经企业申报、地方推荐、专家评审，近日，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（三）：
1、BIM全流程协同工作平台在北京市城市轨道交通工程中的应用
2、工程建设项目三维电子报建平台在北京城市副中心的应用
3、“黑洞”三维图形引擎软件在第十届中国花卉博览会（上海）数字管理系统中的应用
4、“晨曦”BIM算量软件在福建省妇产医院建设项目的应用
5、装配式建筑深化设计平台在福州市蓝光公馆项目的应用
BIM全流程协同工作平台在北京市城市轨道交通工程中的应用
01
案例简介
BIM全流程协同工作平台（如图1所示）以“可视化设计”、“精细化施工”、“信息化管理”为指导思想，将BIM技术应用至建设全过程，各参建单位在统一的组织框架、标准体系和平台界面下协同作业，虚拟指导实体建造，达到“工程建设投产，即可实现资产清晰移交”的先进管理目标，在交付实体地铁项目的同时，移交一套数字化地铁成果。
图1BIM全流程协同工作平台
02
案例应用场景和技术产品特点
（一）技术方案要点
图2BIM全流程协同工作平台体系架构
（二）产品特点及创新点
图3审核权限设置
2.内置审核要点库覆盖全生命周期。通过收集不同审核单位的审核要点，形成要点库，灵活配置多类别BIM模型、图纸的审核标准，不同阶段下各参建单位按要点审核，精简审核流程（如图4所示）。
图4审核要点
3.平台自动生成审核记录单，实现无纸化自动化办公、各参建单位高效的工作流，充分发挥各方责任主体作用。（如图5所示）。
图5审核记录单
4.高度定制化的多方共享与阶段传递。BIM模型审核完毕后，由业主单位确定，传递至下一阶段参建单位。
图6统计分析
6.BIM正向设计。基于Revit软件定制开发出图插件，分专业制定出图导则，包括建模要求、样板视图设置、标注格式样式模板等，实现建筑、结构、管线综合图的平面图与详图出图，为后续新线的BIM应用积累经验（如图7所示）。
图7BIM正向出图
7.BIM工程算量。混凝土量方面，BIM模型统计的土建混凝土量较图纸计算量少0.78%，BIM土建算量的结果较为精确且高效；钢筋算量方面，BIM模型统计的钢筋量较图纸计算量误差8%，相对于业内10%-12%的误差量有了较大提升；钢结构算量方面：钢结构工程量包含节点构件，采用乘以系数进行计算，得出设计概算工程量，辅助钢结构厂商的招标工程量控制。幕墙和种植屋面进行分类统计。
（三）应用场景
BIM全流程协同工作平台适用于建筑工程建设全过程各环节，目前主要在城市轨道交通工程、枢纽工程、民航运输工程等不同类型的工程项目建设管理中应用，受地域、规模、环境等因素影响小。
03
应用成效
（一）解决的实际问题
1.提升了BIM模型质量。传统二维图纸由设计总体、设计咨询、强审单位多级审核会签，有效保证了图纸质量；而BIM模型通常由咨询单位审核，审核力量薄弱。通过使用协同平台，连接了各参建单位，提升信息传递的时效性，降低信息的丢失率。通过灵活添加审核角色可以实现多方模型审核，通过三维模型与设计图纸联动更精确地查看和审核模型，提升BIM模型质量。
3.解决了二维设计图纸和BIM模型不同步的问题。地铁系统专业繁杂，设计工艺多变。由于每一条线路的周边环境不同，其设计和施工方案都不能完全复制，但是通过创建BIM模型指导设计和施工的思路可以完全复制。在设计源头上，由于缺乏有效的管控手段，BIM设计期间发现的问题无法及时反馈至二维图纸中，导致无法发挥BIM协同设计的优点。通过协同平台办公，各个单位能够连接起来，信息传递更顺畅，能实时反馈信息以降低信息的不对称性。BIM模型轻量化导入平台后，通过审核流程与设计图纸完成双向审核，设计人员可以同步下载审核报告校验设计图纸，发挥BIM应用的价值。
5.促进轨道交通各参建单位数字化转型。当前轨道交通项目建设的数字化程度相对较低。通过汇聚实时信息，收集简化业务流程，统计分析时效数据，协同平台将各参建单位联系到一起，提升工作效率，加快了业务流程推进和企业的数字化转型，响应国家的政策，实现绿色高效生产。
（二）应用效果
工程建设项目三维电子报建平台在北京城市副中心的应用
