经企业申报、地方推荐、专家评审，住房和城乡建设部确定并发布第一批124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例。目的在于总结推广智能建造可复制经验做法，指导各地住房和城乡建设主管部门及企业全面了解、科学选用智能建造技术和产品。此次发布的典型案例中，有20项自主创新数字化设计软件创新服务案例，29项部品部件智能生产线创新服务案例，42项智慧施工管理系统创新服务案例，20项建筑产业互联网平台创新服务案例、13项建筑机器人等智能建造设备创新服务案例。现分批次针对124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例做详细介绍，本期为自主创新数字化设计软件创新服务案例（四）：

1、中国建设科技集团工程项目协同设计与全过程管理平台

2、中机六院数字化协同设计平台

3、华智三维与二维协同设计平台

4、“天磁”BIM模型轻量化软件在协同设计中的应用

5、建筑工程结构BIM设计数字化云平台（EasyBIM-S）在成都天府新区独角兽岛启动区项目的应用

中国建设科技集团工程项目协同设计与全过程管理平台

01

案例简介

中国建设科技集团工程项目协同设计与全过程管理平台（以下简称协同设计与管理平台）包含项目管理系统和协同设计平台。其中项目管理系统根据集团业务类型划分为设计项目管理子系统、总承包项目管理子系统和全过程咨询项目管理子系统；协同设计平台包括BIM设计工具子平台、BIM资源子平台和交付子平台。协同设计与管理平台可支持各类别设计业务人员在线完成项目从经营阶段的报备、立项，到设计阶段的任务单发布、人员策划、进度策划、交付管理、三维校审、电子签批、成果交付、成果归档，再到施工阶段的设计交底、变更洽商、现场服务等，可实现设计项目的全流程管理，满足项目组日常化、扁平化的协同管理要求，并解决碎片化的管理痛点。

02

案例应用场景和技术产品特点

（一）案例技术方案要点

该案例根据项目实际情况，针对BIM基础引擎技术与业务产品要求分别制定技术方案（如图1所示）。

图1 总体技术方案

1.项目BIM基础引擎。本项目支持工程建设三维设计和文件管理的Web应用软件及服务系统，具备自主知识产权的BIM基础引擎。包括但不限于三维几何引擎、渲染仿真引擎等建筑信息模型关键核心技术。（1）三维渲染引擎技术：渲染期间平均帧率至少达到35FPS，渲染场景复杂度达到5000万三角面片；（2）三维仿真效果：支持第一人称动画输出、动态天气模拟增强、VR效果输出模拟等；（3）参数化建模技术：实现基于空间定义的三维建模能力；（4）三维造型技术：包括点线面、实体、布尔运算、拓扑结构、曲面等基本造型能力；（5）工程制图技术：实现DWG、PDF格式输出，投影消隐算法和图例符号化算法功能。

2.产品业务实施方案。结合本项目建设目标及功能要求，相关设计项目管理子系统目标及功能的产品方案如图2所示。

图2 设计项目管理子系统及协同设计平台产品框架

设计项目管理子系统模块涵盖了设计项目从经营阶段的报备、立项，到设计阶段的任务单策划、人员策划、进度策划、图纸校审、成果交付、工程归档，再到施工阶段的交底、变更洽商、现场服务，最后到竣工归档的全流程管理。

协同设计平台为整个BIM协同管理的日常设计工作提供支撑，主要包括BIM设计工具子平台，交付子平台和BIM资源子平台三个部分。BIM设计工具子平台包含了智能设计工具、管理工具和效率工具三大类、共计十二个子类的工具；交付子平台主要用于交付成果的质量和指标审查，比如规划报建的审查，施工图审查等；BIM资源子平台则覆盖了构件、模版、标准、做法四大种类资源库。

设计项目管理子系统能保证设计项目全流程高效有序实施，其中，合同管理模块连接了业务与财务系统，实现了业财一体化的管理目标。协同工作平台能为团队提供日常化、扁平化的协同工作能力，为企业设计转型赋能。

(二）适用范围及条件

协同设计与管理平台针对的对象为设计单位与设计咨询单位，能够辅助项目管理、业财一体化管理、成本管理、设计协同管理、设计成果校审管理、项目归档管理以及成果交付管理等，适用于常规二维及BIM设计项目、工程咨询项目以及工程总承包项目。

（三）主要特点及指标

协同设计与管理平台涵盖设计项目全过程，包括项目管理平台、设计管理平台、BIM协同设计平台、资源平台以及一系列设计工具，能够实现从设计立项到成果交付的设计业务全过程管控。总体具有以下特点：一是解决方案涵盖项目设计全过程、设计全专业，针对设计单位大部分场景都有相应应用；二是采用平台与工具相结合、云端与本地端相结合的实现手段，使所有设计流程、设计工具与设计知识形成体系，共同辅助完成设计项目；三是内置丰富的设计资源与知识，同时也可提供企业知识积累的管理与支持；四是二三维业务兼容，模块灵活，流程可配，适应不同类型设计业务的应用要求；五是对于BIM设计项目，采用引导式BIM设计辅助，降低了BIM正向设计门槛。

（四）技术比较及应用情况

目前国内外主要有辅助设计和项目过程管理的平台或软件，如鸿业的云平台与BIMSpace软件（主要是建筑与机电），探索者BIM设计软件（主要是结构），橄榄山BIM设计软件（主要是建模）等。

协同设计与管理平台与上述同类产品相比较，主要区别为：一是功能覆盖范围更广，功能更加集成，形成了平台与软件的体系，能在项目的各个阶段提供支持，更好的为设计业务服务；二是提供了增效工具，更加注重项目过程及项目数据的应用，利用已有的设计知识为设计过程提效增质；三是可支持企业的知识与资源积累，可为企业的数字化转型提供数据基础。

此平台为标准化产品，部署在中国建设科技集团，同时在国内其他设计单位也有应用，已服务于数十项工程建造项目，如清华伯克利清华大学深圳国际校区（一期）、盈嘉广场综合体项目等。

03

案例实施情况

（一）总体目标

协同设计与全过程管理平台是中国建设科技集团业务数字化发展的核心平台，结合国资监管信息化建设“三年行动计划”，满足业财一体化建设要求，全面、快速、高效的改善信息化水平相对落后的状态，在完成“补课”的基础上实现“超越”。不仅满足中国建设科技集团实现“纵向到底、横向到边”、“实时监控、动态监管”、“强化统筹、集成统一”的建设目标，也可支撑企业“地域全球化+业务多元化”的自身发展要求；同时以项目管理和设计协同推动集团各组织间的紧密协作，实现“空间无边界、企业无边界、产业无边界”的目标。

（二）案例实施情况

集团结合数字化转型和项目管理需求，在业务上应用了项目协同设计与全过程管理平台产品。

（1）设计项目管理子系统产品。以项目全过程管理为主线，覆盖了项目报备、项目立项、任务管理、合同管理、分配管理、分包管理以及设计管理等各个环节，通过更为精细化的流程拆解，实现数据的互通，以提高建筑设计企业经营管理、项目管理、财务、设计生产等部门的工作效率。

登录系统后默认进入系统首页（如图3所示）。在顶部区域包含项目管理系统和协同设计平台，以及其他子管理系统的入口。

图3 设计项目管理子系统首页示意

进入项目管理子模块首页默认是业务地图（如图4所示），所有经营人员和项目经理可以清晰的看到工作流程和工作内容，以及业务之间的顺序关系；同时也是流程操作的快捷入口，点击进入所需要的业务场景进行相关操作；如果已经创建好业务流程的，可以通过项目名称等关键词搜索，进入到该项目的业务场景。通过底部的导航缩略图，可以拖动到所需要的业务场景。用五种颜色区分不同的业务场景分类。

