BIM技術在數字化設計的運用

導語：BIM技術在數字化設計的運用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】文章針對傳統設計模式生產效率低、信息數據斷層、一體化應用程度低的問題，提出相應解決方案。基于C#語言自主開發了專項設計插件，解決了設計過程中大量重復、繁瑣的手工設計工作。通過梳理產業鏈的業務需求，開發了設計管理協同平臺，實現了數據融合和信息共享，并結合數字檔案館系統，形成了全過程、全要素的整體解決方案。

【關鍵詞】bim技術；數字設計；項目管理

1引言

隨著數字技術的快速發展與廣泛應用，以BIM技術為主線的數字設計迎來了新的發展機遇。如何將多源異構BIM模型信息在設計階段跨組織、跨系統地傳遞、共享、集成、協同和應用，是當前面臨的難點問題。目前，聚焦于數字設計的集成化管理研究成果較少，如何將設計、采購、生產、物流、施工和運維各階段串聯起來是本次研究的重點[1]。本文結合產業鏈的業務需求，從建筑設計到運維管理的基本規律和經濟效益出發，通過設計管理協同平臺形成“一個平臺，多個系統，N個應用場景”的一站式服務體系。

2項目概況及特點

項目位于成都市天府新區東南部，全長約32km，城市主干路，紅線寬80m，雙向12車道（主八輔4），建設總投資約150億元。它是貫徹落實國家、省、市發展戰略的城市主軸線，推動成渝雙城經濟圈建設的重大工程。該項目路線長、專業多、管理難度大且信息量龐大，傳統的設計模式無法實現建設單位對工程項目全生命周期、全產業鏈管理，主要存在如下問題：1）項目重要性高本項目為省重點項目，也是市政行業CIM示范項目，應發揮帶頭引領作用，打造成全國大數據產業生態創新示范項目。2）管理難度大建設單位設計管理人員協調、組織時間成本高，各單位之間溝通易出現偏差、信息不對等情況，導致建設單位意愿無法得到有效執行，影響項目的有效開展。3）資料歸檔難建設周期長，協同設計管理半徑不能有效把控，存在數據斷層，沒有形成完整的溯源機制。針對上述問題數字設計主要從建立設計協同管理平臺，定制開發智慧勘察系統、智慧水務系統、數字檔案系統等一系列專項輔助系統出發，構建一套涵蓋資訊、知識、工具、方法、數據的整體解決方案。

3數字設計簡介

通過搭建數字設計管理平臺，擬定BIM設計內容與深度標準，建立科學的設計協同流程，實現了多專業、多階段以BIM為核心數據源的設計協同、信息共享以及數據貫通的理念。針對不同業務板塊，開發專項管理系統，采用“標準模塊+定制開發”的組合形式，適應全部業態體系，實現建筑全生命周期各參與方在同一集成平臺上數據共享，促進建筑產業鏈貫通和工業化建造[2]。

4數字設計建設方案

4.1概念設計

基于BIM+GIS技術構建三維立體空間(見圖1)，構思建筑造型、材料以及裝飾等效果，將設計人員置身于項目真實環境之中，從多個角度分析和探索符合設計理念的路徑和結果，從而對建筑設計的可行性進行評估，做出科學合理的選擇。

4.2方案設計

在方案設計階段采用BIM+GIS技術，可以解決傳統方案設計場地分析無法量化的問題，主要從三個維度進行分析，首先利用地勘資料建立三維地質模型(見圖2)，實現水文地質資料的可視化分析；圖2　三維地質模型其次運用無人機激光雷達點云對整個項目實時三維建模，進行用地拆遷分析、土方分析，為項目規劃提供基礎數據；最后基于GIS技術將遙感影像和高程模型進行投影、配準，進行高程分析、坡度分析、坡向分析等地形分析[3]，為項目路線設計提供參考依據(見圖3)。圖3　地形分析通過建立智慧勘察系統，將多源異構的地理信息模型進行集成化管理，實現了BIM數據的對接，為決策分析提供了數據支撐(見圖4)。

4.3初步設計

通過科學的設計流程，標準化的設計內容，實現專業內部與專業間的協同設計，包含設計校核、責任邊界、提資規則等協同管理方案。基于BIM設計協同平臺進行模型互用、協同檢查并進行設計質量分析，達到優化方案與綜合協調的目的(見圖5)，實現整體設計周期的縮短和效率的提升。

4.4施工圖設計

根據圖紙表達的深度不同，選擇預設好的出圖布局輸出圖紙成果。在設計過程中若進行變更操作，可實現圖模聯動，提高設計審查效率。對于裝配式設計部分基于BIM模型進行構件拆分，進行深化設計[4]，通過掃描圖紙二維碼即可獲得構件相關信息（如編號、類型、位置等），并可查詢、上傳構件制造、物流、安裝進度等信息(見圖6)，確保后期制造和施工階段數據銜接的準確。

5數字設計價值提升

5.1數據貫通

數字設計在不同階段或不同平臺之間進行模型信息傳遞、交換和共享，或物料分類統計時，宜對交付模型中的模型單元進行統一編碼(見圖7)，受建筑結構體系和企業管理的影響，模型單元樣式繁多，軟件自身功能無法滿足需求。基于C#語言自主開發了智能編碼插件[5]，來實現模型編碼的批量處理，大大提高了設計效率，且設計成果統一，保證了BIM數據在跨階段可持續設計中的無損、高效流轉[6]。

5.2可視化施工指導

基于BIM模型可視化屬性進行模擬建造，結合虛擬工藝樣板，有效避免作業人員技能差異造成的施工誤差。通過開展線下數字設計交流培訓會，提高復雜施工方案交底能力，提升項目精細化管理水平(見圖8)。

5.3驅動業務流程

基于BIM設計模型中的信息經過數據處理與ERP、MES、PMS系統一體化貫通，與企業業務深度融合。結合數字檔案系統，為整個工程建設項目的竣工驗收備案、城建檔案報件、運維交付提供公開透明的查詢管理、留痕管理，精確把控交付過程，實現項目建設全過程信息化管理(見圖9)。

6數字設計應用總結

數字設計需與產業鏈業務模塊深度融合，強化自主研發創新能力，打通信息數據斷層，提升設計數據利用效率，形成設計、管理、生產經營數據的集成解決方案，實現設計數字化、管理協同化、決策智慧化的應用目標。

參考文獻

[1]謝俊，張賢超，張友三.BIM技術在裝配式建筑產業鏈中的應用--湖南第一師范學院公寓樓[C].第一屆全國BIM學術會議論文集，2015（1）：104-108.

[2]楊震卿，宋萍萍，寧娟利，張曉玲，左丹丹.BIM標準在企業中的應用與意義[J].建筑技術，2016（8）：1691-693.

[3]趙小艷.QuickBird影像在城市總體規劃中的應用研究[D].武漢：華中科技大學，2006.

[4]王淑嬙，彭賽青，盧仲興.基于BIM的PC構件設計與生產信息集成及應用研究[J].建筑經濟，2020，41（5）：109-114.

[5]陶婉婉.基于二次開發方法的BIM模型數據提取方法研究[J].價值工程，2019，38（8）：159-161.

[6]GB/T51212—2016.建筑信息模型應用統一標準[S].

作者:柏皓天 單位:中恒工程設計院有限公司