该案例是北京城市副中心以工程建设项目报建审批业务改革作为突破口，通过应用三维电子报建平台，实现在线报建和自动审批工作模式的实践。该平台在“多规合一”的基础上，开发了规划审查、工程项目审批、施工图审查、竣工验收备案、不动产登记等功能，对接北京城市副中心现有信息化系统，促进工程建设项目规划、设计、建设、管理、运营全周期一体联动，探索构建了全域全空间、全链条、全生命期的“规建管一体化”体系。
案例的应用场景和技术产品特点
（一）案例技术方案要点
平台总体架构设计分为辅助设计软件功能（本地端）和智能审查系统功能（如图1所示），辅助设计软件的用户是建筑规划审批的申请单位，如设计单位、建设单位等；智能审查系统的用户是审查审批管理方。辅助设计软件和智能审查系统实现数据连通和对接，同时考虑标准引领工作和与其他系统的融合、对接。
图1平台总体架构
第一，软件系统的工作基础是标准体系。标准体系定义了BIM报建交付标准、数据标准、技术审查规范及建筑功能分类编码标准等（如图2所示）。标准是软件系统的基础规范，保证软件系统的正确性，决定软件系统过程和结果的完整性和一致性。
图2规划报建标准
第二，总体系统包含建筑工程辅助设计软件工具。基于主流BIM设计软件Revit研发BIM规划报建辅助设计软件，拥有4大功能模块，实现12项功能（如表1所示）。
规划报建辅助设计软件功能表表1
图3智能化审查平台
（二）适用范围及条件
本平台不仅适用于政府管理部门的建设规划审查审批过程，也适用于设计院审图专家的校审过程和设计过程中的自查自校。二三维兼容的审查平台，可以提升校审效率和设计质量：二维设计场景中，支持在线批注校审和留档；BIM设计场景中，支持BIM模型智能审查、自动比对和批注，包括规划指标审查、消防审查等专题。
（三）主要特点及指标
图4平台数据格式
（四）技术比较及应用情况
与同类的施工图审查平台相比，平台应用范围更加广泛，不仅可应用于政府主管部门，还可应用于设计企业和报审单位，提供审查审批全流程支持。
（一）解决的问题
1.解决了运用BIM系统实现工程建设项目电子化报建的问题。传统审查审批模式采用纸质介质，其缺点显而易见，例如采用物理传输，依托邮寄、人工送达等手段，传输过程漫长；物理存放，检索不便，日后调取费时费力；在审批过程中，一旦出现信息变更，需要补充材料的，需要经历完整的送达、归档、变更流程，耗时巨大；只能将图纸作为审批介质，无法承载BIM模型，且不能进行智能审批；对审批人员专业能力要求高，耗费大量宝贵的专业技术人员人力资源。运用BIM系统实现工程报建后，采用电子介质传输，传输速率高，检索调用过程简单，信息变更归档程序简单速度快；面对越来越多的BIM报建，电子介质可对模型进行直接传输和应用智能审批；降低了对审批人员的专业技能要求，节约了宝贵的人力资源。
2.实现BIM报建系统与项目审批办事服务平台衔接。打通了BIM报建系统与项目审批办事服务平台的数据，实现了平台间的纵向数据传递和横向数据共享，避免了以往因为数据格式不统一造成的数据信息丢失，数据不真实，不可靠的问题，实现了数据资产的真实、完整、可靠。
3.统一标准，健全制度，加强数据安全信息管理。传统模式下，审查审批过程中大量数据都已经在电子-纸质-电子的介质转换中灭失。平台结合副中心制度建设情况，围绕工程建设项目全生命周期业务办理要求与工作需要，实现系统数据良好管控，做好数据信息安全保密工作。坚持依法行政，保障新一代“规建管”平台的顺利运行。
（二）项目成效
一是审查智能高效，提升电子报建审查效率。审查系统涵盖建设工程审查核心要素205项，通过BIM轻量化审查模型，实现了对方案审查、模型完整性、模型图纸一致性等关键工作和既有规范进行自动的、定量化的校审，提升审查效率缩短审批周期。系统试运行阶段，从报建到发证，最快只需3个工作日就可全部完成。
二是标准格式统一。在统一数据标准、交付标准和格式的基础上，围绕规建管一体化，落实BIM模型从规划报建向施工图审查、竣工验收、运维的全流程管理，实现部门之间、系统之间BIM模型数据无缝无损流转和共享。促进信息流转沉淀数据资产。数字化交付模式为BIM进一步向智能运营等领域的业务延伸打下基础，推进工程项目数字资产沉淀。
三是安全自主可控。采用国际通用BIM数据标准（IFC）+自主格式，满足自主可控和与国际标准接轨的双重需求。该数据格式实现数据模型自主可控的同时，也为未来国产设计端预留接口，同时，基于自主BIM图形引擎，实施云端审查，便利用户安全易用。