业务地图灵活配置，可以根据企业管理需要，增加、删减和改变流程。

图4 项目管理业务地图示意

（2）协同设计平台产品。包含智能设计工具、校审工具、质量管理工具，20多个模块300多项功能（如图5所示）。面向设计团队提供高效的智能化设计，内置设计标准及协同流程，丰富的设计资源支撑。

图5 协同设计平台

智能设计工具以正向设计为主线，设计、建模与出图一体化，如楼梯走道工具、消火柱自动布置工具，内置设计规范，自动布置，极大的提升了效率和质量（如图6所示）。

图6 智能设计工具

设计工具中还包括经济技术指标功能，自动化或者半自动化地计算报批报建的各项规划指标，支持国标和北京、南京、广州的地方标准。随着产品的升级迭代，以后会将更多城市的标准引入到系统中，更全面的支持集团业务；材料做法工具，不仅适用三维的BIM项目，同时也支持二维项目，兼顾设计企业业务实施（如图7所示）。

图7 经济技术指标工具与材料做法工具

智能管综工具是基于大量设计和施工经验的人员总结出来的规则库，通过人工智能算法，生成管线排布方案、驱动管线自动排布与避让，大幅提高了BIM设计管线综合的工作效率（如图8所示）。

图8 智能管综工具

BIM成本算量功能，针对建筑、结构、给水排水、暖通、电气五大专业的模型和建筑制图标准工程量清单，清单结果与模型实体对应可见，辅助设计人员进行成本控制，辅助成本造价人员快速准确计量，使估价效率大幅提升，为设计企业转型全过程咨询和EPC服务，提供了技术保障（如图9所示）。

图9 成本算量工具

质量管理工具包括统一技术措施工具、设计说明等功能，在设计过程中积累数据、设计知识、设计经验，形成企业专属知识库，设计过程中不断自我积累、提高生产力，且二三维项目均适用（如图10所示）。

图10 质量管理工具

智能校审工具，直接通过浏览器在线登录进行二三维联合校审，包括规划校审，建筑消防、机电消防等方面业务的应用（如图11所示）。

图11 智能校审工具

04

应用成效

（一）解决问题

由中设数字研发的协同设计与管理平台，在完成项目既定目标的基础上，还为集团解决了如下问题，为企业赋予新的能力：

1.高品质的项目管理系统与协同设计平台，助力企业信息化转型。协助企业统一设计习惯、规范设计流程，解决企业因设计流程不统一、设计过程混乱、设计数据丢失导致的质量问题和进度问题。

2.丰富的设计工具与资源，为用户提供坚实的知识支撑。平台整合了大量的设计工具和资源，为年轻设计师提供了高效的设计指导，为有经验的设计师提供了便捷的设计工具，提升工作效率和质量。

3.多样化的设计资源存储，扩充用户的核心知识库。平台提供多样化的设计资源存储方式，解决人员变动、项目文件记录不全等因素导致的工作交接困难和设计经验断层，助力用户核心资源的积累。

4.自动化的文档管理，缩短归调档周期，保证数据完整。平台根据项目进度节点自动生成设计文件目录，简化归档过程，保证项目文档的准确性和完整性；后期用户可以根据项目类型、时间点、相关人员、进度节点、关键字搜索等方式，有针对性的调档。

5.云部署模式，提升用户的多终端和多地办公效率。平台的云部署模式有效解决本地数据随意拷贝导致资料外泄、资源分散不便于统一管理、多地办公工作不便、设备故障引发数据丢失、人员维护成本较高等问题。

6.校审会商平台化。线上三校两审，方便快捷，提高校审效率；规范三校两审流程，标准化批注样式；支持图模文件的在线打开、批注和交互查看；校审意见通知到人，提升协同质量。结合BIM设计模型的BIM信息自动校审，大大降低了校审成本，提高了设计成果交付质量，规避了设计过程中的风险。

7.降低BIM设计门槛。采用项目流程与设计工具相结合的引导式BIM设计，易学易用，零门槛进入BIM设计；模块灵活，流程可配，适应不同类型项目BIM设计的应用要求。

8.提升交付成果价值。提供全专业、全流程，覆盖整个设计过程的工具与资源，与国家规范相结合，标准化BIM交付成果；方便与后续介入建设过程的单位相衔接，满足交付成果持续使用的要求。

9.提升专项设计效率与质量。提供智能化设计系列工具，如楼梯智能设计工具、机电智能布置工具、智能管综工具等，提升专项BIM设计的自动化水平，进而提高效率与质量。

（二）项目成效

工程项目协同设计与全过程管理平台通过内置的大量业务模板，减少专业设计人员在非设计任务上投入的时间，使设计人员更专注于生产，并极大提升了项目管理人员的管理效率，为企业降本增效提供了有力的辅助工具。平台内置的业务模板和预置的规范性业务流程是基于大型成熟设计院多年项目管理经验总结沉淀而成，可以实现设计项目的标准化管理，为未来设计行业标准化提供了抓手与工具。

通过平台的应用，集团实现业财一体化，满足业务发展的要求，发挥财务在业务中的支持和服务作用；助力业务协同，促进效率与管理水平的提升，降低建设成本；促进集团数字化转型，支撑未来业务国际化发展，并满足上级监管要求。

中机六院数字化协同设计平台

01

案例简介

中机六院数字化协同设计平台以“标准先行、流程固化、资源支撑、平台助力”为指导思想，将数字化技术全面应用于机械工业第六设计研究院有限公司（简称中机六院）的设计业务，各业务人员通过平台开展项目的设计和管理，打通了各个常用设计软件的工程数据互用通道，全面提升设计质量和设计效率，初步达成无纸化高效协作、自动化流转、数字化交付、智能化检查的阶段目标，有力推动了企业数字化转型升级的进程。

02

案例应用场景和技术产品特点

（一）技术方案要点

平台是由国机互联自主研发，品牌名为兮睿，主要包含协同设计管理子系统，设计资源管理子系统，和基于设计软件AutoCAD、Revit等开发的设计工具插件子系统（在设计软件端以E开头）3部分（架构体系如图1所示），使用方式包括网页端、桌面客户端及与设计软件集成的客户端。平台协同设计管理子系统，通过项目设计人员管理、设计流程管理、标准化作业管理、设计成果管理，并与设计软件集成，实现多专业协同设计、多人异地协同工作。设计资源管理子系统，通过将企业常用设计企业进行统一管理，并通过二次开发的工具插件与设计软件集成，方便设计师调用，标准化设计内容。设计工具插件子系统，通过基于常用设计软件自主开发的工具插件，帮助设计师完成设计成果，并对设计成果进行合规性检查，大幅提高设计效率和设计质量。通过平台的实施，帮助企业建立了设计知识库，积累设计经验，提高企业核心竞争力。

图1 平台架构体系

（二）关键技术的难点和创新点

一是通过研究自主可控的设计数据格式，解决了设计数据跨设计软件传递和共享的问题。二是通过协同平台实现了二三维设计的无缝衔接，一处修改处处更新，解决了二维图纸和三维模型相互割裂协同性差、修改变更费时费力的问题。三是在自有数据格式的基础上，研发设计合规性检查系统，解决了传统设计模式设计质量严重依赖于设计人员自身的能力和人工校对审核、设计质量难以把控的问题。

（三）产品特点

1.建立协同工作体系，提升协作效率。使设计各参与方在同一个平台中开展工作，实现跨地区、企业、部门的协同设计，提高沟通与协作效率。

2.自研自主可控的数据格式，保障数据安全。目前，平台支持rvt、obj、3dm、fbx、ifc等多种数据格式，能够单向导入本平台，实现设计资源数据存储和数据交互的平台无关性，解决了各软件之间的数据交换问题，增加了数据安全性。

3.集成主流设计软件，实现跨平台数据流转。平台与多种常用设计软件集成，包括AutoCAD、Revit、SolidWorks（三维机械设计软件）等，通过自定义的设计数据格式，实现设计数据的跨平台流转和二三维实时协同。

