CN111651818A - 一种bim模型快速变更方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种BIM模型快速变更方法，包括如下步骤：将BIM模型分解成工作包，读取工作包中的模型图元实体信息、获取材质和几何属性；根据工程量计算规则，生成工程量清单；其中，工程量计算规则包含了对统计单位、统计算法、以及数据类别的定义；以工程量清单为基础，根据定义的劳动定额、工序之间的逻辑约束关系、总资源的约束条件算出劳动时间，建立进度计划。本发明在模型上进行变更内容的体现的同时，可以直接得出变更所产生的工程量、成本、进度的变化等。
Description
技术领域
本发明属于变电站三维建模技术领域，特别涉及一种BIM模型快速变更方法。
背景技术
近年来，随着我国住房和基础建筑的高速发展，工程建设要求从规划建造时期走绿色、节能、高效和可持续发展的道路。借助以信息化技术为工具实现施工企业自身信息化建设，精细化管理，提升项目管理水平，提高项目管理效率一直是建设施工企业关注的焦点和目标。但是在这场热潮中随着对信息化技术应用的不断加深，技术应用的深度也在不断加强。全面规划和顶层设计，项目信息处理，项目集中型管理，协同工作，数据汇总分析等高集成平台级应用的需求越来越强烈，并最终为实现智慧化建设提供强有力的支撑。BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技术得到越来越多的应用，其是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。伴随国家数字化、信息化发展的步伐，传统的变电站工程实施模式所体现出的工程周期长、资源消耗大等特点已经不能满足产业发展的需求，因此亟待探索出既能够保障甚至提升变电站工程实施质量、安全等效果，又能够降低工程实施成本、缩短工程实施周期的新方法。
2017年全国基建行业已有超过90％的项目应用BIM技术，民建项目有超过80％应用BIM技术；BIM技术在国内的迅速发展使得项目各方的迅速反应显得刻不容缓。对于项目变更的传统处理方式是通过手动变更BIM模型及相关参数设置来计算及处理变更的影响结果，这样的变更更新方式仅能在模型中体现出设计方案样式、外观的改变，无法体现出方案变更所带来的成本、进度等各方面的影响。
发明内容
本发明提出一种BIM模型快速变更方法，在模型上进行变更内容的体现的同时，可以直接得出变更所产生的工程量、成本、进度的变化等。
本发明具体为一种BIM模型快速变更方法，具体包括如下步骤：
步骤(1)、将BIM模型分解成工作包，读取工作包中的模型图元实体信息、获取材质和几何属性；
步骤(2)、根据工程量计算规则，生成工程量清单；其中，工程量计算规则包含了对统计单位、统计算法、以及数据类别的定义；
步骤(3)、以工程量清单为基础，根据定义的劳动定额、工序之间的逻辑约束关系、总资源的约束条件算出劳动时间，建立进度计划。
进一步的，BIM模型的构建包括以下步骤：
步骤a、对所需建筑模型进行设计；
步骤b、对模型的拓扑结构进行解析；
步骤c、根据模型解析结果进行信息补充和误差校正；
步骤d、模型造体；
步骤e、对相似图元进行合并；
步骤f、得到初步BIM模型；
步骤g、模型三角化；
步骤h、数据渲染；
步骤i、场景组织空间索引；
步骤j、剔除遮挡；
步骤k、渲染队列排序；
步骤l、批量绘制。
进一步的，所述BIM模型快速变更方法用于变电站工程实施现场数字化管理***，所述数字化管理***采用三层架构，包括数据访问层、业务逻辑层和表示层；所述数据访问层采用Dapper框架，用反射动态数据绑定；所述业务逻辑层负责对数据的操作，处理数据业务逻辑；所述表现层采用LigerUI框架，提供统一的用户界面；所述数据访问层对后台服务器数据库存储的变电站施工工程的相关数据进行访问，包括权限控制单元、模块配置单元、账号管理单元、数据转换单元、监控日志单元、属性提取单元和智能分析单元；所述业务逻辑层对数据访问层获取的变电站施工工程的相关数据进行处理，包括模型导入单元、构件属性单元、资料挂接单元、进度分析单元、二维码单元、构件信息单元、资料管理单元、沙盘动画单元、模型操作单元、模型进度单元、自动报告单元、碰撞检查单元、动画漫游单元、巡检图钉单元和资料提取单元；所述表现层将业务逻辑层处理后的变电站施工工程相关的数据结果在用户界面进行显示，包括招投标单元、网络图单元、资料归档单元、巡检报告单元、进度计划单元、任务管理单元、问题协作单元、技术方案单元、进度提醒单元、监测预警单元、验收记录单元、实名管理单元、资源管理单元、设备管理单元、质量评分单元、安全检查单元、资源控制单元、监控管理单元和质量控制单元。