“黑洞”三维图形引擎软件在第十届中国花卉博览会（上海）数字管理系统中的应用
上海秉匠信息科技有限公司（以下简称“秉匠科技”）受承办单位委托基于“黑洞”三维图形引擎软件打造了第十届中国花卉博览会数字管理系统。为了实现不同场馆作品的全景呈现，并满足园区方案频繁的设计变更，以及园区的分区管理，该项目依托“黑洞”三维图形引擎，通过软件对场景中三百余种植被类型、八万多颗树种模型及周边场馆的多源异构数据进行支持，使园内各种设施和树种信息与模型进行超大场景完美呈现。
1.超大场景极速展示
花博会整个园区面积达到318hm2，在“黑洞”引擎中，按照1:1的比例对园区地形地貌模型、管道模型、多种格式的场馆模型以及植被模型和水面模型进行建模，总体BIM模型体量达到10G左右，三角面数达到上亿，植被模型约有8万棵，对场景的实时渲染构成巨大挑战。
2.多源数据融合处理
花博会项目模型主要包括整个园区多种格式的地形地貌模型、管道模型、场馆模型、植被模型和水面模型，模型格式包括*.rvt、*.fbx、*.skp、*.3ds等，以及在SpeedTree中建立的三百余种植被模型，平台分别对上述模型进行数据处理后统一进行渲染模拟。
针对数据的多源异构性，可以为Revit、3dmax等建模软件开发独立的数据导出插件，将建模软件中的异构模型数据导出成统一格式的中间交换格式，再启动引擎资源转换进程将中间数据转换为引擎所需的最终模型资源，将数据异构截留在导出插件端，对后续的数据处理和渲染提供统一的格式存储。
3.计划变更快速查看
花博会项目整体规划周期短，场馆多，并且树种树木存在大量的不确定性因素，在设计初期和规划阶段，图纸变更与方案调整非常频繁。整个项目的设计还要充分考虑艺术性和周边环境的融合性，需要不断的优化设计方案，调整设计效果。
借助基于BIM+GIS的花博会三维可视化平台可快速将设计好的场馆模型进行三维可视化呈现，并且可以通过多角度进行环境融合展示，从而提高方案可读性和直观性。在场馆设计变更中，通过场馆设计模型的直接调整就可通过展示平台快速呈现；在树木分布方案变更中，通过三维可视化树种库来完成树种1:1的数字化模拟，为园区树木分区优化提供了有力技术支持。
（二）关键技术指标
(1)承载数据大小：10Tb+(模型资源容量，包括了几何信息和纹理数据)
(2)承载构件数量：5千万+(项目中包含的BIM模型构件的数量)
(3)承载面片数量：100亿+(项目中包含的总三角面数量)
(4)运行帧率：50fps+(决定了项目渲染和交互时流畅程度)
(6)支持数据类型：支持rvt、dgn、obj\rvm、nwc、IFC、3ds、Fbx、obj、倾斜摄影(OSGB)、DEM、DOM等多种常用格式。
图1支持多源数据
（三）创新点
1.多细节层次（LevelofDetail，简称LOD）技术
引擎通过空间分割将所有构件强行按空间区域分割分组，然后对每个空间区域进行自动减面，并将空间区域进行LOD分级，从而将海量构件模型转换为一个层级化的空间区域树。通过动态调度空间区域树，从而可以在不影响渲染效果的基础上，将渲染负载减小一个量级。
2.场景分页加载
通过互斥加载页面、叠加加载页面等技术对场景模型进行层级组织，可以实现城市级别的建筑物的高效加载和渲染。
3.自定义抗锯齿算法
通过对多帧渲染数据进行统计计算，实现抗锯齿渲染效果，相比于WebGL自带的抗锯齿功能，可以提高5到6倍的计算速度，优化渲染效果。
4.遮挡剔除算法
渲染时通过对事先划分好的屏幕空间块进行遮挡查询，即可计算出下一帧的渲染负载，相比于对单构件进行遮挡剔除，效率可高一个量级，当模型构件数量足够大时，比如上千万级别，也可流畅渲染，不会因构件数量对渲染效率造成影响。
（四）与国内外先进技术的比较
图2国内外图形引擎现状
案例实施情况
（一）项目概述
第十届中国花博会于2021年5月21日至7月2日在上海市崇明区东平国家森林公园地区举行，建设面积10km2，园内计划种植苗木三百余种，共八万余棵。规划设计阶段，为了实现不同场馆作品的全景呈现，并满足园区方案频繁的设计变更，以及园区的分区管理，光明集团委托秉匠科技基于“黑洞”三维图形引擎软件打造了第十届中国花卉博览会数字管理系统，使园内各种设施和树种信息与模型进行超大场景完美呈现。
