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建筑行業(yè)的數(shù)字化革命：BIM建模、翻模與正向設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與未來

聚焦行業(yè)熱點(diǎn)資訊走在新基建建設(shè)前沿

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建筑行業(yè)的數(shù)字化革命：BIM建模、翻模與正向設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與未來

2025/02/19

BIM作為建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)，近年來在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展。從傳統(tǒng)的二維圖紙到三維協(xié)同設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)通過信息集成與全生命周期管理，顯著提升了工程效率與質(zhì)量。當(dāng)前，BIM技術(shù)的應(yīng)用場景已逐漸分化為BIM建模、BIM翻模和BIM正向設(shè)計(jì)三種模式。本文將從技術(shù)特點(diǎn)、行業(yè)現(xiàn)狀及未來趨勢三個(gè)維度，探討這三種模式的異同與發(fā)展方向。

BIM技術(shù)的三種模式
1.BIM建模：基礎(chǔ)工具化應(yīng)用
BIM建模是BIM技術(shù)最基礎(chǔ)的應(yīng)用形式，指利用Revit、Archicad、MicroStation等軟件創(chuàng)建三維模型的過程。其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果的可視化與信息承載。當(dāng)前，BIM建模已廣泛應(yīng)用于施工圖深化、碰撞檢測和工程量統(tǒng)計(jì)等領(lǐng)域。然而，由于建模標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、設(shè)計(jì)流程與傳統(tǒng)二維制圖脫節(jié)，許多項(xiàng)目仍停留在“為建模而建模”的階段，模型信息利用率較低。

2.BIM翻模：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字化補(bǔ)丁
BIM翻模指在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)完成后，將CAD圖紙轉(zhuǎn)化為BIM模型的過程。這一模式在國內(nèi)工程實(shí)踐中尤為常見，主要用于解決設(shè)計(jì)與施工間的信息斷層問題。盡管翻模能夠快速生成可視化模型并優(yōu)化施工方案，但其本質(zhì)仍是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的“事后補(bǔ)救”，存在數(shù)據(jù)重復(fù)輸入、模型與設(shè)計(jì)意圖不匹配等問題。

3.BIM正向設(shè)計(jì)：全流程協(xié)同的范式革新
BIM正向設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)從項(xiàng)目策劃階段即采用BIM技術(shù)進(jìn)行全專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，通過參數(shù)化建模、實(shí)時(shí)協(xié)同和規(guī)則校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。其優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)的一貫性與可追溯性，能夠顯著減少設(shè)計(jì)變更和施工返工。目前，正向設(shè)計(jì)在大型復(fù)雜項(xiàng)目（如超高層建筑、交通樞紐）中逐步推廣，但受限于設(shè)計(jì)習(xí)慣、技術(shù)門檻和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失，中小型項(xiàng)目應(yīng)用仍不廣泛。

在正向設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，行業(yè)亟需能夠支持全流程協(xié)同的本土化工具。以CNCCBIM OpenRoads為例，作為Bentley公司針對(duì)中國交通工程領(lǐng)域開發(fā)的BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)，其深度融合了國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范與工程實(shí)踐需求，成為推動(dòng)正向設(shè)計(jì)落地的重要工具。OpenRoads不僅支持道路、橋梁、隧道的三維參數(shù)化建模，還通過動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)了地形、路線、結(jié)構(gòu)物的實(shí)時(shí)協(xié)同修改，大幅減少了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中因?qū)I(yè)割裂導(dǎo)致的返工問題。在成渝高速、深中通道、鄂州機(jī)場、梅觀高速等大型基建項(xiàng)目中，OpenRoads已成功驗(yàn)證其在復(fù)雜工程中的技術(shù)優(yōu)勢。

行業(yè)痛點(diǎn)
1.技術(shù)層面
1）數(shù)據(jù)孤島問題：BIM模型與造價(jià)、運(yùn)維系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通仍存在障礙。
2）軟件生態(tài)割裂：國內(nèi)外BIM軟件（如Autodesk、Bentley、廣聯(lián)達(dá)）兼容性不足，影響協(xié)同效率。
3）算力與成本限制：大型項(xiàng)目模型對(duì)硬件要求高，中小型企業(yè)難以承擔(dān)長期投入。

2.管理層面
1）標(biāo)準(zhǔn)體系不完善：國內(nèi)BIM標(biāo)準(zhǔn)（如《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》）尚未完全落地，導(dǎo)致模型交付質(zhì)量參差不齊。
2）人才斷層：既懂BIM技術(shù)又具備工程經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員稀缺，設(shè)計(jì)與施工方的協(xié)同能力不足。
3）利益分配矛盾：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)院與BIM服務(wù)商在正向設(shè)計(jì)中的角色沖突尚未解決。

3.認(rèn)知層面
部分從業(yè)者對(duì)BIM的理解仍停留在“三維建模工具”層面，缺乏全生命周期管理意識(shí)，導(dǎo)致技術(shù)價(jià)值未被充分釋放。