本发明与现有技术相比，有益效果是：针对变电站工程的BIM模型，研究出新的处理方法，结合电力电气专业知识，通过建立项目样板、企业族库、企业实施标准等方法，实现工程变更信息的半自动化处理，即在模型上进行变更内容的体现的同时，可以直接得出变更所产生的工程量、成本、进度的变化等。
附图说明
图1为本发明BIM模型构建流程图；
图2为基于BIM技术的变电站工程实施现场数字化管理***的架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种BIM模型快速变更方法的具体实施方式做详细阐述。
本发明一种BIM模型快速变更方法，具体包括如下步骤：步骤(1)、将BIM模型分解成工作包，读取工作包中的模型图元实体信息、获取材质和几何属性；步骤(2)、根据工程量计算规则，生成工程量清单；其中，工程量计算规则包含了对统计单位、统计算法、以及数据类别的定义；步骤(3)、以工程量清单为基础，根据定义的劳动定额、工序之间的逻辑约束关系、总资源的约束条件算出劳动时间，建立进度计划。
如图1所示，BIM模型的构建包括：对所需建筑模型进行设计；对模型的拓扑结构进行解析；根据模型解析结果进行信息补充和误差校正；模型造体；对相似图元进行合并；得到初步BIM模型；模型三角化；数据渲染；场景组织空间索引；剔除遮挡；渲染队列排序；批量绘制。
本发明BIM模型快速变更方法用于变电站工程实施现场数字化管理***，如图2所示，所述变电站工程实施现场数字化管理***采用三层架构，包括数据访问层、业务逻辑层和表示层；所述数据访问层采用Dapper框架，用反射动态数据绑定；所述业务逻辑层负责对数据的操作，处理数据业务逻辑；所述表现层采用LigerUI框架，提供统一的用户界面。
所述数据访问层对后台服务器数据库存储的变电站施工工程的相关数据进行访问，包括权限控制单元、模块配置单元、账号管理单元、数据转换单元、监控日志单元、属性提取单元和智能分析单元；所述业务逻辑层对数据访问层获取的变电站施工工程的相关数据进行处理，包括模型导入单元、构件属性单元、资料挂接单元、进度分析单元、二维码单元、构件信息单元、资料管理单元、沙盘动画单元、模型操作单元、模型进度单元、自动报告单元、碰撞检查单元、动画漫游单元、巡检图钉单元和资料提取单元；所述表现层将业务逻辑层处理后的变电站施工工程相关的数据结果在用户界面进行显示，包括招投标单元、网络图单元、资料归档单元、巡检报告单元、进度计划单元、任务管理单元、问题协作单元、技术方案单元、进度提醒单元、监测预警单元、验收记录单元、实名管理单元、资源管理单元、设备管理单元、质量评分单元、安全检查单元、资源控制单元、监控管理单元和质量控制单元。
所述变电站工程实施现场数字化管理***对变电站施工项目进行项目划分和结构分解，并对分解出来的工作模块进行详细编码；工作模块组合确定后对分项工程进行明确，在明确后形成分项工程、分部工程，这些不同类型的工程也被纳入在数字化管理中。
碰撞检查、净高分析解决方案
用户难点：碰撞检查与净高分析是建筑工程中常见且非常重要的环节，传统二维图纸很难发现三维空间的碰撞与净高问题，因此像建筑与结构的碰撞(如门窗与结构梁柱)；结构与机电的碰撞(如管线穿梁柱)；机电的水暖电、消防等管线间的碰撞；空间狭小、管线密集或净高要求高的区域不满足净高要求等问题层出不穷。这种因图纸错误导致的设计变更或者返工造成的进度与成本的浪费与损失在工程项目中非常常见。而消除这些变更与返工问题就需要利用BIM的三维可视化技术进行碰撞检查与净高分析，快速找出各种碰撞与净高问题，提前深化设计、优化设计，避免施工过程中发生冲突，造成巨大的投资浪费。
解决方案：通过工作集模式，可将各专业模型集成为一个模型，采用领先且高效的三维算法，对多专业BIM模型进行三维空间碰撞检查，对因二维图纸造成的问题进行提前预警，第一时间发现和解决设计问题。
硬碰撞、软碰撞、间距碰撞多种碰撞模式，确保分析出的碰撞结果与现场施工时所产生的施工冲突相符，通过对碰撞点结果的分析，在实际施工前预先解决问题，节省工时不必要的变更与浪费。
设置孔洞生成规则，快速生成因结构墙、梁、板与机电管线碰撞的地方所需要预留的洞口，避免施工时遗漏而引起返工。对于管线密集区域，还支持整体预留洞口。