系统通过多技术融合，将BIM+GIS模型中包含的大量数据信息与二维码、AR等技术融合，实现项目整体数字化让数据成为可读取、可使用的数字资产，为后续园区总体运维打下基础。
（二）技术应用点
为了实现不同场馆作品的全景呈现，并满足园区方案频繁的设计变更、园区分区管理以及树木管理等场景，基于“黑洞”三维图形引擎软件开发的第十届中国花卉博览会数字管理系统有以下技术应用点：
1.多源异构BIM+GIS数据的处理与分析
图3不同格式的模型处理流程
2.海量植被模型动态仿真模拟
花博会项目共包含三百余种植被类型，共计约八万余棵植被。针对形态各异的植被类型，统一建立树种库进行管理，每种类型的植被首先在SpeedTree（一种三维树木建模软件）中建立统一的形态，再通过脚本进行随机缩放和旋转，实现每棵树的呈现效果均不相同。植被模型支持GPU过程动画，通过在树叶模型的顶点位置赋予不同的动态随机数，实现树叶随风摆动的仿真效果，如图6所示。根据植被名称和所属区域等信息，提取不同区域的*.dwg设计图中植被的精确位置信息，生成带有区域、名称、位置等信息的植被信息入库，树种库的每一棵植被模型均有自己的全局唯一编号，从而实现对每一棵树进行全生命周期管理。
图6植被模型动态仿真模拟
3.苗木变更与设计变更管理
在花博会项目中，通过后台的苗木库，准确地将苗木展现在三维模型上。一旦出现变更，设计人员可以快速地从苗木库中提取需要变更的苗木信息，将原有旧的苗木替换为新的苗木，实现准确、快速的设计变更，保证整体效率，节约经济成本。新的苗木种植效果也可以直观地在三维模型上进行展示，让设计人员能够结合周围的实际情况，保证园林设计效果的美观性。
图7苗木变更与设计变更管理
4.园区分区管理
智能分区，花博会项目在设计初期划分为十大区域，采用传统二维图纸的方式进行整体呈现与展示，但随着项目的不断推进与管理的不断细化，对园区的分区管理逐步要进行动态调整与动态变更。利用BIM+GIS基础图形可快速进行行道树区域、分界道路、河道的地块范围区分，借助GIS模型进行矢量图生成，将原来的十大区域划分为更加详细的44个区域，并在树木后台管理系统中同步进行生成，满足项目分区盘点、管理的需要，如图8所示。
图8园区分区管理
（三）创新举措
2.基于FilmicToneMapping（电影色调映射）技术真实光照渲染效果仿真
花博会的场馆以及水面，在真实情况下都会在环境光照下出现反射、折射等光照效果。为真实表现花博会植被与场馆的交相呼应、水面波光粼粼的效果，引擎采用了基于物理的光照模型，通过模型基色、金属性、粗糙度等简单的材质参数，真实地表现出场馆等模型在不同光照环境下的渲染效果，对太阳光的反射以及环境光的散射都能得到准确的表现。
同时，改进了传统的低动态范围光照计算，加入了高动态范围光照处理，使得模型表面反射光强大于显示器像素的强度范围时，可对屏幕所有像素上的光强进行统计测定，确定出一个合适的曝光度，然后将高强度光照信息重映射为显示器能显示的低范围强度，并根据屏幕像素的光强分布加入镜头鬼影、泛光等特效，从而真实还原了花博会中生动逼真的动态场景。
3.基于动态植被系统的实时阴影仿真
04
（一）采用定位系统，保证树木的精准定位
（二）通过智慧决策，实现树木的精益管理
（三）沉淀数字资产，为园林行业注入新能量
“晨曦”BIM算量软件在福建省妇产医院建设项目的应用
针对建筑业面临的建模周期漫长、工程量算量繁琐、数据信息复用性较低等痛点，福建省晨曦信息科技股份有限公司研发了晨曦BIM（土建、钢筋、安装）算量软件，为项目各参与方提供一站式BIM应用。该款软件基于人工智能技术，实现BIM模型创建+BIM模型运用，具有自动识别构件、快速创建BIM模型等功能，不仅解决了建模过程中BIM模型名称定义、截面形状定义、尺寸输入、平面定位、标高设置等繁琐问题，也减少了用户日常工作量，提高了建模效率。同时，该软件既可在通用一个模型的条件下，根据BIM土建、BIM钢筋与BIM安装模块内置的全国清单定额以及计算规则快速工程算量，又可实现材料提量、钢筋布置、钢筋下料、碰撞应用、BIM出图、集成数据等BIM技术应用。该案例是软件在福建省妇产医院建设项目的应用，实现了计量过程智能化、可视化、精准化以及工程项目的提质增效。
