住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于發(fā)布智能建造新技術(shù)新產(chǎn)品創(chuàng)新服務(wù)典型案例（第一批）

華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺

廣州華森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司

一、基本情況

（一）案例簡介

華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺是廣州華森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司（以下簡稱：廣州華森）與深圳四方智源科技有限公司，結(jié)合自身多年BIM正向設(shè)計技術(shù)儲備與成熟的二維協(xié)同技術(shù)研發(fā)的新一代數(shù)字協(xié)同軟件產(chǎn)品，其核心理念是對設(shè)計業(yè)務(wù)傳統(tǒng)工具信息進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，提供與BIM技術(shù)相應(yīng)的協(xié)同基礎(chǔ)，將CAD圖紙與模型各視圖進行智能掛接，解決了專業(yè)間三維二維軟件之間的數(shù)據(jù)協(xié)同、三維軟件二維加工效率低下、數(shù)據(jù)庫集中管控、統(tǒng)一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)提取與分析等一系列信息化問題。自2017年開發(fā)至今，平臺已經(jīng)完全覆蓋廣州華森所有人員與項目，并推廣至眾多外部設(shè)計機構(gòu)應(yīng)用，在溝通效率、質(zhì)量提升、數(shù)據(jù)分析等方面已有一定成效，并獲得2020年廣東省工程勘察設(shè)計行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

（二）申報單位簡介

廣州華森擁有建筑行業(yè)（建筑工程）甲級資質(zhì)和ISO9001國際質(zhì)量管理體系認證,是廣東省守合同重信用企業(yè)，目前有高素質(zhì)的各類專業(yè)技術(shù)和管理人才超過130人。公司始終秉承“建筑美好，設(shè)計生活”?核心價值觀，設(shè)計作品涵蓋城市商業(yè)綜合體、酒店、辦公產(chǎn)業(yè)園、文教醫(yī)療、住宅小區(qū)、城市更新等，共獲得省部級、市級優(yōu)秀設(shè)計獎項共計60余項，并在BIM協(xié)同設(shè)計等方面形成了特色。

二、案例應(yīng)用場景和技術(shù)產(chǎn)品特點

（一）?技術(shù)方案要點

由于建筑行業(yè)正處于傳統(tǒng)二維非結(jié)構(gòu)化圖形設(shè)計與BIM三維結(jié)構(gòu)化對象設(shè)計的變革過程中，這個過程中必然同時存在兩種業(yè)務(wù)形態(tài)的數(shù)據(jù)。如何利用軟件平臺及植入其中的相關(guān)規(guī)則要求，使得傳統(tǒng)與創(chuàng)新之間的數(shù)據(jù)互通，順利進行業(yè)務(wù)生產(chǎn)是研發(fā)華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺的首要任務(wù)。為解決這一問題，平臺采用的技術(shù)方案通過對CAD二維數(shù)據(jù)“樓層”的信息進行一次結(jié)構(gòu)化處理定義后，與BIM三維模型“樓層”視圖進行相互掛接引用，并在其數(shù)據(jù)交互過程中，把不兼容、需要映射的數(shù)據(jù)利用計算機代替人工進行批量高速處理，實現(xiàn)CAD與BIM軟件之間的數(shù)據(jù)打通，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢與特點，設(shè)計師根據(jù)項目情況靈活控制其業(yè)務(wù)比重，實現(xiàn)傳統(tǒng)與信息化之間的平滑過渡，更有利于新技術(shù)的推廣普及。

（二）?關(guān)鍵核心技術(shù)和創(chuàng)新點

平臺專注于數(shù)據(jù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用而不是一般同類技術(shù)僅注重成果數(shù)據(jù)的應(yīng)用，通過對常用設(shè)計軟件包括BIM與傳統(tǒng)CAD數(shù)據(jù)格式的拆解與分析，實現(xiàn)自主可控的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)重構(gòu)，在此過程中除了使數(shù)據(jù)無縫對接外，還融合了一定的智能化業(yè)務(wù)邏輯，拓展了設(shè)計業(yè)務(wù)的數(shù)字化應(yīng)用。

本平臺能同時兼容傳統(tǒng)二維圖紙與三維模型，并打通兩者之間的數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)專業(yè)內(nèi)與專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計，并且引入對象結(jié)構(gòu)化與參數(shù)模塊概念后，結(jié)合知識資源庫管理對象，實現(xiàn)構(gòu)件級的對象協(xié)同，與傳統(tǒng)文檔之間共享與引用相比上升一個維度，具有更高效與精細化的特點。由于該平臺主要服務(wù)于設(shè)計過程而不是成果，信息的輸入、修改、歸檔全過程均在線上留有痕跡，所以能通過更豐富的技術(shù)手段保證標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、成本下降、信息的錄入輸出權(quán)責(zé)一致，為成果端應(yīng)用提供高質(zhì)量的BIM數(shù)據(jù)模型。