4.丰富的设计工具，提升设计效率。平台提供设计工具供用户在线使用，覆盖工艺、建筑、机电等专业，支持设计、机电深化、设计出图表达、工程量统计等工作，提高设计效率。经统计，使用平台的工具，设计效率可提升30%以上。

5.丰富的构件资源，提升设计标准化水平。平台提供设计常用的构件资源，帮助企业建立专有云构件库，积累企业知识，提高企业标准化设计水平。

（四）应用场景

1.平台适用于各类工程设计企业。平台是以工程设计企业为核心，连接建设单位、勘察单位、施工单位的数字化协作平台，功能覆盖工程建设项目组织策划、设计辅助、协作管理、设计成果交付全过程，支撑项目各参与方协同工作。

2.平台适用于开展工程总承包业务的成套装备企业。企业通过平台优化企业设计工作流程，通过基于同一模型的设计协作，提升设计工作效率，降低设计错误概率，助力企业数字化转型升级。

03

案例实施情况

（一）案例基本信息

中机六院是全国性综合性甲级设计院，总部在河南省郑州市，现有12个生产部门（包含厦门、天津两个外地分院），共有员工3000余人，为提高企业跨部门协同工作效率，应用了本数字化协同设计平台。

（二）应用过程

本着“标准引领、流程固化、资源支撑、平台助力”的原则，构建协同设计的标准体系，借助平台进行全专业、全过程的协同设计，并根据特定项目及专业开展深度应用。

1.进行跨区域、跨部门的设计协同

企业所有设计项目使用平台开展，所有人员基于平台进行协同工作。项目立项阶段，部门生产负责人确定项目负责人，下发项目编号。项目负责人组建项目团队，制定项目验收标准和要求，编制项目计划（如图2所示）。平台将计划任务推送给设计人员，由设计人员使用平台完成设计，上传过程资料，归档设计成果（如图3所示），完成设计过程。图文中心直接打印已经归档的图纸，无需设计人员参与。

图2 编制项目计划

图3 归档设计成果

2.标准化设计过程

在平台实施前，设计过程需要大量的资料互提，设计成果也需要多次校审，过程管控复杂。企业将设计业务流程、设计作业任务进行标准化，形成作业标准，制定各类规章制度，对各部门、各岗位人员进行培训。通过将设计过程的设计任务进行梳理，制定设计任务的完成标准。最后，企业将梳理的标准流程和作业要求和平台进行集成。提资与校审等设计任务通过与设计软件集成的设计插件完成任务；设计人员按照要求提交过程文档，平台自动将过程文档提交协同设计关子系统的过程控制资料袋中，同时进行过程留痕（如图4、图5、图6所示）。

图4 设计控制文件

图5 专业间互提资料

图6 模型校审

3.统一管理企业设计资源

根据业务特点，中机六院建立企业级设计资源的管理流程、制作标准、审核标准。借助平台收集项目的资源，审核通过后，整理到企业资源库，建立企业项目模板、典型工艺流程、典型功能空间、专业系统、数字化构件、设备等设计资源库（如图7、图8、图9、图10所示）。设计人员在项目设计过程中，借助平台研发的与常用设计软件AutoCAD、Revit、SolidWorks集成的工具，获取并使用需要的设计资源。

图7 典型功能空间布局库

图8 典型专业系统库

图9 数字化构件库

图10 设备库

4.工艺方案规划

工艺设计人员根据项目的需求，确定工艺顺序，并在AutoCAD中绘制工艺流程图，借助平台设备库完成工艺设备的选型，确定设备能力。（如图11所示）

图11 工艺方案规划

5.工艺设备布置

工艺设计人员在Revit软件中，借助平台研发的设计工具导入绘制好的工艺流程图，使用平台推送的数字化构件，完成项目的工艺设备布置（如图12所示），通过三维可视化模型进行方案评审。当工艺规划变更时，借助平台对变更内容进行核查，响应规划方案的变化（如图13所示）。

图12 工艺设备布置

图13 工艺方案变更核查

6.建筑方案布局

建筑设计人员利用平台规划模块和布局工具，进行车间分区规划（如图14所示）和工厂建筑功能空间快速布局，生成功能布局方案（如图15所示），根据工艺方案需求和功能空间面积指标调整完善布局方案，划分建筑功能区、评审设计方案和规划主干管线空间。通过各专业可视化调整方案，最终得出初步的建筑布局、站房布局、机电主干线布局。

图14 车间分区规划

图15 建筑快速布局

7.快速施工模型设计

各专业设计人员应用平台的数字构件库和设计工具插件，快速完成设备选型、空间布局、管线路由连接（如图16、图17所示）。采用BIM三维空间进行一体化设计，将各专业模型整合为一个整体项目模型。施工模型继承方案阶段的信息，且设计表达完整，数据一致。

图16 建筑施工模型

图17 机电安装模型

8.快速设计出图

在数字化设计的模型的基础上，生成建筑施工图纸，包括建筑平立面图、剖面图、门窗表、设计详图等。借助平台二次开发的工具插件自动标注，一键出图，生成各专业综合管线平面图、单专业平面图、轴测图、剖面图、支吊架布置图和支吊架详图（如图18、图19所示）。根据综合管线模型，优化构造柱布置，自动生成一次、二次结构洞口及图纸，指导土建预留预埋。

图18 综合管线轴测图

图19 综合管线平面图

9.设计材料统计

设计完成后，设计人员利用平台开发的统计插件，实现土方量、材料量（如管线、桥架、电线电缆等）、机电设备清单的快速统计，并导出材料设备明细。借助明细，对设计方案进行优化完善（如图20所示）。

图20 管道用量统计

10.设计质量核查

企业通过建立常用的规则库，借助平台的工具对数字化设计成果进行检查，作为质量检查的辅助手段。目前，已完成在模型、图纸、构件的命名方式、设计属性数据、布局数量等设计数据的完整性核查，构件尺寸、净高的正确性核查，工艺、机电设备、管线的空间位置干涉核查等方面（如图21所示）。

图21 设计质量核查

11.设计模型编码

针对企业的EPC业务，中机六院建立了一套编码体系，涵盖设施设备的空间、系统、物料分类等信息。设计人员设计进行工程项目设计时，使用平台的编码模块进行编码，在设备选型的同时进行物料编码，空间规划的同时进行空间编码，系统设计的同时进行系统编码。所有编码信息存储在设计成果和平台中，随着设计的变更而自动更新（如图22、图23所示）。

图22 信息模型空间编码

图23 信息模型设备编码

12.设计成果交付

设计完成后，设计人员将成果上传到平台，通过平台将不同格式二维设计图纸和三维设计模型转换为统一的数据格式，交付给建设单位，设计成果满足数字化审查的要求（如图24所示）。

图24 设计成果交付

04

应用成效

（一）解决的实际问题

1.提高了总体协作的效率。中机六院在进行多专业协作时，资料版本多、不同步，人工校审工作量大，图纸归档无效劳动占用时间多，总体协作效率低。依托平台实现了项目全过程无纸化高效协作，过程资料版本自动归集，专业碰撞检查与标准化合规检查自动化，图纸拆分、电子打印图纸和电子签章自动化，优化图纸归档与签章流程，做到图纸归档与成品交付零跑腿，不仅减轻了相关人员工作量，还大大提高了项目总体协作效率。

2.加强了设计过程管控。设计推进过程中，往往多项目并发，设计人员状态、任务进展不透明，过程控制监管困难。平台中多专业成果一体化呈现，专业协调一致性改善。利用平台数据接口将项目协作数据与企业原有管理平台一体化集成，质量记录自动电子装袋、任务状态自动留痕，使得设计过程变得相对透明，为企业优化资源配置、实现业财一体化、持续降本增效提供了可能。