图1晨曦BIM（土建、钢筋、安装）算量软件组成
图2项目技术路线
（二）产品特点
BIM（土建、钢筋、安装）算量软件中BIM智能翻模、BIM土建模块、BIM钢筋模块、BIM安装模块特点分别如下：
1.BIM智能翻模。BIM智能翻模是一款新型的智能翻模工具。它一改往日费时费力的建模过程，将标准化、有规律的步骤交由软件自动完成，不仅能一体化完成图纸分割与整理、构件识别、生成BIM模型、管理BIM模型等过程，而且与土建、钢筋、安装模块无缝对接，完成土建、钢筋、安装的快速出量。通过运用智能翻模能有效帮助项目技术人员简化操作步骤，提高建模效率，保证BIM信息的完备，为全生命周期的BIM技术应用提供模型基础。
2.BIM土建模块。适用范围广，主流BIM模型格式均可直接应用。模块内置《建设工程工程量清单计价规范》及全国各地现行定额，拥有清单定额一键套用，精准、快速完成工程量汇总、实现建筑工程全生命周期数据共享等核心优势。
3.BIM钢筋模块。攻克行业难点，BIM钢筋模块内置各种楼梯类型，可供用户选择，实现一键布置楼梯钢筋和一键生成钢筋实体。针对异形构件如集水井、异形挑檐、自建异形构件等，可以通过模块内的通用工具进行配置钢筋、形成钢筋实体。同时，钢筋模块内置11G101/16G101平法标准图集和国家规范，结合国标图集，设计规范及施工经验为计算依据，通过平法参数输入与CAD（计算机辅助设计软件）识别参数一体化实现全面布置钢筋信息、动态展示钢筋实体、精准算量钢筋工程等步骤。
4.BIM安装模块。内置国家定额规范等为计算依据，分项工程设置全面。并且支持智能避让和智能开洞；清单定额自动调用，报表输出项联动构件支持反查等功能，从根本上解决了BIM模型对应计算规则不一致的问题，实现BIM算量的应用。
运用晨曦BIM（土建、钢筋、安装）算量软件其可视化，精准度高，易用性强，拓展性优等核心优势可为房产住宅类、商业综合类、医院综合类、工业场馆类、轨道交通类项目的策划决策阶段、设计阶段、建设实施阶段和运营维护阶段提供以进度控制、成本控制、质量控制为目标，以BIM模型为载体、工程进度为主线、造价管理为核心的一体化、智能化、全方位解决方案。
（一）案例基本信息
福建省妇产医院项目总投资23亿元，总建筑面积17.72万平方米，其中地上建筑面积11.95万平方米，地下建筑面积5.77万平方米，建成后将编制800张床位，建筑层数为地上4-16层，地下2层，建筑高度69.00米，为框架剪力墙结构、框架结构。项目由福建建工工程集团有限公司承建，于2018年12月开工，计划于2022年5月9日竣工。
图3福建省妇产医院项目效果图
（二）应用过程
1.智能设计与规划
相比于传统的设计过程，BIM（土建、钢筋、安装）算量软件的应用价值体现为能快速建立并集成建筑、结构、机电等专业的BIM模型；在建筑设计中充分考虑项目智能化及实用性等因素，开展智能与规划工作。BIM智能翻模遵循业界国际标准，采用数据字典、图形交互技术、翻模构件及信息识别算法、双重加密等技术能快速将项目CAD图纸生成BIM模型，进行数字信息仿真，模拟建筑物所具有的真实信息。通过项目模型的全方位展示，项目技术人员只需通过简单的晨曦软件操作设置生成BIM模型，就能一目了然地发现图纸存在问题，确保在项目施工前期，快速发现和解决图纸问题，完成图纸的审核与优化。例如应用BIM（土建、钢筋、安装）算量软件，可直观地查看到某处混凝土柱梁节点碰撞上存在的问题。经过软件配合设计完成了大量的优化工作，确保满足了严格的净高控制要求，达到最合理的空间利用效果。
图4图纸审查
在图纸优化的基础上，进行多项深化设计与智能规划。运用安装模块按照设计意图，将项目各专业管线的位置、标高、连接方式及施工工艺顺序进行三维模拟，按照现场可能发生的工作面和碰撞点进行方案的调整，实现方案的可施工性。尤其是除水、暖、电、空调、消防等基本民用建筑管线外，还需要重复、详细的碰撞检查医疗气体、智能系统、污洗消毒等管线系统。根据碰撞检查报告，使用软件中智能避让和智能开洞工具完成管线的深化设计。通过动态漫游项目的三维模型模拟施工过程，使得项目参与方更加了解项目的细部构造，促进了设计与业主方和参建各方及设计内部各专业工种之间多方面的协调与管理。