（三）?產(chǎn)品特點

１.實現(xiàn)三維與二維設(shè)計成果的互鏈。本平臺的成果應(yīng)用主要是建立在BIM三維設(shè)計體系的基礎(chǔ)上，但基于現(xiàn)階段行業(yè)普及程度與技術(shù)條件，二維傳統(tǒng)業(yè)務(wù)還將長期伴隨存在，需要以開放性的創(chuàng)新思維整合三維與二維之間的關(guān)系而不是把兩者對立，滿足這一規(guī)則需要尋找兩者之間數(shù)據(jù)對接的合理交互點，并搭建一條橋梁，讓二維和三維軟件發(fā)揮各自擅長的地方，例如在三維里搭建設(shè)計對象模型，在二維里標(biāo)注僅用于人工解讀的圖面信息，實現(xiàn)二維圖紙和三維模型相互聯(lián)動，用合理的成本完成設(shè)計項目。

為此，平臺創(chuàng)新地采用對二維圖紙的樓層結(jié)構(gòu)化與三維模型視圖之間的樓層剖切視圖作為二三維互鏈的數(shù)據(jù)接口，批量預(yù)處理二三維軟件之間數(shù)據(jù)交換的人工操作，實現(xiàn)一鍵更新相互數(shù)據(jù)，并通過技術(shù)手段保證兩者的“互補”性質(zhì)，避免出現(xiàn)信息重復(fù)帶來的歧義，從而解決“圖模一致性”的行業(yè)痛點。通過華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺整合使CAD變成類似BIM的一個“子功能面板”，專門負責(zé)三維軟件不擅長的二維繪制及內(nèi)容補充。在使用協(xié)同系統(tǒng)后，二維、三維設(shè)計能形成一個閉環(huán)，信息實現(xiàn)互通，最終形成一套完整的三維正向設(shè)計的流程。

２.采用動態(tài)標(biāo)簽分類法管理知識資源。對于傳統(tǒng)知識資源庫的管理辦法，均采用類似文件夾模式，按某一特點專業(yè)知識體系進行系統(tǒng)分類，具有固定的單一維度從屬順序。該分類方式存在兩個主要問題，不能同時滿足不同專業(yè)不同業(yè)務(wù)場景的用戶需求，也不能完全表達創(chuàng)建者對內(nèi)容屬性的認知；所以平臺引入互聯(lián)網(wǎng)平臺常采用的動態(tài)標(biāo)簽分類法，解決傳統(tǒng)分類帶來的局限性。

動態(tài)標(biāo)簽分類法能根據(jù)專業(yè)范圍、業(yè)務(wù)場景進行智能切換的動態(tài)分類，滿足設(shè)計對象的多維度分類，隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用迭代過程中，不斷補充未曾考慮完善的信息標(biāo)簽，能更豐富精確地區(qū)分對象身份，從而讓計算機獲得識別對象的“智能”效果，只要把不同標(biāo)簽對象利用邏輯公式掛接對應(yīng)，便能實現(xiàn)平臺對知識的精準(zhǔn)推送，批量自動處理等信息化應(yīng)用。

（四）應(yīng)用場景

對于設(shè)計企業(yè)，可使用華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺作為企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)平臺，根據(jù)其企業(yè)特點定制其BIM標(biāo)準(zhǔn)與資源封裝于平臺內(nèi)，逐步通過“實時模型審核-二三維互補-完全BIM正向設(shè)計”三個階段實踐，從傳統(tǒng)二維平穩(wěn)過渡至三維BIM正向設(shè)計?？赏ㄟ^平臺對全業(yè)務(wù)過程數(shù)據(jù)的線上管控，對數(shù)據(jù)、成果的痕跡監(jiān)控，對數(shù)據(jù)的透析分析，有效精確追溯成果的權(quán)責(zé)與成本投入，讓去中心化的設(shè)計院成為可能。

（五）同類技術(shù)產(chǎn)品對比

關(guān)于協(xié)同對象，傳統(tǒng)協(xié)同設(shè)計平臺僅關(guān)注二維圖紙文檔的存儲版本管控，并未穿透文檔對其中內(nèi)容與數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化，進行構(gòu)件級與數(shù)據(jù)級的協(xié)同，華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺，在滿足文檔存儲、版本控制、提資校審等基本功能前提下，加入了數(shù)據(jù)穿透、掛接、清洗、轉(zhuǎn)換等功能，并同時支持三維BIM軟件，使得二維與三維通過數(shù)據(jù)級協(xié)同形成有機整體，打造廣義的BIM概念，使得建筑工程設(shè)計信息化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型更加容易過渡與落地；在此協(xié)同設(shè)計平臺的基礎(chǔ)上，搭建與生產(chǎn)緊密結(jié)合的動態(tài)知識資源庫，使得抓取與推送知識數(shù)據(jù)并賦予業(yè)務(wù)特征標(biāo)簽的技術(shù)路線更方便實用。平臺產(chǎn)品是一款低門檻，可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化轉(zhuǎn)型產(chǎn)品，比起市場大多數(shù)僅支持?jǐn)?shù)據(jù)與交付成果的協(xié)同或平臺產(chǎn)品，更具有較好的基層適應(yīng)性與市場競爭力。

