数字建筑设计典型应用

       当前，数字建筑的典型应用主要涵盖协同设计、智能生产、智慧工地、智慧运维、智能审查、绿色建造六大场景，借助数字建筑领域新技术，不断推动数据资源在规划设计、施工、运维等工程建设全过程中的流通，引领建筑全生命周期项目管理提质增效，赋能建筑行业转型升级。

       01协同设计

       建筑工程设计阶段具有高度跨学科的特点，涉及到建筑、结构、机电等不同专业背景、不同专业视角的协同设计和建筑模型数据集的共享交换。传统设计模式中多方协同主要基于二维图纸和文档的频繁交换，数字建筑则通过构建三维信息模型及环境，实现跨专业数据协同和信息共享。

       基于 BIM 和协同平台实现多专业协同。

       数字建筑集成建筑、结构、机电多专业知识，利用 BIM 技术对统一的三维数据模型进行建模仿真，并实时更新模型设计变更动态，实现建筑工程协同工作信息共享。结合当前国内建筑设计企业工作模式现状，可通过底图参照、合并工程、链接模型以及服务器协同等多种工作方式，满足专业内与专业间相互提资，从而有效提升参与者间的交流协作效率和设计质量，避免由于设计冲突产生的施工进度滞后、成本超支等问题，同时也有利于项目设计阶段的规范化管理。伴随国内数字建筑方面政策的加速推进以及BIM技术的广泛应用，已有大量工程项目采用全专业协同设计软件进行探索与应用。

       基于标准化数据实现软件之间的互操作性。

       数据级协同基于信息数据化、数据模型化、模型通用化的理念，以建筑工程项目的各项信息为数据依托，建立三维建筑信息模型。利用BIM技术，采用标准化模型数据为中心的协同方式，可通过软件间专有数据格式下的直接信息读取或输出中立数据格式进行数据共享交换，实现全专业软件间的数据兼容和流通，有利于重塑全专业设计流程，颠覆传统的文件级设计模式。

       02智能生产

       新型建筑工业化生产带动传统建筑生产模式向自动化、数字化方向发展，利用数字建筑无缝连接BIM设计、工厂生产阶段，使BIM设计模型通过数据转换直接驱动各类数控加工设备，实现数据驱动设备自动化生产，推进构件生产管理的标准化和精细化，促进工厂生产线的智慧化升级。

       设计、工厂生产无缝对接。

       在建筑工业化、数字化背景下，设计生产一体化是装配式建筑行业转型升级的必经之路。通过基于BIM设计数据的数据转换技术，实现工厂生产设备直接读取并识别源自设计端的BIM 深化设计数据，进行构件生产排产，完成后续生产计划制定、原材料用量计算、生产完成情况更新等，指导工厂构件生产管理，实现从前端深化设计到后端高效精准生产过程中设计信息与加工信息的无缝对接及共享，优化工厂管控流程。

       生产物料智能加工管理。

       采用数字化加工制造技术，实现自动化钢筋生产线和智能混凝土搅拌站，确保物料的加工质量和生产进度。根据构件生产计划通过算法自动计算钢筋、混凝土等生产物料用量，结合云服务、大数据、物联网、智能控制等核心技术，对物料的生产订单、出入库、废料余料、加工等业务环节进行管理，从而提高原材料利用率，优化物料管理流程，减少管理成本，显著提高物料加工厂的生产效率和可视化、精细化管理水平，为高效、有序生产奠定了坚实的基础。

       工厂自动化生产流程管理。

       基于数字建筑相关技术，实现工厂生产线的数字化管理。在底层集成生产线或生产设备的 MES系统，顶层集成项目订单和物料供应链的ERP系统，结合PDA、RFID及各种传感器等物联网应用，根据生产任务直接驱动各类数控加工设备完成生产工序和生产质检，实现信息系统与现场设备的无缝对接。将构件的生产计划、任务排程、工艺管理、生产过程和生产设备的数据采集、监控、计算和信息反馈服务进行整合，达到标准化生产线的无人值守自动生产，实现预制构件生产效率和质量的显著提升，有利于工厂生产线向精细化、规模化方向升级。