未來發(fā)展趨勢
1.技術(shù)融合：AI與BIM的深度結(jié)合
1）自動(dòng)化建模：基于AI的智能建模工具（如生成式設(shè)計(jì)）將簡化重復(fù)性工作，提升建模效率。
2）知識(shí)圖譜應(yīng)用：通過機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建工程知識(shí)庫，輔助設(shè)計(jì)決策與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。
3）數(shù)字孿生延伸：BIM模型與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）結(jié)合，推動(dòng)運(yùn)維階段的動(dòng)態(tài)管理。

2.流程重構(gòu)：正向設(shè)計(jì)成為主流
1）云協(xié)同平臺(tái)普及：基于云計(jì)算的BIM協(xié)同平臺(tái)將打破地域限制，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-施工-運(yùn)維一體化。
2）模塊化與參數(shù)化設(shè)計(jì)：借助參數(shù)化工具，設(shè)計(jì)流程將向“標(biāo)準(zhǔn)化組件+靈活配置”轉(zhuǎn)型。
3）政策驅(qū)動(dòng)：隨著《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的推進(jìn)，政府項(xiàng)目將逐步強(qiáng)制要求BIM正向設(shè)計(jì)。

3.生態(tài)優(yōu)化：標(biāo)準(zhǔn)與商業(yè)模式的完善
1）統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：IFC 格式的廣泛應(yīng)用將促進(jìn)跨平臺(tái)數(shù)據(jù)互通。
2）按需付費(fèi)模式：SaaS化BIM服務(wù)降低中小企業(yè)使用門檻。
3）跨界合作：建筑企業(yè)與科技公司聯(lián)合開發(fā)行業(yè)解決方案，例如BIM+區(qū)塊鏈的合同管理、BIM+AR的現(xiàn)場指導(dǎo)。

4.本土化工具的崛起：以CNCCBIM OpenRoads為例
在BIM正向設(shè)計(jì)的推廣中，符合中國工程標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)習(xí)慣的本土化工具至關(guān)重要。CNCCBIM OpenRoads作為專為中國交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域定制的BIM解決方案，其作用體現(xiàn)在以下三方面：
1）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程的整合
OpenRoads內(nèi)置了《公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》等國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，支持自動(dòng)化的設(shè)計(jì)校驗(yàn)與出圖功能。例如，在道路縱斷面設(shè)計(jì)中，平臺(tái)可依據(jù)規(guī)范自動(dòng)檢查坡度、視距等參數(shù)，避免人工疏漏。這種“規(guī)范內(nèi)嵌”模式顯著提升了設(shè)計(jì)合規(guī)性與效率。

2）多專業(yè)協(xié)同的深度支持
通過DGN文件格式與iModel協(xié)同技術(shù)，OpenRoads實(shí)現(xiàn)了土木、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)等多專業(yè)的模型整合與數(shù)據(jù)互通。在深圳某綜合管廊項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用OpenRoads的沖突檢測與工程量統(tǒng)計(jì)功能，提前發(fā)現(xiàn)管線交叉沖突23處，減少施工階段變更成本超500萬元。

3）與國產(chǎn)軟件的生態(tài)兼容
OpenRoads支持與國產(chǎn)BIM平臺(tái)（如廣聯(lián)達(dá)、PKPM）的數(shù)據(jù)交互，并通過LumenRT可視化引擎與SuperMap GIS系統(tǒng)無縫對(duì)接，助力“BIM+GIS”在智慧交通中的應(yīng)用。此外，其開放的API接口為二次開發(fā)提供了可能，例如某設(shè)計(jì)院基于OpenRoads開發(fā)了自動(dòng)化征地拆遷分析模塊，將方案評(píng)估周期縮短了40%。
這一工具的應(yīng)用表明，本土化BIM平臺(tái)不僅能解決“水土不服”問題，還可通過定制化功能推動(dòng)正向設(shè)計(jì)從概念走向?qū)嵺`。

BIM建模、翻模與正向設(shè)計(jì)代表了BIM技術(shù)從工具化應(yīng)用到流程革新的不同階段。當(dāng)前，國內(nèi)BIM發(fā)展仍處于“翻模主導(dǎo)、正向探索”的過渡期，但技術(shù)迭代與政策支持正加速行業(yè)轉(zhuǎn)型。未來，隨著AI、云計(jì)算等技術(shù)的深度融合，BIM正向設(shè)計(jì)將成為行業(yè)主流，推動(dòng)建筑業(yè)向智能化、可持續(xù)化方向升級(jí)。

在BIM正向設(shè)計(jì)的普及過程中，CNCCBIM OpenRoads等本土化工具的價(jià)值已初步顯現(xiàn)。其通過規(guī)范集成、協(xié)同優(yōu)化和生態(tài)兼容，為交通工程領(lǐng)域的全流程BIM應(yīng)用提供了可行路徑。未來，隨著更多行業(yè)定制化工具的涌現(xiàn)，BIM技術(shù)將加速從“試點(diǎn)項(xiàng)目”向“常規(guī)操作”轉(zhuǎn)型。

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