三、案例實施情況

（一）平臺實施案例一

中國鐵建海語熙岸鳳凰廣場商業(yè)綜合體項目位于廣州南沙鳳凰大道旁，規(guī)劃用地總面積共為41464平方米，用地性質(zhì)為商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、公園綠地用地，由4棟塔樓與1座6層裙樓組成。

本項目屬于商業(yè)綜合體項目類型，功能復(fù)雜、涉及專業(yè)眾多，作為EPC項目中的設(shè)計總包方，廣州華森需要通過華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺進行全專業(yè)全過程的協(xié)調(diào)與文檔數(shù)據(jù)管控，華森自身能進行全專業(yè)的BIM正向設(shè)計，但內(nèi)裝、景觀、幕墻等分包方仍然使用傳統(tǒng)CAD進行設(shè)計制圖，所以需要通過協(xié)同平臺進行“目錄單系統(tǒng)”圖紙拆分，提前與占位模型（預(yù)設(shè)分包邊界的簡化模型）進行掛接制定“圖紙模型工作包”進行協(xié)同工作，從條件輸入-過程溝通-共享引用-審核交付的文檔數(shù)據(jù)扭轉(zhuǎn)均通過平臺數(shù)字化機制線上進行，做到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換自動化，業(yè)務(wù)標(biāo)簽自動化，冗余信息清理自動化、數(shù)據(jù)生成責(zé)任方唯一、其余業(yè)務(wù)引用數(shù)據(jù)源唯一，打破信息孤島并提高溝通與協(xié)調(diào)效率，充分發(fā)揮了平臺的應(yīng)用價值。

項目通過協(xié)同平臺對模型提取的數(shù)據(jù)文檔進行路徑掛接，實現(xiàn)數(shù)模分離聯(lián)動的智能分析應(yīng)用，其中包括自動數(shù)字化審查防火分區(qū)面積與疏散寬度要求，模型與圖紙更改即時聯(lián)動數(shù)據(jù)表格，及時發(fā)現(xiàn)與調(diào)整相關(guān)設(shè)計，滿足規(guī)范要求。

（二）平臺實施案例二

深汕合作區(qū)深耕村住宅項目位于廣東省深圳市深汕特別合作區(qū)，建筑面積?30萬㎡,13棟塔樓帶兩層裙房商業(yè)，兩層地下室，戶型要滿足全齡化功能需求，標(biāo)準(zhǔn)層做裝配式建筑。

本項目通過華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺進行模型拆分與組裝管控，融合華森《基于設(shè)計邏輯參數(shù)模塊化工法》專利技術(shù)，對可變戶型封裝入動態(tài)標(biāo)簽資源庫，并進行住宅戶型按工況自動匹配拼裝，實現(xiàn)了對三個基本戶型模塊管控通過參數(shù)化戶型衍生完成整個項目六種棟型塔樓的BIM施工圖正向設(shè)計，協(xié)調(diào)效率得到質(zhì)變的提高。

項目的BIM模型在平臺數(shù)據(jù)交互功能的幫助下同時兼顧完成了裝配式計算、綠建分析等應(yīng)用，利用平臺協(xié)助，充分發(fā)揮BIM模型一模多用，信息共享的特點與價值。

四、應(yīng)用成效

華智三維與二維協(xié)同設(shè)計平臺在常規(guī)BIM正向設(shè)計項目中已經(jīng)投入使用三年，累計機時（技術(shù)手段實現(xiàn)統(tǒng)計真實操作時間，不記錄掛機時間）達到27萬小時，其中BIM軟件使用時間17萬小時，實踐項目數(shù)量超過30個，設(shè)計出圖時間與傳統(tǒng)基本持平；設(shè)計勘誤變更減少70%；其他不可量化效益如：可視化溝通、綠建分析、裝配率計算、成果展示、任務(wù)書與強條自動檢測、指標(biāo)計算、平臺質(zhì)量管理效率提升等，預(yù)估同比傳統(tǒng)模式節(jié)約成本15%以上。

“二三維協(xié)同設(shè)計模塊”使模型的二維制圖加工效率提高60%以上，勘誤設(shè)計變更下降至原來的30%,封裝參數(shù)模塊化工法對住宅等標(biāo)準(zhǔn)化項目效率提高30%以上。

平臺下的“動態(tài)索引知識資源關(guān)聯(lián)模塊”，常規(guī)交付成果標(biāo)準(zhǔn)化程度提高至80%，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化效率（使非標(biāo)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為業(yè)主政府）提高150%以上。該知識分類方法，使得基礎(chǔ)資源對象數(shù)量降低至原來60%（對應(yīng)維護成本下降），檢索與引用效率提高200%以上。

圖21 同項目首期21.6萬㎡，1.31萬機時，0.060時/㎡

圖22 平臺應(yīng)用二期30.2萬㎡，1.16萬機時，0.038時/㎡

結(jié)論：綜合效率平臺應(yīng)用效率提升30%

執(zhí)筆人:

廣州華森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司（游健、林臻哲、史旭、李鎵岐、匡海峰）

審核專家:

陳順清（廣州奧格科技股份有限公司，董事長、教授級高工）

魏來（中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院，副總建筑師）