3.提高了设计作业效率。BIM设计工作量大，设计过程中有大量重复性劳动，借助平台的设计工具和设计资源，提高了设计效率，使得设计人员可以全身心推敲设计方案。目前，管线标注工作长期停留在手动标注的阶段，工作量巨大。平台通过开发实现自动管线标注，并根据图面对标注内容自动对齐，标注准确完整、清晰美观，节省了设计人员大量工作时间，使其能专注于设计本身。

4.解决了数据共享与应用的问题。由于项目中二三维设计方式并存，项目协作出现数据共享瓶颈，设计效率低，质量难以保证。利用平台提供的工艺、土建、机电等专业高效应用工具，在不改变现有设计软件的的使用习惯基础上，可自动识别二维图纸信息，将二维图纸、三维模型与平台工程特征数据相互关联，与三维数据集协同的无缝衔接，很好的解决了二三维跨平台协作问题，也为跨阶段数据共享应用奠定了基础。

5.降低了数字化设计在设计企业的推广难度。三维设计性能低，缺少专门针对工厂设计特别是工艺设计的专业，中机六院借助平台建立起混合部署的云端工程设计数据共享环境，总部统一管理工程类型、专业模板与各类企业标准化资源库、参数化构件与设备设施库，各分子公司设计人员均可利用分布式部署的协作管理平台自动配置项目协作环境。平台实现了三维设计成果云端轻量化自动转换，WEB端与手机端在线浏览查看。借助平台工具简化从项目环境配置、设计过程到成果交付使用全过程的操作复杂度，大大降低BIM技术应用推广难度，加速生产人员积极参与到BIM技术应用活动中。

（二）应用效果

平台为中机六院搭建了一个基于互联网的协同工作环境，让不同位置、不同部门的项目人员在平台中协同工作，支撑了中机六院本部及外地分院3415用户的实时在线协作。

促进企业在项目全过程全专业全面推行无纸化协同设计。目前已服务二维协同项目5296个，三维协同项目239个，2020年归档交付电子图纸约11万张。企业平均协同工作效率提升30%。

为实现图纸、模型、数据三位一体的数字化交付提供了手段，降低了企业BIM设计应用推广难度。目前平台已经建设各类标准化设备数量超1089个，提供设备规格数据5313条，积累参数化构件13257个，典型功能空间563种，专业系统2362个。借助平台，中机六院已完成了数百项BIM技术专项应用服务项目，以及大量有信息模型技术应用要求的各类项目，为开拓工程全生命周期数字化咨询服务，实现业务数字化与数字业务化营收增长，奠定了基础。

华智三维与二维协同设计平台

01

案例简介

华智三维与二维协同设计平台是广州华森建筑与工程设计顾问有限公司（以下简称：广州华森）与深圳四方智源科技有限公司，结合自身多年BIM正向设计技术储备与成熟的二维协同技术研发的新一代数字协同软件产品，其核心理念是对设计业务传统工具信息进行数据结构化，提供与BIM技术相应的协同基础，将CAD图纸与模型各视图进行智能挂接，解决了专业间三维二维软件之间的数据协同、三维软件二维加工效率低下、数据库集中管控、统一设计标准、数据提取与分析等一系列信息化问题。自2017年开发至今，平台已经完全覆盖广州华森所有人员与项目，并推广至众多外部设计机构应用，在沟通效率、质量提升、数据分析等方面已有一定成效，并获得2020年广东省工程勘察设计行业协会科学技术奖一等奖。

02

案例应用场景和技术产品特点

（一） 技术方案要点

由于建筑行业正处于传统二维非结构化图形设计与BIM三维结构化对象设计的变革过程中，这个过程中必然同时存在两种业务形态的数据。如何利用软件平台及植入其中的相关规则要求，使得传统与创新之间的数据互通，顺利进行业务生产是研发华智三维与二维协同设计平台的首要任务。为解决这一问题，平台采用的技术方案通过对CAD二维数据“楼层”的信息进行一次结构化处理定义后，与BIM三维模型“楼层”视图进行相互挂接引用，并在其数据交互过程中，把不兼容、需要映射的数据利用计算机代替人工进行批量高速处理，实现CAD与BIM软件之间的数据打通，充分发挥各自优势与特点，设计师根据项目情况灵活控制其业务比重，实现传统与信息化之间的平滑过渡，更有利于新技术的推广普及。

图1 CAD二维注释融合BIM三维视图投影制图

图2 二三维互链技术原理图

（二） 关键核心技术和创新点

平台专注于数据在生产过程中的应用而不是一般同类技术仅注重成果数据的应用，通过对常用设计软件包括BIM与传统CAD数据格式的拆解与分析，实现自主可控的业务数据重构，在此过程中除了使数据无缝对接外，还融合了一定的智能化业务逻辑，拓展了设计业务的数字化应用。

本平台能同时兼容传统二维图纸与三维模型，并打通两者之间的数据交互实现专业内与专业间的协同设计，并且引入对象结构化与参数模块概念后，结合知识资源库管理对象，实现构件级的对象协同，与传统文档之间共享与引用相比上升一个维度，具有更高效与精细化的特点。由于该平台主要服务于设计过程而不是成果，信息的输入、修改、归档全过程均在线上留有痕迹，所以能通过更丰富的技术手段保证标准统一、成本下降、信息的录入输出权责一致，为成果端应用提供高质量的BIM数据模型。

图3 二三维互链数据交互技术难点突破

图4 二三维互链数据交互功能

（三） 产品特点

１.实现三维与二维设计成果的互链。本平台的成果应用主要是建立在BIM三维设计体系的基础上，但基于现阶段行业普及程度与技术条件，二维传统业务还将长期伴随存在，需要以开放性的创新思维整合三维与二维之间的关系而不是把两者对立，满足这一规则需要寻找两者之间数据对接的合理交互点，并搭建一条桥梁，让二维和三维软件发挥各自擅长的地方，例如在三维里搭建设计对象模型，在二维里标注仅用于人工解读的图面信息，实现二维图纸和三维模型相互联动，用合理的成本完成设计项目。

为此，平台创新地采用对二维图纸的楼层结构化与三维模型视图之间的楼层剖切视图作为二三维互链的数据接口，批量预处理二三维软件之间数据交换的人工操作，实现一键更新相互数据，并通过技术手段保证两者的“互补”性质，避免出现信息重复带来的歧义，从而解决“图模一致性”的行业痛点。通过华智三维与二维协同设计平台整合使CAD变成类似BIM的一个“子功能面板”，专门负责三维软件不擅长的二维绘制及内容补充。在使用协同系统后，二维、三维设计能形成一个闭环，信息实现互通，最终形成一套完整的三维正向设计的流程。

图5 基于同一个文档管理架构下的二三维联动协同

２.采用动态标签分类法管理知识资源。对于传统知识资源库的管理办法，均采用类似文件夹模式，按某一特点专业知识体系进行系统分类，具有固定的单一维度从属顺序。该分类方式存在两个主要问题，不能同时满足不同专业不同业务场景的用户需求，也不能完全表达创建者对内容属性的认知；所以平台引入互联网平台常采用的动态标签分类法，解决传统分类带来的局限性。

动态标签分类法能根据专业范围、业务场景进行智能切换的动态分类，满足设计对象的多维度分类，随着业务应用迭代过程中，不断补充未曾考虑完善的信息标签，能更丰富精确地区分对象身份，从而让计算机获得识别对象的“智能”效果，只要把不同标签对象利用逻辑公式挂接对应，便能实现平台对知识的精准推送，批量自动处理等信息化应用。

图6 动态标签分类资源库

（四）应用场景

对于设计企业，可使用华智三维与二维协同设计平台作为企业生产业务平台，根据其企业特点定制其BIM标准与资源封装于平台内，逐步通过“实时模型审核-二三维互补-完全BIM正向设计”三个阶段实践，从传统二维平稳过渡至三维BIM正向设计。可通过平台对全业务过程数据的线上管控，对数据、成果的痕迹监控，对数据的透析分析，有效精确追溯成果的权责与成本投入，让去中心化的设计院成为可能。