图5智能避让效果图
图6智能开洞效果图
2.智能装备与施工
施工阶段是建筑实体形成的过程，也是项目资源集中投入的过程。该过程中各参与方基于2D图纸的管理与沟通往往会带来工期的延迟、项目的返工和浪费，与可持续建设背道而驰。施工阶段，BIM（土建、钢筋、安装）算量软件的应用主要体现为在通用一个模型基础上附于每个构件进度计划和造价信息，并实现智能装备与施工。BIM（土建、钢筋、安装）算量软件整合与优化各专业模型，提供自动套用清单定额、智能布置构件、布置钢筋等功能，使土建、钢筋、安装算量数据与设计数据以BIM模型为载体实时联动，快速完成工程土建、钢筋、安装计量工作。值得注意的是，软件中的计算式模拟人脑思维，可脱离软件给审核方按设计图纸查阅，解决安装算量软件难以对账的问题，确保算量的精确度。同时，软件通过施工段关联物料信息，可输出详细的各主材工程量及各批次浇筑的方量，协助项目管理人员有理有据统筹安排施工组织、材料供应以及资金供应等工作内容，保证了项目进度和顺利履约。
图7施工段输出材料表效果图
图8坡道钢筋布置
图9复杂钢筋节点下料
图10平法出图
3.数字化交付
为最大化地体现信息的价值，根据《建筑信息模型分类和编码标准》GB/T51269-2017，运用BIM（土建、钢筋、安装）算量软件对福建省妇产医院建设项目模型进行分类和编码。通过统一且唯一性的信息编码，使得项目技术性能数据、经济数据、维护数据等得以交互、共享、集成应用，提高多方协同的工作效率，促进信息流动。
图11建筑信息模型编码表效果图
1.完成了与模型构件相对应的分类编码体系，实现了规范化建模，避免了因建模规则不统一造成模型不匹配，数据可追溯性低等问题。
2.BIM智能翻模不仅仅是将CAD图纸快速生成三维模型，而且以BIM模型为基础解决“错、漏、碰、缺”问题，复核施工图的设计错误和不足，提高图纸的准确率。
3.BIM（土建、钢筋、安装）算量软件将建筑、结构、机电等专业模型整合，根据设计意图和净高要求进行碰撞检查、管线优化，从而达到深化设计，降低工程返工的风险。
4.BIM钢筋算量软件突破手动逐根绘制BIM钢筋模型中复杂构件难以布置实体钢筋的难点，实现实体钢筋快速布置和出量。同时，软件支持深化设计钢筋预算和施工下料等流程，满足复杂节点及工艺可视化交底。
5.BIM（土建、钢筋、安装）算量软件让造价工作更高效、更智能。通过模拟手工计算方式，一键生成多种报表形式，方便与手工算量对账，满足快又准提取工程量的需求。
在福建省妇产医院建设项目中，BIM（土建、钢筋、安装）算量软件在图纸优化、碰撞检查、协调管线排布、动态漫游、精准算量、钢筋设计、优化施工方案，材料计划管理、数字化交付等方面取得了很好的应用成效。
一是优化设计质量，其中通过BIM审图解决图纸问题532处；取消工程桩改为筏板基础，取消咬合桩、减少降水井数量；通过深化设计，项目底板、正负零抬高2米，周边道路相应提高3-4米，基坑开挖土方量由原来41万立方米减少至29.6万立方米；管线综合解决机电管线碰撞427处，预留矩形洞口657个，支吊架设计155种，实现全过程BIM机电安装落地应用；通过BIM安装模型搭建，完成排砖区域12处，样板间3处。
二是节约成本5840万元，其中通过优化工期，节约费用约4700万元；通过严格的材料计划管理，节约材料造价1140万元。
三是缩短工期16月，其中通过优化设计节约工期8个月；通过精益化管理，较原计划提前近8个月交付投用。
四是提高从业人员BIM技术应用能力，其中在项目实施过程中，共34人全过程参与BIM项目管理，总共培养出专职BIM人员3人。
（三）应用价值
BIM（土建、钢筋、安装）算量软件结合人工智能、图形交互技术、翻模构件及信息识别算法、双重加密等高新技术，不仅仅高效实现模型的3D可视化效果，更是将3D模型作为载体，一模通用、一模用到底，实现快速建模、精准出量、智能规划、信息资源的协同化管理，为产业链贯通、智能化建造和可持续建筑创作提供了技术保障，为设计团队、施工团队、项目管理团队、业主单位等各参建方均创造了一定价值。
装配式建筑深化设计平台在福州市蓝光公馆项目的应用
