍(lán)光公館項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目總用地面積11648.36m2，總建筑面積155273.61m2，包含3棟28層住宅，1棟27層住宅，結(jié)構(gòu)形式采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，其中2號樓、3號樓、6號樓、7號樓采用裝配式建造方式，裝配式建筑的計(jì)容面積為67259.53m2，裝配率均不低于50%。

（二）應(yīng)用過程

1. 預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

項(xiàng)目的預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)采用了疊合板深化設(shè)計(jì)、預(yù)制樓梯深化設(shè)計(jì)、一鍵出圖及物料清單等功能。

（1）疊合板拆分及深化設(shè)計(jì)。項(xiàng)目的疊合板采用寬縫疊合板，接縫寬度為300mm，疊合板厚度為60mm。在疊合板拆分時(shí)，通過疊合板拆分功能，框選BIM模型中的樓板，設(shè)置疊合板參數(shù)（如圖4所示），即可自動(dòng)完成疊合板拆分設(shè)計(jì)（如圖5所示）。

圖4疊合板拆分

圖5拆分后的BIM模型

在疊合板拆分完成后，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算當(dāng)前層的預(yù)制構(gòu)件水平投影面積，并且生成預(yù)制構(gòu)件水平投影平面圖（如圖6所示）。

圖6預(yù)制構(gòu)件水平投影平面圖

疊合板拆分方案確定以后，設(shè)計(jì)人員可以對疊合板進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，包括生成鋼筋、調(diào)整鋼筋避讓以及放置預(yù)埋件。通過疊合板深化設(shè)計(jì)功能的布置疊合板鋼筋（如圖7所示），對已拆分好的疊合板批量生成鋼筋（如圖8所示）。疊合板鋼筋生成完畢后，設(shè)計(jì)人員將帶有預(yù)埋件點(diǎn)位的CAD圖紙鏈接進(jìn)模型中，通過批量生成預(yù)埋件的功能，對所有點(diǎn)位進(jìn)行翻模并且對點(diǎn)位進(jìn)行編號，節(jié)約了設(shè)計(jì)人員手動(dòng)布置點(diǎn)位的時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。

圖7布置疊合板鋼筋圖8生成疊合板鋼筋

（2）預(yù)制樓梯拆分及深化設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目選用標(biāo)準(zhǔn)樓層的梯段板作為樓梯的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，采用120mm厚度的預(yù)制雙跑樓梯，預(yù)制樓梯采用高端支承為固定鉸支座，低端支承為滑動(dòng)鉸支座的裝配方案。通過預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中預(yù)制樓梯深化設(shè)計(jì)的樓梯放置功能，設(shè)置樓梯參數(shù)后（如圖9所示），把預(yù)制樓梯放置在模型中。

圖9放置預(yù)制樓梯

預(yù)制樓梯放置完畢后，通過預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中樓梯配筋功能，對預(yù)制樓梯進(jìn)行自動(dòng)配筋（如圖10所示）。

圖10預(yù)制樓梯配筋后

（3）出圖及物料清單。在完成本項(xiàng)目的預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)人員通過預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一鍵出圖功能及物料清單功能，對模型中的所有預(yù)制構(gòu)件及平面進(jìn)行出圖（如圖11所示），并導(dǎo)出本項(xiàng)目的物料清單表（如圖12所示）。根據(jù)導(dǎo)出的圖紙及清單直接通過智能生產(chǎn)管理平臺(tái)對接構(gòu)件廠，完成生產(chǎn)構(gòu)件詳圖交付。

圖11疊合板構(gòu)件詳圖

圖12預(yù)制構(gòu)件物料清單

2. 鋁模深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

項(xiàng)目從第二層墻柱~頂層墻柱均采用鋁模板，設(shè)計(jì)人員通過鋁模深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)對本項(xiàng)目的鋁模進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段精準(zhǔn)配模、高效輸出圖紙及料表數(shù)據(jù)。

（1）自動(dòng)配模。設(shè)計(jì)人員通過運(yùn)用鋁模深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自動(dòng)配模功能選擇需要配模的柱梁板墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，程序會(huì)按照預(yù)設(shè)的配模規(guī)則自動(dòng)生成符合規(guī)范要求的鋁模板相關(guān)構(gòu)件，減少了設(shè)計(jì)人員手動(dòng)放置的機(jī)械性工作，提高了工作效率和配模的準(zhǔn)確性。并且與預(yù)制構(gòu)件模型實(shí)時(shí)交互，避免了因設(shè)計(jì)誤差導(dǎo)致的漏漿等問題。

