BIM技术在数字化设计的运用

【摘要】文章针对传统设计模式生产效率低、信息数据断层、一体化应用程度低的问题，提出相应解决方案。基于C#语言自主开发了专项设计插件，解决了设计过程中大量重复、繁琐的手工设计工作。通过梳理产业链的业务需求，开发了设计管理协同平台，实现了数据融合和信息共享，并结合数字档案馆系统，形成了全过程、全要素的整体解决方案。

【关键词】BIM技术；数字设计；项目管理

1引言

随着数字技术的快速发展与广泛应用，以BIM技术为主线的数字设计迎来了新的发展机遇。如何将多源异构BIM模型信息在设计阶段跨组织、跨系统地传递、共享、集成、协同和应用，是当前面临的难点问题。目前，聚焦于数字设计的集成化管理研究成果较少，如何将设计、采购、生产、物流、施工和运维各阶段串联起来是本次研究的重点[1]。本文结合产业链的业务需求，从建筑设计到运维管理的基本规律和经济效益出发，通过设计管理协同平台形成“一个平台，多个系统，N个应用场景”的一站式服务体系。

2项目概况及特点

项目位于成都市天府新区东南部，全长约32km，城市主干路，红线宽80m，双向12车道（主八辅4），建设总投资约150亿元。它是贯彻落实国家、省、市发展战略的城市主轴线，推动成渝双城经济圈建设的重大工程。该项目路线长、专业多、管理难度大且信息量庞大，传统的设计模式无法实现建设单位对工程项目全生命周期、全产业链管理，主要存在如下问题：1）项目重要性高本项目为省重点项目，也是市政行业CIM示范项目，应发挥带头引领作用，打造成全国大数据产业生态创新示范项目。2）管理难度大建设单位设计管理人员协调、组织时间成本高，各单位之间沟通易出现偏差、信息不对等情况，导致建设单位意愿无法得到有效执行，影响项目的有效开展。3）资料归档难建设周期长，协同设计管理半径不能有效把控，存在数据断层，没有形成完整的溯源机制。针对上述问题数字设计主要从建立设计协同管理平台，定制开发智慧勘察系统、智慧水务系统、数字档案系统等一系列专项辅助系统出发，构建一套涵盖资讯、知识、工具、方法、数据的整体解决方案。

3数字设计简介

通过搭建数字设计管理平台，拟定BIM设计内容与深度标准，建立科学的设计协同流程，实现了多专业、多阶段以BIM为核心数据源的设计协同、信息共享以及数据贯通的理念。针对不同业务板块，开发专项管理系统，采用“标准模块+定制开发”的组合形式，适应全部业态体系，实现建筑全生命周期各参与方在同一集成平台上数据共享，促进建筑产业链贯通和工业化建造[2]。

4数字设计建设方案

4.1概念设计

基于BIM+GIS技术构建三维立体空间(见图1)，构思建筑造型、材料以及装饰等效果，将设计人员置身于项目真实环境之中，从多个角度分析和探索符合设计理念的路径和结果，从而对建筑设计的可行性进行评估，做出科学合理的选择。

4.2方案设计

在方案设计阶段采用BIM+GIS技术，可以解决传统方案设计场地分析无法量化的问题，主要从三个维度进行分析，首先利用地勘资料建立三维地质模型(见图2)，实现水文地质资料的可视化分析；图2　三维地质模型其次运用无人机激光雷达点云对整个项目实时三维建模，进行用地拆迁分析、土方分析，为项目规划提供基础数据；最后基于GIS技术将遥感影像和高程模型进行投影、配准，进行高程分析、坡度分析、坡向分析等地形分析[3]，为项目路线设计提供参考依据(见图3)。图3　地形分析通过建立智慧勘察系统，将多源异构的地理信息模型进行集成化管理，实现了BIM数据的对接，为决策分析提供了数据支撑(见图4)。

4.3初步设计

通过科学的设计流程，标准化的设计内容，实现专业内部与专业间的协同设计，包含设计校核、责任边界、提资规则等协同管理方案。基于BIM设计协同平台进行模型互用、协同检查并进行设计质量分析，达到优化方案与综合协调的目的(见图5)，实现整体设计周期的缩短和效率的提升。

4.4施工图设计

根据图纸表达的深度不同，选择预设好的出图布局输出图纸成果。在设计过程中若进行变更操作，可实现图模联动，提高设计审查效率。对于装配式设计部分基于BIM模型进行构件拆分，进行深化设计[4]，通过扫描图纸二维码即可获得构件相关信息（如编号、类型、位置等），并可查询、上传构件制造、物流、安装进度等信息(见图6)，确保后期制造和施工阶段数据衔接的准确。

5数字设计价值提升

5.1数据贯通

数字设计在不同阶段或不同平台之间进行模型信息传递、交换和共享，或物料分类统计时，宜对交付模型中的模型单元进行统一编码(见图7)，受建筑结构体系和企业管理的影响，模型单元样式繁多，软件自身功能无法满足需求。基于C#语言自主开发了智能编码插件[5]，来实现模型编码的批量处理，大大提高了设计效率，且设计成果统一，保证了BIM数据在跨阶段可持续设计中的无损、高效流转[6]。

5.2可视化施工指导

基于BIM模型可视化属性进行模拟建造，结合虚拟工艺样板，有效避免作业人员技能差异造成的施工误差。通过开展线下数字设计交流培训会，提高复杂施工方案交底能力，提升项目精细化管理水平(见图8)。

5.3驱动业务流程

基于BIM设计模型中的信息经过数据处理与ERP、MES、PMS系统一体化贯通，与企业业务深度融合。结合数字档案系统，为整个工程建设项目的竣工验收备案、城建档案报件、运维交付提供公开透明的查询管理、留痕管理，精确把控交付过程，实现项目建设全过程信息化管理(见图9)。

6数字设计应用总结

数字设计需与产业链业务模块深度融合，强化自主研发创新能力，打通信息数据断层，提升设计数据利用效率，形成设计、管理、生产经营数据的集成解决方案，实现设计数字化、管理协同化、决策智慧化的应用目标。

参考文献

[1]谢俊，张贤超，张友三.BIM技术在装配式建筑产业链中的应用--湖南第一师范学院公寓楼[C].第一届全国BIM学术会议论文集，2015（1）：104-108.

[2]杨震卿，宋萍萍，宁娟利，张晓玲，左丹丹.BIM标准在企业中的应用与意义[J].建筑技术，2016（8）：1691-693.

[3]赵小艳.QuickBird影像在城市总体规划中的应用研究[D].武汉：华中科技大学，2006.

[4]王淑嫱，彭赛青，卢仲兴.基于BIM的PC构件设计与生产信息集成及应用研究[J].建筑经济，2020，41（5）：109-114.

[5]陶婉婉.基于二次开发方法的BIM模型数据提取方法研究[J].价值工程，2019，38（8）：159-161.

[6]GB/T51212—2016.建筑信息模型应用统一标准[S].

作者:柏皓天 单位:中恒工程设计院有限公司