设置净高检查规则，快速检查出不符合净高要求的地方。还可以按设计净高的不同，按楼层将建筑划分为不同的净高分区，用不同的颜色填充，可快速直观的展现各净高分区的结果并导出。
碰撞结果、净高不足多，感受不直观时，通过3D虚拟漫游，查看各处的碰撞点、净高点信息，身临其境般了解问题的实际位置与情况。
对于碰撞结果、孔洞结果、净高结果，软件还支持进行分析。按照专业区分统计碰撞点，使各专业明了自己需要解决的问题数量；按照管线尺寸区分统计碰撞点，按尺寸区分解决碰撞的难易程度；根据洞口部位、管线类型统计预留洞口，明确各类型洞口数量；按照实际净高与设计净高之间的差值范围统计不符合设计净高的构件数量。
碰撞、孔洞和净高检查的结果，都支持以Word的形式导出报告。
质量安全巡检解决方案
用户难点：目前项目巡检过程形式化，实施过程中计划性不强、存档内容质量参差不齐、过程资料已丢失、负责区域责任人职责不清晰，发现问题难整改，整改流程监管难、效率低，迎检资料难收集，突击补资料浪费时间和精力等问题。
解决方案：【巡检路线】智能巡检***可以支持不同时间段比如每日、每周或者每月等灵活的排班考核方式，能够按照区间预设巡检路线，或者制定工作计划。巡检点设置完之后，可以生成巡检路线，这样人们的工作就会更加井序有然、高效便捷。【巡检定位】对于巡检人员采用移动端自动定位进行巡检任务的确认，保证巡检人员真正到场。【巡检任务】出现异常巡检问题时，巡检人员可第一时间拍照上传，并发起协作进行整改，让相关人员第一时间知晓情况。【巡检报表】能够自动生成巡检日报、展示巡检日期、巡检点位、巡检人员、隐患描述等，并能导出使用。
资料管理解决方案
用户难点：施工资料的制作与管理是施工管理工作中的一项重要组成部分。施工资料是工程建设及竣工验收的必备条件，也是对工程进行检查、维护、管理、使用、改建和扩建的原始依据。为此，***与各省市***门多次强调要搞好技术资料管理工作，明确指出：任何一项工程如果技术资料不符合标准规定，则判定该项工程不合格，对工程质量具有否决权。现实当中资料的编制，特别是管理有重大问题当前整个建筑行业中施工资料的填制与管理恰恰是一个比较薄弱的环节。填制手段落后，效率低下；书写工具不合要求，字迹模糊；资料管理混乱，漏填、丢失现象严重。目前，施工资料的制作与管理，无法满足建筑工程档案整理办法的基本要求，而且制约了施工企业的进一步发展。项目资料的审批创建管理，存在管理无序，协同应用困难，并且权限划分不明确等问题比较突出。
解决思路：针对不同资料内容，提供通用性较强的模板，让用户简单更改即可用；数据实时刷新并实时汇总；可以多张表格同步编辑某些共同的内容，如带有相同项目概况的表头等；表格可智能输出打印；完整的资料树状文件夹；不同的文件夹分配不同的角色权限控制；同时支持用户自定义文件夹，新建、删除、重命名、不同的层级的父或子文件夹等等；文件管理做为其他应用场景的资料基础，要能满足其他模块关联、挂接、输出、查看等的需求，而不仅是孤立的资料放置；可检索，可追溯。
智能进度管理协同预警
用户难点：进度计划编辑困难；进度变更调整优化繁琐，工作量大；进度变化发生与发现滞后，不能及时调整协调。
解决方案：
【上传进度】：所有project的任务导入时，增加版本标签，部门标签等维度的属性，便于后续不同部门各自进行调整；
【变更比较】：选择新上传的变更计划与原计划进度进行比对，根据任务属性信息(可配置筛选规则)删除变更计划中重复的部分，高亮显示未重复部分；
【智能调整】：将未重复部分进行手动信息挂接，可以新创建挂接，也可以将原有任务资料挂接到新任务上；按时间维度此时进度计划中会显示3个版本，即原进度计划、实际实施进度、调整后进度计划，同时为修改的任务关联相关人(分为负责人、执行人、了解人、支持人等)或关联其它部门相关任务，为后续进行变更通知作准备。
【审批处理】：手动调整时修改人需要根据组织架构和审批流程提交变更审批，所生成的变更审批应支持多端预览(主要是手机端)前后进度计划计划对比，上传变更情况说明附件等，向服务器提交审批流程。
【审批环节】：按流程，相应权限负责人对变更进行审批。如果通过则顺利转第6步，如不通过支持编辑文字意见退回给联系人，同时提供干系人联系方式，可直接电话沟通，退回修改再行提交；如果公司要求线下存档，则发起人可打印相关变更记录单，给关键人签字留档。