图7 实施模型校审应用场景

图8 二三维互补应用场景

图9 全专业正向设计应用场景

（五）同类技术产品对比

关于协同对象，传统协同设计平台仅关注二维图纸文档的存储版本管控，并未穿透文档对其中内容与数据进行结构化，进行构件级与数据级的协同，华智三维与二维协同设计平台，在满足文档存储、版本控制、提资校审等基本功能前提下，加入了数据穿透、挂接、清洗、转换等功能，并同时支持三维BIM软件，使得二维与三维通过数据级协同形成有机整体，打造广义的BIM概念，使得建筑工程设计信息化、数字化转型更加容易过渡与落地；在此协同设计平台的基础上，搭建与生产紧密结合的动态知识资源库，使得抓取与推送知识数据并赋予业务特征标签的技术路线更方便实用。平台产品是一款低门槛，可持续发展的数字化转型产品，比起市场大多数仅支持数据与交付成果的协同或平台产品，更具有较好的基层适应性与市场竞争力。

03

案例实施情况

（一）平台实施案例一

中国铁建海语熙岸凤凰广场商业综合体项目位于广州南沙凤凰大道旁，规划用地总面积共为41464平方米，用地性质为商业服务业设施用地、公园绿地用地，由4栋塔楼与1座6层裙楼组成。

图10 中铁海语熙岸凤凰广场 华智平台BIM正向设计应用

本项目属于商业综合体项目类型，功能复杂、涉及专业众多，作为EPC项目中的设计总包方，广州华森需要通过华智三维与二维协同设计平台进行全专业全过程的协调与文档数据管控，华森自身能进行全专业的BIM正向设计，但内装、景观、幕墙等分包方仍然使用传统CAD进行设计制图，所以需要通过协同平台进行“目录单系统”图纸拆分，提前与占位模型（预设分包边界的简化模型）进行挂接制定“图纸模型工作包”进行协同工作，从条件输入-过程沟通-共享引用-审核交付的文档数据扭转均通过平台数字化机制线上进行，做到数据转换自动化，业务标签自动化，冗余信息清理自动化、数据生成责任方唯一、其余业务引用数据源唯一，打破信息孤岛并提高沟通与协调效率，充分发挥了平台的应用价值。

图11 中铁海语熙岸凤凰广场 全专业模型剖切图

图12 BIM专业模型拆分

图13 本项目协同平台应用功能展示

项目通过协同平台对模型提取的数据文档进行路径挂接，实现数模分离联动的智能分析应用，其中包括自动数字化审查防火分区面积与疏散宽度要求，模型与图纸更改即时联动数据表格，及时发现与调整相关设计，满足规范要求。

图14 本项目协同平台应用功能展示

（二）平台实施案例二

深汕合作区深耕村住宅项目位于广东省深圳市深汕特别合作区，建筑面积 30万㎡,13栋塔楼带两层裙房商业，两层地下室，户型要满足全龄化功能需求，标准层做装配式建筑。

图15 深耕村BIM装配式协同平台实践项目

本项目通过华智三维与二维协同设计平台进行模型拆分与组装管控，融合华森《基于设计逻辑参数模块化工法》专利技术，对可变户型封装入动态标签资源库，并进行住宅户型按工况自动匹配拼装，实现了对三个基本户型模块管控通过参数化户型衍生完成整个项目六种栋型塔楼的BIM施工图正向设计，协调效率得到质变的提高。

图16 《基于设计逻辑参数模块化工法》专利技术平台植入

图17 对本项目3基础户型参变满足8种拼装需求

图18 动态户型封装库+平台自动匹配拼装功能-高效整合

图19 平台模型管理文档树-二三维挂接

项目的BIM模型在平台数据交互功能的帮助下同时兼顾完成了装配式计算、绿建分析等应用，利用平台协助，充分发挥BIM模型一模多用，信息共享的特点与价值。

图20 平台数据挂接实现工程量联动与装配率计算

04

应用成效

华智三维与二维协同设计平台在常规BIM正向设计项目中已经投入使用三年，累计机时（技术手段实现统计真实操作时间，不记录挂机时间）达到27万小时，其中BIM软件使用时间17万小时，实践项目数量超过30个，设计出图时间与传统基本持平；设计勘误变更减少70%；其他不可量化效益如：可视化沟通、绿建分析、装配率计算、成果展示、任务书与强条自动检测、指标计算、平台质量管理效率提升等，预估同比传统模式节约成本15%以上。

“二三维协同设计模块”使模型的二维制图加工效率提高60%以上，勘误设计变更下降至原来的30%,封装参数模块化工法对住宅等标准化项目效率提高30%以上。

平台下的“动态索引知识资源关联模块”，常规交付成果标准化程度提高至80%，标准转化效率（使非标或企业标准转化为业主政府）提高150%以上。该知识分类方法，使得基础资源对象数量降低至原来60%（对应维护成本下降），检索与引用效率提高200%以上。

图21 同项目首期21.6万㎡，1.31万机时，0.060时/㎡

图22 平台应用二期30.2万㎡，1.16万机时，0.038时/㎡

结论：综合效率平台应用效率提升30%

“天磁”BIM模型轻量化软件在协同设计中的应用

01

案例简介

上海交通大学BIM研究中心依托多年来对IFC（Industry Foundation Class，工业基础类）数据标准的研究成果，创新开发了以轻量化、多软件兼容、数据共享为主要特点的“天磁”BIM软件（如图1所示）。该平台以BuildingSMART OpenBIM®技术路线为指导，以解决专业型BIM软件间的数据共享与交换问题为目标，摆脱了使用Revit单一软件的路线，实现了更为高效的多元软件结合的OpenBIM技术路线。

图1 “天磁”BIM模型轻量化软件

02

案例应用场景和技术产品特点

（一）技术方案要点

“天磁”BIM软件由模型查看、碰撞检测、审阅批注、远程协同等功能部分组成，实现了多项目多专业多版本的建筑信息模型的数据存储、查询、显示、碰撞检查、测量批注、沟通交流、分析与管理。该平台的使用打破了国外建筑行业单一BIM软件平台的垄断，实现了多种BIM软件互联互通，为实现多种BIM软件共存的OpenBIM技术路线提供了全新的解决方案。“天磁”BIM软件的系统架构组成如图2所示。

图2 “天磁”BIM软件系统架构

（二）关键自主技术难点和创新点

“天磁”BIM软件创新地解决了设计领域应用BIM技术时存在的三大痛点问题：多软件兼容、碰撞检查和异地沟通交流。

1.多软件兼容。“天磁”BIM软件能够兼容市面上主流的建筑工程各领域约40多款软件，各专业设计人员都可以选择最适合的BIM专业软件进行BIM设计，在设计的过程中清楚、准确地表达自己的专业意图，产生三维模型。建筑设计师可以选择SketchUp软件进行建筑方案设计，选择 ArchiCAD 软件进行建筑设计；结构工程师可以选择YJK 或 PKPM 软件进行结构分析与设计，选择3D3S或Tekla软件进行钢结构深化设计；水暖电工程师可以选择专业的 MagiCAD、Rebro或PDMS软件进行机电专业设计及深化。多部门、多专业设计成果通过NMBIM（Natural Magnetism Building Information Modeling 天磁建筑信息模型）平台进行集成，实现设计人员异地沟通与协同设计，为解决多软件互操作性问题提供了解决方案。

2.碰撞检查。通过“天磁”BIM软件客户端内置的碰撞检查功能，基于各专业IFC或NMI（Natural Magnetism Information，天磁信息）文件，快速对项目的土建、管线、工艺设备等进行管线综合及碰撞检查，测量批注，不但能大幅减少多专业之间的硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工，同时可以优化净空、优化管线排布方案等。