福建城投装配式建筑深化设计平台是福建省城投科技有限公司研发的装配式建筑深化设计软件，包含了预制构件深化设计系统、铝模深化设计系统、内墙板深化设计系统三大部分。平台通过BIM技术对装配式混凝土建筑、铝模等设计内容进行协同整合，让设计师可以在同一软件平台、同一模型下实现数字化协同设计，避免了由于设计不协同导致的各种问题，提高了工作效率和设计准确率，实现数字化设计数据无缝对接生产管理平台，使设计数据向生产端流转，推动基于数字模型的设计、采购、生产、施工、运维一体化。
1.在软件接口方面，平台可以适配采用AutodeskRevit正向设计的BIM模型，并在此基础上完成深化设计。对于采用传统AutoCAD设计的装配式建筑项目，平台也提供了多种图纸格式的接口，能快速识别图纸，自动转化为装配式设计所需的BIM模型，完成后续的装配式设计工作。
2.在软件功能架构设计方面，平台包含了装配式建筑设计的三大系统，预制构件深化设计系统共有9个模块，27个功能，铝模深化设计系统共有4个模块，21个功能，装配式建筑内墙板深化设计系统共有3个模块，8个功能，可以实现快速建模、一键出图、一键生成物料清单表等功能。
图1平台架构图
3.在文件输出方面，平台在完成深化设计后，可自动生成满足部品部件生产精度要求的深化图、加工图。对于采用智能生产管理平台等信息化手段的生产制造企业，平台还支持输出不同内容的数据文件（如图2所示），对接智能生产管理平台，批量导入部品部件生产所需的物料信息，实现数字化设计的数据向生产制造端流转，保证底层数据的协同性和一致性，提高效率。
图2数据表单
（二）创新点
1.“三同”设计
“三同”设计即在同一软件平台、同一模型下，实现协同设计。传统的装配式建筑设计中，由于设计工作可能在不同的软件平台上开展，导致设计成果分布在不同的图纸或者模型中，一旦设计方案出现修改，不可避免的需要反复在多个图纸或模型中比对，无法实现协同设计，设计效率低下，甚至出现因信息不同步导致的错漏碰缺问题，造成工期的浪费和经济的损失。本平台从“三同”设计的层面上解决了装配式建筑设计协同的问题，实现设计阶段的降本增效。
2.“一键”设计
在一键智能拆分方面，针对预制混凝土构件的拆分，软件会将需要拆分的构件，在考虑标准化和模数化的基础上，自动将选择的构件拆分成符合规范要求的预制构件，针对装配式内墙通过选择模型中需要采用装配式内墙的范围，软件将按照用户定义的内墙板类型和参数，自动将内墙按规范要求拆分为相应的大小和拼装方式。
在一键配模方面，用户选择需要配模的位置，软件将自动判断需要配设的模板类型，并按规范要求及预设的配模方案，自动配置铝模板。
在一键出图方面，在设计师完成深化设计后，可通过各个模块一键出图功能，由软件按照预设的参数，自动批量生成构件图和加工图。
3.设计数据向制造端流转
部品部件进入到生产制造环节后，传统的物料清单制作是一个费时费力的环节，出错率高，出错后不易检查，且容易造成批量性浪费。通过本平台可实现在深化设计完成后，批量输出部品部件的物料清单数据文件，不仅省时省力，而且能保证数模一致，提高了准确性，实现了设计数据向制造端流转（如图3所示）。
图3智能生产管理平台
本平台适用于包括住宅、学校、公共建筑、工业建筑在内各类装配式建筑的深化设计，通过快速建模、一键拆分、一键出图等功能可以高效完成装配式建筑深化设计，批量自动输出满足生产精度的图纸，实现图模一致、数模一致。
平台应用情况以福州市蓝光公馆项目为例，该项目总用地面积11648.36m2，总建筑面积155273.61m2，包含3栋28层住宅，1栋27层住宅，结构形式采用框架-剪力墙结构，其中2号楼、3号楼、6号楼、7号楼采用装配式建造方式，装配式建筑的计容面积为67259.53m2，装配率均不低于50%。
1.预制构件深化设计系统
项目的预制构件深化设计采用了叠合板深化设计、预制楼梯深化设计、一键出图及物料清单等功能。
（1）叠合板拆分及深化设计。项目的叠合板采用宽缝叠合板，接缝宽度为300mm，叠合板厚度为60mm。在叠合板拆分时，通过叠合板拆分功能，框选BIM模型中的楼板，设置叠合板参数（如图4所示），即可自动完成叠合板拆分设计（如图5所示）。
图4叠合板拆分
图5拆分后的BIM模型
在叠合板拆分完成后，预制构件深化设计系统会自动计算当前层的预制构件水平投影面积，并且生成预制构件水平投影平面图（如图6所示）。