       智能堆场管理。

       利用 BIM、GPS、无线通信等多技术融合，结合构件信息、堆场情况等因素完成构件入出库引导、构件堆场BIM模型展示、构件盘存、定位等智能化管理，实现堆场设备的自动化作业，大幅提高堆场的运作效率，降低运营成本，提升堆场的智能化管理水平。

       03智慧工地

       智慧工地运用数字建筑相关技术，对施工现场全生产要素进行实时的一体化管控，辅助施工企业的科学分析和决策，全面提升建设施工的效率、质量和安全，助推工程建设管理的精细化、智慧化、高效化。

       施工现场人员管理。

       由于施工现场环境复杂，劳务人员众多且流动性强，为现场人员管理带来较大的难度和风险。借助物联网、AI动态识别、无线定位等技术实现人员基本信息共享、快速考勤和指挥协调等人员综合管理。在人员基本信息共享方面，利用数字建筑技术将分包企业、总承包企业、政府监管部门紧密连接起来，实现工人职业履历、劳动合同、考勤明细、奖惩记录等基本信息的多方数据互通、信息共享。在快速考勤方面，采用广角摄像头全面覆盖进出场通道，远距离抓取面部信息，自动检索人员身份，实现上数字建筑发展白皮书（2022年）24班不排队、考勤不作假、访客防擅闯、通行更快捷，有效提高考勤效率，规范考勤秩序。在指挥协调方面，利用基于物联网技术的智能安全帽，集成拍照、录像、GPS定位、视频通话、视频监控、语音播报及报警联动终端，对佩戴人员的行驶轨迹状态进行监测，实现现场作业实时监控及远程指挥，提升对施工现场人员的综合管理水平。

       施工现场设备管理。

       数字建筑的出现为塔吊等建筑工程机械设备的高效、科学管理提供了有力的技术支撑，有效减少和预防了安全事故的发生。一是，通过前端摄像头及监控传感器等物联网技术进行数据采集，可对施工现场塔吊运行过程中关键数据进行实时监测，包括起吊重量、高度、幅度、回转、力矩等数据，实时掌控塔吊的运行状态。二是，利用三维群塔防碰撞算法和塔臂区域保护机制，监视塔机的运行状态，防止碰撞发生，并根据实时监测信息自动判断异常，报告相关安全隐患，以便于项目及时处理。三是，通过对施工现场设备的远程监控，便于项目管理人员查看设备的实时数据、报警记录、工效分析等多维度分析数据，随时随地了解现场情况，及时进行远程沟通，实现对设备的实时精准管控，保障工地的安全生产。

       施工现场物料管理。

       借助 AIoT 技术实现对施工现场大宗物资验收的智能管控。通过在施工现场地磅周边及磅房内部安装红外对射仪、摄像头、工控机、高拍仪、UPS电源、磅单打印机等硬件，对物料进行快速入库验收、验收记录抓拍、一次过磅打印磅单等自动化、智能化管控，实现过磅现场实时情况的可视化、可追溯、可留存，有效避免人为因素造成的材料亏损，提升现场人员的过磅效率，同时通过对业务数据进行准确、实时收集，加强业务单据标准化管理，助力施工现场物资的精细化、高效化管控。

       施工现场质量管理。

       建筑工程项目施工规模较大、工序复杂，借助数字建筑可强化施工关键环节的质量控制，确保施工过程满足质量管理要求。以BIM模型为载体，数字化集成质量检查项维护、质量检查计划制定、过程实测实量数据采集、质量问题生成及整改、检查数据统计查询、分析预警等管理内容，贯穿质量问题的检测、分析、整改、复查等环节，对施工全过程质量进行严格监控和可视化展示，严把质量关，做到管理留痕，保证项目可控、在控、受控。

       施工现场安全管理。

       综合运用数字建筑领域技术手段，实时监控施工现场各监管要素的安全状态，实现快速发现、整改、复查安全隐患信息，有效预防和减少安全事故的发生。通过在施工现场安装鹰眼摄像机、球形摄像机、枪式摄像机等物联网终端进行数据采集，将现场视频数据传输到项目总控中心，实现施工场地实时监控无死角覆盖、远程查看施工实况、记录历史录像进行留存取证等。利用AI摄像头监测事件联动，协同智能广播、遥控寻呼话筒等方式有效提醒现场施工人员及时纠正，实现远程生产指挥调度，提高工人安全意识，保障现场施工安全。

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