（2）圖紙輸出及物料清單。當(dāng)設(shè)計(jì)人員配模完成后，可以通過程序選擇所需出圖的部位自動(dòng)生成生產(chǎn)圖紙（如圖13所示），并且生成物料清單（如圖14所示），簡化了設(shè)計(jì)人員圖紙輸出的操作步驟，也節(jié)省了統(tǒng)計(jì)和篩選工程量的時(shí)間，減少了工程量統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤的概率。

圖13鋁模生產(chǎn)加工圖

圖14鋁模物料清單

3. 內(nèi)墻板深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

項(xiàng)目內(nèi)隔墻采用鋼筋陶?；炷量招臈l板內(nèi)隔墻，設(shè)計(jì)人員通過內(nèi)墻板深化設(shè)計(jì)系統(tǒng)對本項(xiàng)目的內(nèi)墻進(jìn)行深化設(shè)計(jì)及圖紙輸出。

（1）內(nèi)墻板拆分。設(shè)計(jì)人員通過BIM模型，對外墻、砌筑內(nèi)墻和非砌筑內(nèi)墻進(jìn)行區(qū)分。將模型處理完成后，通過內(nèi)墻板拆分將非砌筑內(nèi)墻進(jìn)行拆分（如圖15所示），并且自動(dòng)對拆分好的內(nèi)墻板編號。

圖152#樓裝配式內(nèi)隔墻拆分模型展示圖

（2）圖紙輸出及物料清單。內(nèi)墻板拆分完成后，可以通過程序一鍵生成內(nèi)墻板構(gòu)件詳圖（如圖16所示），并且導(dǎo)出物料清單。導(dǎo)出的物料清單、生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)及模型數(shù)據(jù)通過智能生產(chǎn)管理平臺(tái)與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃關(guān)聯(lián)，可進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件自動(dòng)編碼，實(shí)現(xiàn)一件一碼，構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工的實(shí)時(shí)跟蹤。

圖16預(yù)制內(nèi)墻板詳圖

應(yīng)用成效

（一）實(shí)現(xiàn)多專業(yè)同平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)

項(xiàng)目通過裝配式建筑深化設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)的裝配式建筑設(shè)計(jì)，通過BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段將后期可能遇到的建造問題前置，如在外立面上通過協(xié)同配合，優(yōu)化復(fù)雜節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，使得建筑整體更加適配工業(yè)化建造手段；在裝配式設(shè)計(jì)時(shí)提前優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件和鋁模的支撐系統(tǒng)；提前在鋁模和裝配式內(nèi)墻間預(yù)留壓槽等一系列優(yōu)化措施，很大程度上減少了設(shè)計(jì)階段的錯(cuò)、漏、碰、缺，將同平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在實(shí)際項(xiàng)目中實(shí)踐。

（二）數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)裝配式建筑“數(shù)字孿生”

項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段利用BIM集成化應(yīng)用，通過數(shù)字化設(shè)計(jì)將生產(chǎn)和建造場景虛擬呈現(xiàn)（如圖17、18所示），實(shí)現(xiàn)藍(lán)光公館項(xiàng)目的“數(shù)字孿生”。

圖17疊合板模型與現(xiàn)場對比圖

圖18項(xiàng)目整體模型與現(xiàn)場對比圖

（三）應(yīng)用效果

平臺(tái)已投入包括藍(lán)光公館項(xiàng)目在內(nèi)的11個(gè)裝配式建筑項(xiàng)目中使用，共完成裝配式深化設(shè)計(jì)面積超過100萬平方米，應(yīng)用成效主要體現(xiàn)在效率提升和質(zhì)量提升兩個(gè)方面。

在效率提升上，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的總用時(shí)從30天減少到了7天，效率提升了385%；鋁模深化設(shè)計(jì)的總用時(shí)從23天減少到了11.5天，效率提高了100%；內(nèi)墻板深化設(shè)計(jì)的總用時(shí)從16天減少到了3.5天，效率提升了357%。明顯縮短了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率，也提高了部品部件生產(chǎn)效率。

在質(zhì)量提升上，得益于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)向生產(chǎn)制造端傳遞，福州市藍(lán)光公館項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件的尺寸合格率達(dá)到了100%，一次合格率達(dá)到98.6%，鋁模深化設(shè)計(jì)出錯(cuò)率控制在1‰，預(yù)制構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了全生命周期的管控，鋁模施工實(shí)現(xiàn)了免預(yù)拼裝工藝，裝配式內(nèi)墻實(shí)現(xiàn)了水電精準(zhǔn)定位。

施工現(xiàn)場及建筑脫模效果，如圖19所示。