3.异地沟通交流。“天磁”BIM软件提供的审阅批注和视点功能，通过将重要视点保存并批注，异地多人可针对同一视点进行沟通交流，大大提高了异地沟通信息的一致性和有效性，同时也可以大大减少查看模型过程中查找、隐藏构件等相关重复性工作。内置的审阅批注功能，更是直接将审阅指导意见或建议与模型局部一一绑定，使沟通交流简洁明了，最大程度上规避了由于意见口头表述不清、调整部位表述不明导致多专业合作过程中效率低下、易出错等问题的发生。

（三）产品特点

“天磁”BIM软件具有如下功能与特点：

1.多专业模型合并。兼容显示常用BIM软件输出的IFC数据文件。包括建筑设计软件ArchiCAD、SketchUp；结构设计软件YJK 、PKPM 、3D3S、 Tekla、Etabs、SAP2000、MIDAS；机电设计软件 MagiCAD、Rebro、PDMS、Inventor；综合类软件Revit、Bentley、 CATIA等，同时支持fbx、dxf、osg、ive、obj、stl等多种通用数据交换格式。

2.三维漫游与剖切。支持跨专业、多模型三维查看、漫游并可对三维模型进行自由剖切、定位查看模型细节。

3.碰撞检测。各专业模型合并后对可能产生的软硬碰撞进行检查，并进行测量批注，在施工前及时发现各专业间的“错、漏、碰、缺”。

4.审阅批注。将重要视点保存并批注，异地多人可针对同一视点进行沟通交流。

5.自主研发NMI、NMZ数据格式。NMI压缩数据文件大小至1/5，大幅提高模型读取速度10倍以上。NMZ采用动态加载技术，可以将10G以上多单体、多专业、多模型整合加载展示。

（四）应用场景

“天磁”BIM软件适用于大中型建筑、石化、核电企业采用BIM技术进行协同工作，支持项目各参与方开展BIM项目管理、模型整合、数字化交付，能够广泛应用于土木与建筑工程的各个领域。包括政府主管部门，业主方，设计领域的建筑、结构、给排水、暖通、电气、园林、景观等设计人员，造价人员，监理人员，施工管理人员，以及工程运营维护管理人员，均可运用天磁BIM协同软件。同时，道路、桥梁、隧道与轨道交通等市政工程的各个参与方，也可应用天磁BIM协同软件。

（五）竞争优势

“天磁”BIM软件的竞争优势包括：一是采用IFC数据标准和OpenBIM技术路线。各专业设计人员都可以选择最适合的BIM专业软件进行BIM设计，清楚、准确地表达自己的专业意图，产生三维模型，通过BIM软件生成所需要的二维CAD图纸，无需第三方进行翻模工作。二是配置轻量化。自主研发NMI数据格式，压缩数据文件大小至1/5，大幅提高模型读取速度10倍以上，提升BIM交付效率；软硬件配置轻量化，安装包大小仅为50MB，安装时间约为1分钟；电脑配置要求低，仅需要8G内存及普通显卡，大幅降低BIM应用门槛，为全国BIM普及应用创造条件。

03

案例实施情况

（一）案例基本信息

上海艺术文化创新实践中心是由上海江欢成建筑设计有限公司所承担设计的公共建筑，其地上部分共三层，主要用途为艺术展览。上海江欢成建筑设计有限公司将“天磁”BIM软件技术应用于该项目设计全过程中，采用了ArchiCAD、YJK、Rebro + NMBIM的方式，实现了多专业BIM协同正向设计。

（二）应用过程

“天磁”BIM软件应用于上海艺术文化创新实践中心项目设计全过程。在设计过程中，建筑、结构、机电三个专业的设计人员利用本专业设计建模软件进行各专业模型的搭建，在各专业模型搭建过程中利用“天磁”BIM软件对各专业模型进行查看。在查看各专业模型之后，设计人员通过“天磁”BIM软件中提供的碰撞检查功能进行各专业模型之间的碰撞检测，以了解各专业之间碰撞情况，并根据碰撞情况修改各专业模型。在上海艺术文化创新实践中心项目的设计过程中，建筑空间净高控制是本项目非常重要的一部分。借助“天磁”BIM软件，各专业设计人员通过定位剖切等功能非常方便的查看净高控制的准确性，很好地完成了净高控制工作。在多专业BIM协同设计过程中，设计人员还利用了“天磁”BIM软件中的批注功能，高效地完成了设计过程中沟通交流，并最终出色地完成了全过程BIM正向设计。具体过程如下：

1.各专业模型搭建。在本项目中，上海江欢成建筑设计有限公司设计人员选择了各专业优秀软件ArchiCAD、YJK和Rebro进行了建筑、结构、机电暖通等各专业BIM模型的创建，如图3所示。

图3 各专业BIM模型搭建

2.多专业模型查看。“天磁”BIM软件同时打开多个IFC文件，并优化保存为自主研发的NMI文件，实现多专业的模型查看。在使用各专业软件将BIM模型搭建完毕后，“天磁”BIM软件软件同时兼容打开各专业软件搭建的模型，实现模型的整合。支持跨专业、多模型三维查看，并可对三维模型进行自由剖切、定位查看模型细节。如下图4所示。

图4 多专业模型查看

3.碰撞检查。“天磁”BIM软件基于对IFC数据标准的研究，对多专业BIM模型进行碰撞检查，实现多专业可选择碰撞检查发现问题。上海艺术文化创新实践中心项目中使用“天磁”BIM软件按照楼层或者构件类型对各专业模型进行有选择性的碰撞检查，设计人员根据自己的专业知识排除无效碰撞，保存有效碰撞三维视图，并输出碰撞结果以备修改。通过碰撞检查，各专业设计人员了解本专业模型与其他专业模型之间存在的矛盾点，避免后期大量返工，提高正向设计的效率。同时“天磁”BIM软件将碰撞结果保存在云端或服务器，避免重复碰撞检查，优化功能服务。下图5所示为碰撞检查过程示意。

图5 碰撞检查结果

4.净高控制。在公共建筑中净高控制是一项极其重要的控制指标，在传统CAD二维图纸设计中，综合各专业设计进行净高控制是一项极其困难的工作，设计人员需要从各方图纸中仔细比对控制净高。这也是上海艺术文化创新实践中心项目在设计过程中存在的一大难点，“天磁”BIM软件基于多专业模型兼容和精准定位剖切功能组合，有效查看净高控制区模型情况。具体实施过程为：利用“天磁”BIM软件将各专业BIM模型进行集成查看，净高控制时设计人员根据净高数值对多专业模型进行快速精准定位剖切，查看净高控制处是否有多余其他专业模型，以此检查设计净高是否满足要求，大大提高了工作效率。下图6所示为净高检查过程示意。

图6 净高检查过程示意

5.协同设计。“天磁”BIM软件为设计人员提供了审阅批注和视点功能，设计人员通过将重要视点保存并批注，异地多人针对同一视点进行沟通交流，大大提高了异地沟通信息的一致性和有效性，同时也大大减少查看模型过程中查找、隐藏构件等相关重复性工作。“天磁”BIM软件内置的审阅批注功能，更是直接将审阅指导意见或建议与模型局部一一绑定，使沟通交流简洁明了，最大程度上规避了由于意见口头表述不清、调整部位表述不明导致多专业合作过程中效率低下、易出错等问题的发生。批注信息同样保存在服务器，下次可直接查看。下图7所示为保存的视点的展示情况。

图7 视点情况

04

应用成效

（一）解决的实际问题

当前建筑设计行业在BIM应用过程中最突出的问题是，通用型BIM 软件难以满足专业设计需求，而专业型BIM 软件之间数据共享与交换问题难以解决，严重阻碍了BIM技术在勘察设计行业的全面推广。对此，大多数勘察设计企业选择使用单一软件平台的BIM 软件，以避免不同专业软件之间的数据格式不兼容问题。但单一软件平台缺少专业创造、专业分析的能力，易形成落后的翻模工作模式。

