导 读

在传统建造模式中，设计常受限于二维图纸的抽象表达与各专业间的信息孤岛，易导致错漏碰缺与后续变更。随着智能建造时代的到来，设计作为驱动项目全过程的“数字基因”与“决策中枢”，正从静态的成果交付转向动态的全过程协同。

本期将依据《烟台市建设工程智能建造技术导则（试行）》（以下简称《导则》），聚焦智能设计阶段，深入解析如何以BIM技术为统一载体，集成大数据、人工智能与协同平台，实现从“画图”到“造模”、从“交付图纸”到“交付数字资产”的根本性转型。

一、智能设计概述

1.概念

利用人工智能（AI）、大数据、云计算等数字技术进行参数化设计、协同设计、智能辅助设计，形成工程项目信息的数字化表达并进行深度应用的设计活动。

2.应用场景

智能设计主要应用于方案设计、初步设计、施工图设计和深化设计等各阶段工作。

3.目标

①提升设计成果的集成度与可实施性，通过全专业协同与前置模拟，确保设计深度满足制造、施工与运维的实际需求。

②实现以BIM等模型为核心的数字化交付，推动项目各阶段、各参与方之间数据的高效、无损传递与协同应用。

③构建数据驱动的设计与决策能力，利用性能模拟与智能算法优化方案，最大化建筑全生命周期的综合价值。

二、主要智能建造技术

智能设计阶段应用的智能建造技术主要包括BIM技术、协同设计技术（协同设计平台）、逆向建模技术（倾斜摄影、三维激光扫描）、模拟仿真技术（性能化分析、虚拟现实、可视化模拟） 及智能辅助技术（智能设计、智能图审、智能算量）等。

1.BIM技术

【1】规划与方案设计阶段

对场地环境、物理环境、出入口、人车流动、建筑性能等方面进行模拟分析，积极应用AI驱动的生成式设计工具进行方案多方案生成与比选优化，从适用性、经济性、绿色性、美观性四个方面对设计方案进行论证和优化。

【2】初步设计阶段

开展技术可行性研究，通过结构安全、建筑性能、机电系统等专项分析，论证技术方案的适用性、可靠性与经济性。

【3】施工图设计阶段

对所有专业施工图开展模型碰撞检查、图纸审查等工作，及时发现设计错误，优化设计，解决空间冲突，确保施工图设计质量。

【4】深化设计阶段

对全专业模型进行协同性检查，发现专业内及专业间的碰撞问题。对节点连接及构件安装、机电管线、装饰装修等方面进行专项深化设计。对预制构件进行自动优化配模、编号出图，并生成加工生产清单。

机电管线化设计（来源：网络）

预制构件深化设计（来源：网络）

2.协同设计

①应对建筑、结构、给排水、暖通空调、电气、装饰装修等多专业进行协同设计，确保所有专业基于统一的模型基点、坐标系、轴网系统、计量单位及命名规则开展工作，确保数据的一致性与准确性，避免专业内部及专业之间由于沟通不畅导致的错、漏、碰、缺等问题。

②明确项目中所使用的数字化平台，包括但不限于协同设计平台、项目管理平台、构件库管理系统等，明确数字化设计参与人员的工作职责、操作权限及管理制度，实现工程建设项目各参与方之间的数据共享。并对平台的数据采集、存储、管理及共享功能提出具体要求。

③各参与方之间采用标准化的文件存储与交换格式进行数据交互，确保数据共享与互联互通，实现数据模型在全生命周期的高效应用。

3.逆向建模技术

【1】倾斜摄影

对采集点进行多角度图像数据采集，通过后期数据处理生成支持三维空间量测的高重叠度影像或实景三维模型。

【2】三维激光扫描

①利用激光测距原理，通过高速采集海量、高精度的空间三维点云数据，快速构建物体或场景真实几何模型。

②对于大型预制构件，利用三维激光扫描技术获取的高精度点云模型数据，可以开展高精度的质量检测、虚拟预拼装、数字化存档与生产指导等关键应用。

③对于大型预制构件和已施工实体，利用三维激光扫描获取的点云模型数据与原始的设计BIM模型进行集成比对分析，已形成一套贯穿制造、施工与运维的数字化核心工作流。

应用于钢结构构件虚拟预拼装（来源：重大智能制造）

4.模拟仿真技术

【1】性能化分析

在虚拟环境中，基于数字化模型对建筑设计方案进行包括建筑物理环境、消防安全、结构安全及碳排放等多维度性能化分析与优化验证的关键技术。

建筑室外热环境分析（来源：网络）

Pathfinder人员疏散模拟（来源：网络）

【2】虚拟现实

采用AR/VR/MR等虚拟现实技术，实现增强/虚拟/混合现实仿真模拟，提供真实的、沉浸式漫游体验模式。

BIM+AR技术应用于施工安全教育

【3】可视化模拟

对施工组织设计、重难点施工方案、新工艺新技术、关键节点或冗杂构造等进行可视化模拟。

可视化施工模拟（来源：网络）

5.智能设计

①明确项目采用参数化设计、生成式设计等智能设计方法，辅助创作、优化设计方案，并绘制施工图设计文件，输出生产制造信息。

建筑方案智能生成（来源：网络）

建筑方案智能生成（来源：网络）

SketchUp 灵感渲染（来源：网络）

②利用智能化审查软件辅助审查设计质量，软件应建立多专业智能审查知识库，实现结构安全、管线综合、消防疏散等内容的自动化合规审查、违规条文自动统计及审查报告自动生成，支持在线审查、批注与问题定位。

数字化审图系统（来源：www.vaiplus.com）

三、数字化交付

1.交付数据

基于勘察数据构建三维地质信息模型，实现场地环境数据包括但不限于信息模型、电子图纸和文档、多媒体、网页等，并包含数据模型的创建信息。交付BIM模型应作为工程建设全过程（设计、施工、竣工、运维）数据共享与应用的唯一可信数据源，实现“一模到底”的应用目标。值模拟、地质条件三维解析及岩土工程设计与施工方案优化，为工程全生命周期决策提供数据支撑。

2.BIM交付内容

涵盖项目所有单体及地下工程（包括建筑、结构、机电等全专业），应符合烟台市数字化施工图审查要求，并作为后续各阶段深化应用的基础模型。

3.交付成果管理

文件格式标准化、分类有序、命名规则统版本管理清晰。

4.数字化交付功能的平台

实现设计阶段的模型、文档和相关资料的有效传递，支持通过关键字、业务标签、基础编码等对业务数据、用户信息、模型图纸等进行智能化检索。

总结展望

数字设计阶段，BIM技术贯穿全流程，实现模拟分析与碰撞检查；协同设计平台打破多方壁垒，强化数据共享；逆向建模技术（倾斜摄影、三维激光扫描）提升模型精度；模拟仿真技术实现性能分析与沉浸式体验；智能辅助技术（智能设计、智能图审等）解放人力、提升效率。设计数据的数字化交付整合多专业信息，为有效衔接后续阶段奠定基础。

业荣数据致力于将前沿智能建造技术与工程实践深度融合，通过构建全流程、一体化的数字解决方案，助力客户将设计阶段的数字资产高效、精准地传递至施工与运维阶段，驱动工程项目实现全生命周期的提质、增效与降本，共创智能建造新价值。

下期预告，我们将聚焦讲解《智能建造全周期应用系列（三）：智能生产——数据驱动与自动化的核心支柱》。