[发明专利]一种可实施正向建设工程的数字化设计与虚拟建造方法

说明书

本发明提供了一种可实施正向建设工程的的数字化设计与虚拟建造方法，建立虚拟建造系统创建工程三维虚拟建造模型，包括立项、规划、设计、建造、运维项目全生命期的合规性三维空间数字化设计建造模型，构成设计建造构造数据库，进行虚拟建造，成果输出项目三维结构数据库，输出的施工模型、施工图及工艺完全一致,达到图模合一和信息集成传递，再虚拟验收，发布施工图，实施正向建设流程；该方法通过数字化空间设计与虚拟建造、集成式成果交付、三维结构数据库、云协同设计施工、各类信息及时采集、传递与共享的正向建设技术，进行基于建设工程本体构造的数字化虚拟建造，实现下游各参建方基于同一个虚拟建造模型协同设计与协同施工。

技术领域

本发明属于工程建设信息技术领域，具体涉及一种可实施正向建设工程的的数字化设计与虚拟建造方法。

背景技术

在工程建设行业，2002年，市场主流厂家最先提出BIM理念，并携BIM软件系统进入建设行业市场，声称BIM软件系统可完成建设项目的三维建筑信息模型设计，以弥补AutoCAD二维设计的不足；但由于该BIM技术的系统缺陷；二维设计与BIM设计在底层系统上一直没有建立逻辑关连关系，两者在设计与施工、施工与运维阶段相互脱节，无法实现BIM项目全生命期最重要的信息传递与共享。目前BIM系统及厂家并没有兑现它当初的承诺，BIM技术仍然停留在根据二维图纸进行翻模和三维可视化应用层面，导致整个建设领域BIM技术信息化应用长期不能落地而停滞不前。

实际应用中，主流BIM-基于二维图纸翻模的体块BIM，体块模型无构造细节，设计阶段无信息采集，由于AutoCAD二维设计系统缺乏有效的设计错误检查机制，根据二维图纸翻制的模型“继承”了图纸中可能存在的错误，致使BIM技术仍然无法摆脱粗放式管理模式。

2017-2018年，BIM厂家通过学术界又提出正向设计理念这一新的BIM应用形式，拟改变其先二维设计后翻模广受病垢的应用方式，试图以“空间设计”的方式改变之前无法实现“设计与施工关联”、“施工与运维关联”、“图模合一”、 “数模一体”、“信息传递与共享”的弊端及应用瓶颈，有一点没有变，仅处于设计阶段的正向设计代价太大，仍然无法实现下游各参建方未能基于同一个BIM模型的协同设计与协同施工。

BIM是基于二维图纸的翻模技术，设计阶段未进行信息采集，体块模型缺少构造细节，设计与施工脱节，施工与运维脱节，形成建设各阶段信息孤立；BIM技术无法做到限价设计，事先确定建设标准和项目总投资；BIM不能实施根据二维图纸的空间协同设计，且无法直接对接施工设计，无协同前置机制；BIM应用需要借助第三方平台导入翻制的模型进行施工管理工作，如出现现场设计施工变更，平台与BIM施工模型之间无法实现数据的双向流通，管理效率低下；BIM技术无法实现项目设计、施工模型的唯一数据源，施工模型和施工图纸分别是两套数据，两者在逻辑上缺乏一致性，因此，无法完成图模合一和信息集成传递；造成BIM的工作常态“边设计、边施工、边整改”（设计、工程变更）会伴随项目施工全过程，直到竣工；BIM技术已被证实完全无法满足室内外装饰装修阶段的信息化深度应用，形成建设过程中无法逾越的信息化应用真空地带。

为弥补BIM技术缺陷，信息化应用中需编制大量的各类《标准》和《规程》来约束其行为；目前BIM技术仍无法按住建部《建筑工程设计文件编制深度规定》的要求完成达标成果交付，即设计输出：图纸及文件，无法满足图审、报建等图纸编制深度要求，建设管理流程中严重依赖设计院的二维图纸，在建设项目中无法实现全专业全构造的空间精细化设计，因此，工程建设中，应用BIM技术无法避免传统粗放式管理模式下约10%的浪费量，BIM技术无法协助企业实现数字化转型升级。

针对上述问题，需要探索现有BIM技术三维建筑信息模型设计与施工信息数据共享问题，在工程项目实际动土之前，在虚拟空间完成包括设计、建造、运维项目全生命期的合规性空间设计建造，是解决建设领域现有BIM技术应用问题的有效途径之一。

发明内容