“天磁”BIM软件采用多元软件平台的OpenBIM 技术路线很好地解决该问题。在OpenBIM技术路线中，各专业设计人员都选择最适合最高效的BIM专业软件进行BIM设计，清楚、准确地表达自己的专业意图，产生三维模型，通过BIM软件生成所需要的二维CAD图纸，无需第三方进行翻模工作。这种模式极大地提高工程技术人员的主动性与参与度，大幅提升数据产生效率。这一模式也在上海艺术文化创新实践中心项目设计过程的应用中得到了验证。

（二）应用效果

“天磁”BIM软件在上海艺术文化创新实践中心项目设计过程的应用，使得各专业设计人员使用本专业最高效的BIM软件进行BIM专业设计，并通过“天磁”BIM软件的兼容性和可视化解决各专业BIM数据共享与交换的难题。在净高控制检查这项工作中，相比传统二维方法，使用“天磁”BIM软件进行净高检查方便快捷，大大提高了设计效率，为设计项目节省了时间，提升了设计人员参与正向设计的积极性。

“天磁”BIM软件获得上海市勘察设计协会2020年度优秀计算机软件专业一等奖。“天磁”BIM软件已经投入市场并应用在多个工程项目中，为其全生命周期的统筹与决策发挥了重要作用。截至目前，软件已参与了包括上海江欢成建筑设计有限公司、上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院、上海市核工程研究设计院有限公司、厦门顶峰房地产开发有限公司等单位的工程应用，在公共建筑、工业建筑、民用建筑、市政工程多个项目中得到了应用，充分验证了“天磁”BIM软件功能丰富、高效稳定、具有进一步扩展与发展的潜力。

（三）应用价值

“天磁”BIM软件解决了不同BIM专业软件之间的数据交互瓶颈难题，有利于打破我国BIM发展长期被国外BIM平台软件垄断的现状，实现同类BIM平台软件的自主可控。“天磁”BIM软件在多软件兼容、碰撞检查、沟通交流三大核心功能的实践，为探索开放、包容、共享、标准、协同的OpenBIM技术路线提供了经验借鉴。采用“天磁”BIM软件可以提高我国勘察设计行业人员BIM应用普及的主动性与参与度，提升BIM数据产生速度，有效化解BIM数字化交付、数据归档模型格式多源化的难题。

建筑工程结构BIM设计数字化云平台（EasyBIM-S）在成都天府新区独角兽岛启动区项目的应用

01

案例简介

建筑工程结构BIM设计数字化云平台（以下简称EasyBIM-S）由中国建筑西南设计研究院有限公司研发，针对建筑结构专业的BIM正向数字化设计，以平面和构件设计为核心，以参数化设计为理念，以自动化校审为优势，大幅提升结构设计的质量与效率的同时，部分打通了数据源头。该案例是EasyBIM-S软件在成都市独角兽岛启动区项目的应用，初步解决了数据交换、混凝土结构施工图数字化设计与智能校审、混凝土及钢筋智能算量及现场装配等难点。

02

案例应用场景和技术产品特点

（一）技术方案要点

建筑工程结构BIM设计数字化云平台（EasyBIM-S）围绕数据核心，基于建筑工程结构设计中间数据格式，双向打通数据壁垒，实现结构计算软件与设计软件之间、专业间协同设计以及与造价、施工等环节的数据交互，为应用研发提供数据基础。基于自主研发的高性能二维信息化图形平台和三维图形引擎，实现图模联动并构建应用层，进行结构施工图设计、校审和算量的功能模块研发，实现建筑工程结构施工图的高度自动化设计，实现高效准确的一键校审。同时，与专业BIM算量软件进行对接，将设计结果自动直接转化为算量模型，实现混凝土结构、钢筋智能算量。部分打通数据源头，驱动数据向下传递，在建筑全生命周期体现了数字化技术的价值。

（二）产品特点和创新点

EasyBIM-S自研国产建筑工程结构BIM设计数字化云平台由中建西南院研发，集成了传统CAD技术和BIM数字化的优点。平台将计算模型转换为BIM模型耗时为分钟级，施工图生成耗时为秒级，施工图智能校对审查耗时为秒级，可集成Revit、PKPM、YJK等多种模型格式文件。软件可靠性和稳定性较好，在软件运行过程中定时进行数据备份，可有效恢复出错的数据。图形显示技术好，大体量模型不卡顿，海量数据视图不卡顿。支持二次开发，软件进行了大量功能函数封装，并提供二次开发API接口。

创新点如下：

1.自主研发了国产信息化图形引擎。具备高效的二维图形处理能力和三维图形显示能力，实现了兼具二维制图流畅便捷与模型可视化的EasyBIM平台。

2.自主研发了结构施工图数字化智能设计平台。以结构设计数据为核心，以EasyBIM平台为基础，自主研发了结构施工图数字化设计模块，实现了混凝土结构平面图与梁、楼板、墙柱等构件施工图的自动生成。

3.自主研发了结构施工图数字化智能校对审查平台。针对规范条文、工程经验及统一技术措施建立了规则库，并自主研发了结构施工图数字化智能校对审查平台，实现了针对结构施工图的一键智能自动校对审查。

4.对接算量中台实现智能算量。通过EasyBIM平台实现了结构施工图设计数据与工程算量环节的数据交互，保障了结构BIM设计成果的数据信息有效向下传递。

5.编制了《CSWADI结构设计数字化交换标准SDIEM》。填补了现阶段国内还没有自主知识产权的建筑工程结构设计数字化交换标准的空白，弥补了国际数据交换标准IFC与国内主流结构设计软件的数据交换的障碍。

6.提出了一种将既有软件改造为BIM软件的方法。使传统软件的用户不需要或只要花少量的学习成本就能掌握BIM工具，大幅减少人工处理信息的工作量，提高设计效率。

7.提出并实现了一种结构信息数据多源映射方法。该方法通过自主研发的可用于将主流结构设计模型转化为.sim标准数据格式的软件，实现了结构计算信息与结构设计信息的高效、快捷整合。

（三）市场应用总体情况

EasyBIM-S V1.0版在中建西南院内部进行了广泛应用，试用项目包括柬埔寨金边机场航站楼、天府艺术公园文博坊、优山樾园项目、广东省第二中医院中医药传承创新工程（EPC）等，应用面积达100余万平方米。试用结果获得广泛好评，大幅提高了设计和校审效率，提升了设计质量。

03

案例实施情况

（一）工程应用项目简介

“独角兽岛”坐落于成都天府新区，是以独角兽企业孵化和培育为主体的产业载体。项目用地面积25716m2，总建筑面积12205m2，建筑高度20m，地上两层，地下一层，主要使用功能包括媒体发布大厅、办公以及会议室、停车场等其他配套服务设施。采用现浇钢筋混凝土框架结构，立面及采光中庭采用异形钢结构。

图1 独角兽岛启动区项目效果图

（二）应用过程

平台的应用以成都独角兽岛启动区项目为例，该项目采用EasyBIM-S及其他数字化技术，高效率高标准的完成结构施工图设计，整体提高了建造过程的智能化水平，减少了对人力资源的依赖，提升了建筑的性能和可靠性。

图2 独角兽岛启动区项目

1.结构施工图平面设计

采用EasyBIM-S平台提供的结构施工图平面设计模块进行设计，该模块可根据项目的整体信息模型按用户需求自动映射各个标高的结构平面图，提供的编辑操作类似用户熟悉的CAD功能。在保证项目完整模型信息的同时，提供了类似CAD快捷流畅的操作模式，使用户使用新软件进行二维视图编辑时无需改变操作习惯。同时软件提供了自动裁剪、一键降板、一键开洞等一系列智能化工具，兼具二、三维设计软件所长，大幅提高结构施工图设计效率。