图6预制构件水平投影平面图
图7布置叠合板钢筋图8生成叠合板钢筋
（2）预制楼梯拆分及深化设计。本项目选用标准楼层的梯段板作为楼梯的标准构件，采用120mm厚度的预制双跑楼梯，预制楼梯采用高端支承为固定铰支座，低端支承为滑动铰支座的装配方案。通过预制构件深化设计系统中预制楼梯深化设计的楼梯放置功能，设置楼梯参数后（如图9所示），把预制楼梯放置在模型中。
图9放置预制楼梯
预制楼梯放置完毕后，通过预制构件深化设计系统中楼梯配筋功能，对预制楼梯进行自动配筋（如图10所示）。
图10预制楼梯配筋后
（3）出图及物料清单。在完成本项目的预制构件深化设计后，设计人员通过预制构件深化设计系统的一键出图功能及物料清单功能，对模型中的所有预制构件及平面进行出图（如图11所示），并导出本项目的物料清单表（如图12所示）。根据导出的图纸及清单直接通过智能生产管理平台对接构件厂，完成生产构件详图交付。
图11叠合板构件详图
图12预制构件物料清单
2.铝模深化设计系统
项目从第二层墙柱~顶层墙柱均采用铝模板，设计人员通过铝模深化设计系统对本项目的铝模进行深化设计，实现设计阶段精准配模、高效输出图纸及料表数据。
图13铝模生产加工图
图14铝模物料清单
3.内墙板深化设计系统
项目内隔墙采用钢筋陶粒混凝土空心条板内隔墙，设计人员通过内墙板深化设计系统对本项目的内墙进行深化设计及图纸输出。
（1）内墙板拆分。设计人员通过BIM模型，对外墙、砌筑内墙和非砌筑内墙进行区分。将模型处理完成后，通过内墙板拆分将非砌筑内墙进行拆分（如图15所示），并且自动对拆分好的内墙板编号。
图152#楼装配式内隔墙拆分模型展示图
（2）图纸输出及物料清单。内墙板拆分完成后，可以通过程序一键生成内墙板构件详图（如图16所示），并且导出物料清单。导出的物料清单、生产加工数据及模型数据通过智能生产管理平台与项目进度计划关联，可进行构件生产、构件自动编码，实现一件一码，构件生产、运输、施工的实时跟踪。
图16预制内墙板详图
（一）实现多专业同平台协同设计
项目通过装配式建筑深化设计平台，实现了多专业的装配式建筑设计，通过BIM技术在设计阶段将后期可能遇到的建造问题前置，如在外立面上通过协同配合，优化复杂节点构造，使得建筑整体更加适配工业化建造手段；在装配式设计时提前优化预制构件和铝模的支撑系统；提前在铝模和装配式内墙间预留压槽等一系列优化措施，很大程度上减少了设计阶段的错、漏、碰、缺，将同平台协同设计的优势在实际项目中实践。
（二）数字化设计实现装配式建筑“数字孪生”
项目在设计阶段利用BIM集成化应用，通过数字化设计将生产和建造场景虚拟呈现（如图17、18所示），实现蓝光公馆项目的“数字孪生”。
图17叠合板模型与现场对比图
图18项目整体模型与现场对比图
（三）应用效果
平台已投入包括蓝光公馆项目在内的11个装配式建筑项目中使用，共完成装配式深化设计面积超过100万平方米，应用成效主要体现在效率提升和质量提升两个方面。
在效率提升上，预制构件深化设计的总用时从30天减少到了7天，效率提升了385%；铝模深化设计的总用时从23天减少到了11.5天，效率提高了100%；内墙板深化设计的总用时从16天减少到了3.5天，效率提升了357%。明显缩短了项目的设计周期，提高了设计人员的工作效率，也提高了部品部件生产效率。
在质量提升上，得益于设计数据向生产制造端传递，福州市蓝光公馆项目预制构件的尺寸合格率达到了100%，一次合格率达到98.6%，铝模深化设计出错率控制在1‰，预制构件实现了全生命周期的管控，铝模施工实现了免预拼装工艺，装配式内墙实现了水电精准定位。
施工现场及建筑脱模效果，如图19所示。
图19施工现场及建筑脱模效果
（四）效益分析
1.预制构件深化设计系统效益分析
图20预制构件深化设计系统效益分析
预制构件深化设计系统相较传统设计方式效率提升表，如表1所示。
预制构件深化设计系统效率分析表表1
2.内墙板深化设计系统效益分析
图21内墙板深化设计系统效益分析
内墙板深化设计系统相较传统设计方式效率提升表，如表2所示。
内墙板深化设计系统效率分析表表2
3.铝模深化设计系统效益分析
图22铝模深化设计系统效益分析
铝模深化设计系统相较传统设计方式效率提升表，如表3所示。