【更新生效】：此时新的变更计划正式生效，原计划不再显示，而是作为历史记录留存在后台进度版本数据库文件中，发起人可以为本次变更流程上传相关线下文件的电子版作线上留档。
【通知更新】：需要进行***广播，此处需要说明的是，同一个任务，不同角色的用户提醒方式与重要程度要进行区分，即负责、执行、了解、支持等角色需要收到不同程度的提醒，此时本变更基本完成，但可能引发其它支持部门的相应变更(如生产部门生产计划调整后，合同、采购部门相应计划需要作相关调整)，此处需要说明的一点，即受本次变更影响发起的变更，需要可以灵活通知到原始变更发起人(当然也存在线下沟通完成的情况不需要重复通知)。
成本控制解决方案
实现精细规划管理，以BIM平台为核心，集成土建、钢筋、安装各专业模型，根据施工过程中关联的进度、合同、成本、物料等信息。利用BIM模型的形象直观、可计算分析的特性，为项目的进度、成本管控、物料管理等提供数据支撑，协助管理人员有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更，缩短工期、控制成本、提升质量的目的，强大的5D数据库支撑，任意时间维度提取数据，统计资源，分析成本，多算对比，实现真正的建造精细化管理。
模型性质管理：对于不同阶段的模型，产生对应不同的数据，为各阶段的数据分析奠定基础；
【分包合同管理】：及时反映成本中各种分包的成本，掌握成本的数据，为实际成本发生额做数据基础。
【量价分析模块】：将模型的量和价紧密的连在一起，模型构件的变动，能随时反馈构件的价格变动，数据灵活展示。支持对工料机价格的调整，可了解工程的真实数据。
【资源分析模块】：通过三个阶段的数据分析，实现三算对比，实时掌握工程盈利的真实情况。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (3)
1.一种BIM模型快速变更方法，其特征在于，所述BIM模型快速变更方法具体包括如下步骤：
步骤(1)、将BIM模型分解成工作包，读取工作包中的模型图元实体信息、获取材质和几何属性；
步骤(2)、根据工程量计算规则，生成工程量清单；其中，工程量计算规则包含了对统计单位、统计算法、以及数据类别的定义；
步骤(3)、以工程量清单为基础，根据定义的劳动定额、工序之间的逻辑约束关系、总资源的约束条件算出劳动时间，建立进度计划。
2.根据权利要求1所述的一种BIM模型快速变更方法，其特征在于，BIM模型的构建包括以下步骤：
步骤a、对所需建筑模型进行设计；
步骤b、对模型的拓扑结构进行解析；
步骤c、根据模型解析结果进行信息补充和误差校正；
步骤d、模型造体；
步骤e、对相似图元进行合并；
步骤f、得到初步BIM模型；
步骤g、模型三角化；
步骤h、数据渲染；
步骤i、场景组织空间索引；
步骤j、剔除遮挡；
步骤k、渲染队列排序；
步骤l、批量绘制。
3.根据权利要求1所述的一种BIM模型快速变更方法，其特征在于，所述BIM模型快速变更方法用于变电站工程实施现场数字化管理***，所述数字化管理***采用三层架构，包括数据访问层、业务逻辑层和表示层；所述数据访问层采用Dapper框架，用反射动态数据绑定；所述业务逻辑层负责对数据的操作，处理数据业务逻辑；所述表现层采用LigerUI框架，提供统一的用户界面；所述数据访问层对后台服务器数据库存储的变电站施工工程的相关数据进行访问，包括权限控制单元、模块配置单元、账号管理单元、数据转换单元、监控日志单元、属性提取单元和智能分析单元；所述业务逻辑层对数据访问层获取的变电站施工工程的相关数据进行处理，包括模型导入单元、构件属性单元、资料挂接单元、进度分析单元、二维码单元、构件信息单元、资料管理单元、沙盘动画单元、模型操作单元、模型进度单元、自动报告单元、碰撞检查单元、动画漫游单元、巡检图钉单元和资料提取单元；所述表现层将业务逻辑层处理后的变电站施工工程相关的数据结果在用户界面进行显示，包括招投标单元、网络图单元、资料归档单元、巡检报告单元、进度计划单元、任务管理单元、问题协作单元、技术方案单元、进度提醒单元、监测预警单元、验收记录单元、实名管理单元、资源管理单元、设备管理单元、质量评分单元、安全检查单元、资源控制单元、监控管理单元和质量控制单元。
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2020
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