广州华森建筑与工程设计顾问有限公司

一、基本情况

（一）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。

（二）申报单位简介

　　广州华森拥有建筑行业(建筑工程)甲级资质和ISO9001国际质量管理体系认证,是广东省守合同重信用企业，目前有高素质的各类专业技术和管理人才超过130人。公司始终秉承“建筑美好，设计生活”核心价值观，设计作品涵盖城市商业综合体、酒店、办公产业园、文教医疗、住宅小区、城市更新等，共获得省部级、市级优秀设计奖项共计60余项，并在BIM协同设计等方面形成了特色。

二、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。

三、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

四、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%

　　执笔人:

　　广州华森建筑与工程设计顾问有限公司(游健、林臻哲、史旭、李镓岐、匡海峰)

　　审核专家:

　　陈顺清(广州奥格科技股份有限公司，董事长、教授级高工)

　　魏来(中国建筑标准设计研究院，副总建筑师)