EasyBIM-S平台中，通过模型关联技术实现设计模型与计算模型的映射绑定，导入结构计算模型后，通过轴网布置、梁标高检查、截面自动标注、自动填充降板区域等多个智能辅助工具，快捷精准完成结构平面布置图，各操作步骤及设计成果如图3～12。

图3 EasyBIM平台初始界面

图4 模型关联映射

图5 计算模型导入

图6 轴网布置

图7 结构平面图绘制

图8 梁标高检查

图9 截面自动标注

图10 自动填充降板区

图11 本案例结构BIM模型

图12 本案例结构平面布置图

2.结构施工图楼板配筋

以传统二维设计方法完成的楼板配筋，遇到支座布置修改时，楼板钢筋需要逐一调整并重新计算钢筋长度，机械工作量大且容易出错。EasyBIM-S平台采用动态关联技术，实现楼板配筋与楼板及支座构件百分之百精确映射，调整支座后自动挪动板钢筋，根据规范校对审查钢筋长度与配筋值，并提供局部重生成功能快速完成局部板配筋修改，保证板图准确性的同时大幅提高工作效率。

本案例中，该模块可通过项目的整体信息模型与计算书匹配生成各个标高的楼板配筋图，提供智能校审与局部重生成功能辅助用户在计算调整后快速更新图纸。此外EasyBIM-S平台提供了板筋合并、板筋断开、配筋修改等一系列智能化工具，兼具二三维设计软件优势，大幅缩短了楼板配筋图设计周期，各操作步骤及设计成果如图13～17。

图13 计算书管理

图14 楼板配筋参数设置

图15 楼板配筋及附注自动生成

图16 楼板配筋自动校对审查

图17 本案例楼板配筋图

3.结构施工图梁平法配筋

梁配筋计算值对计算模型较为敏感，梁布置发生局部调动后需要整层核对梁配筋。以传统方法画梁，计算修改后需要整层逐一对比计算值，修改配筋后需要逐一排查强条，校对工作量大且容易出错。EasyBIM-S平台采用动态关联技术，实现梁配筋与梁构件精确映射，为智能校对审查提供了坚实的基础。计算模型发生修改后，应用智能校对审查功能，程序根据规范逐一排查强条，不再需要人工核对。同时为最大程度解决梁平法配筋的手动修改量，减少设计周期，EasyBIM-S平台提供局部重生成功能，在完全满足计算与规范的前提下，实现局部梁配筋修改快速修改，确保准确性的同时大幅提高设计效率。

本案例中，该模块可根据项目的整体信息模型与计算模型数据库匹配生成各个标高的梁配筋图，提供智能校审功能审查强条，提供局部重生成功能快速完成修改。此外EasyBIM-S平台提供了梁串合并、梁串断开、平法拖动等一系列智能化工具，兼具二三维设计软件优势，极大减少了梁配筋图人工耗时，各操作步骤及设计成果如图18～24。

图18 梁平法配筋参数设置

图19 梁平法配筋倾向表

图20 查改梁支座

图21 梁配筋计算书管理

图22 梁平法配筋自动生成

图23 梁平法配筋自动校对审查

图24 本案例梁平法施工图

4.结构施工图柱配筋

以传统方法完成的柱配筋，一旦柱计算值修改或变动，需要修改大样钢筋画法、放样钢筋画法、大样钢筋值、柱表钢筋值，修改工作量大且容易出错。

本案例中，该模块可根据项目的整体信息模型与计算结果匹配生成各个标高的柱配筋图，提供智能校审功能核对强条，提供字符与大样联动功能快速修改图纸。此外EasyBIM-S平台提供了联动看图、自动放样、自动排序等一系列智能化工具，兼具商业二三维设计软件优势，实际提高柱配筋图绘图效率100%，各操作步骤及设计成果如图25～32。

图25 柱配筋参数设置

图26 设置柱出图层

图27柱配筋自动生成

图28柱表自动生成

图29柱配筋校对参数设置

图30柱配筋自动校对审查

图31本案例柱配筋图（一）

图32本案例柱配筋图（二）

5.结构工程智能算量

EasyBIM-S平台通过.sim数据格式对接晨曦BIM算量软件，生成算量模型，并与各省、自治区、直辖市的清单定额计算规则形成映射。根据算量模型的楼层、尺寸等物理属性与四川建筑与装饰工程预算定额（2015）中的构件关系进行分析和扣减，自动完成楼板、梁、墙、二次构件等结构构件的工程算量。同时，根据11G、16G系列图集钢筋平法规则，可辅助生成钢筋实体，并实现钢筋智能算量，极大减少了手动录入钢筋数据的工作量，整体提高算量效率。本案例中各操作步骤及成果如图33～38。

图33选择定额规则

图34设置构件扣减规则

图35布置二次结构

图36生成钢筋工程量

图37本案例混凝土构件工程量结果

图38本案例钢筋算量结果

本案例采用EasyBIM-S完成结构设计任务，过程高效率、成果高质量、数据可传递，降低了人工成本。

图39 本案例设计效果图

图40 本案例建成实景

04

应用成效

（一）解决的主要问题

1.软件间数据交换。本案例设计过程中采用多种结构计算和设计软件，EasyBIM-S平台实现了与Revit、PKPM、YJK、等软件间的数据交换，使得本案例的结构设计数据丰富完整，确保各子结构设计环节的高效、有序进行。各软件、环节数据交互成果如图41～44。

图41钢结构模型导出深化

图42 Revit模型导出

图43 PKPM计算结果导出

图44 Tekla数据导出

2.混凝土结构施工图数字化设计。根据结构计算结果，完成混凝土结构平面、梁、楼板、墙柱等构件的施工图数字化设计，详见上文附图。

3.混凝土结构施工图智能校对审查。基于完成混凝土结构平面、梁、楼板、墙柱等构件的施工图，完成一键智能校对审查，详见上文附图。

4.混凝土结构智能算量。根据混凝土结构施工图设计图纸及模型，导出设计数据，完成自动完成楼板、梁、墙、二次构件等结构构件的工程算量及钢筋智能算量，详见上文附图。

5.钢结构数字化设计加工及现场装配。钢结构设计数据和构件信息直接导出，对接厂商进行预制加工并指导施工现场装配，如图45～47。

图45弯折钢结构构件定位及数字化加工

图46 施工现场装配

图47 施工现场

（二）实际应用效果

独角兽岛启动区项目利用EasyBIM-S软件，采用BIM正向设计，大幅提升了结构施工图设计效率，并通过数字化设计和智能算量、钢结构数字化加工及现场装配等环节有效减少项目成本。具体如下：

1.异形建筑的设计表达。独角兽岛启动区项目中，靠传统的CAD二维设计图纸很难表达复杂空间形体，采用EasyBIM平台开展BIM正向设计，对多处复杂空间进行了三维建模和三维图纸表达（如图48），同时各专业在三维模型中进行配合，进行虚拟建造，避免在施工过程中发现问题导致大量返工的现象发生，从而节约建造成本，节省施工周期。

图48三维图纸表达

2.大幅提升结构施工图设计效率。经统计，运用该软件，相比传统CAD二维设计，结构平面设计效率可提高30%，楼板配筋图、梁柱配筋图等设计效率可提高约100%、智能算量模块提高效率约100%。整体提升结构设计效率约30%。

该案例最终以高效率、高标准、高质量、高完成度完成竣工落地（如图49），是中建西南院在智慧建造浪潮中创新设计取得的可贵成果，是智能建造实现未来复杂建筑和解决建筑行业低效率、低效益、高能耗的有力证明。

EasyBIM-S自研国产建筑工程结构BIM设计数字化云平台应用前景广阔，经济效益较明显，推动传统CAD二维设计向以BIM技术为基础的智能设计转型，并将设计成果及数据有效传递至后续建造环节，为实现智能建造奠定部分基础。

图49 本案例竣工实景