数字化工程管理与建筑CAD图形智能识别的分析探究

苏 湘

（陕西职业技术学院,西安 710100）

0 引言

数字化管理即利用现代信息技术，如计算机、网络等，通过统计技术量化管理对象和管理行为，实现研发、计划、组织、生产、协调、销售、服务、创新等职能的管理活动和方法。数字化统计能极大地提高了计算的效率，提高了计算的精准度，有效避免人工统计的误差。采用现代信息技术能实现管理信息的共享，构建系统的管理信息网，为决策提供依据，部分智能系统还能根据各项信息，参考典型案例和专家方法，提出决策意见。总之，数字化管理能极大的提高管理水平，有利于企业高效运转，在各个领域的管理中已经得到广泛应用。在工程管理中，采用现代信息技术，进行量化管理，有利于资源的合理分配，有利于工程造价的控制，有利于工程质量的控制，提高工程管理的水平，提高企业经济效益。

1 数字化工程管理

工程管理是对工程从设想、工程实施、到工程竣工全过程的管理，主要包括前期勘察、设计管理、预算管理，招标管理，采购管理，施工管理，工程后期试运行管理等等，系统庞杂，内容繁琐，为工程管理增加了难度，引进现代信息技术，改革传统管理模式，实现数字化管理十分迫切。数字化工程管理即采用现代信息技术，对工程管理的各个环节实现数字化管理：在工程前期，对工程立项、勘察、设计等工作实现数字化管理，对建设投资单位收集的信息、勘察单位勘察的信息、设计单位的相关设计信息采用计算机统计，使用网络实现共享，为科学预算、施工计划提供充足的信息；利用网络实现招标信息的公开化，促进招标工作公平、公开进行，对投标单位的施工组织设计、工程量、报价等信息实现数字化、网络化；在施工管理过程中，对成本管理、质量管理、进度管理的各项信息使用计算机统计并进行共享，促进施工的高效进行；工程完成后，对工程的结算统计使用计算机处理更加精准，对工程验收的相关数据做好统计，使用计算机系统进行评估，能提高工程验收的科学准确性，对工程做好最后把关。

建筑CAD图形智能识别技术在工程管理中的作用主要表现在工程前期的管理。在工程管理前期的造价预算中，需要根据设计图纸，对工程量、人流物流数据、各个子项目数据进行人工估计、计算，不仅消耗大量的人力，效率低下，还有可能出现较大的误差，降低预算的科学性。利用计算机等现代信息技术，实现对CAD图纸智能识别，智能分析相关工程量数据、人流物流数据、子项目数据，在这些数据的基础上自动设计管理方案，为管理人员决策提供依据，实现建筑工程设计与施工一体化，提高施工效率，还能针对相关数据，结合市场行情做出合理的预算，提高工程造价预算的科学性。

2 建筑CAD图形智能识别技术

2.1 CAD图形智能识别技术

CAD（Computer-Aided and Design）技术，即计算机辅助设计技术，是计算机图形学与工程设计技术相结合的产物，能帮助人们进行工程或产品设计，设计者利用CAD技术将自身的逻辑判断、综合分析、创造设想，以图像的形式表现出来，能有效节省设计时间，加快设计进度，同时CAD技术的精准性为设计产品的质量提供了技术保障。CAD图形智能识别技术，即采用CAD智能提取工程量信息，进行工程量计算，对相应的人流物流分配、施工进度计划、实施计划的报表等信息进行智能分析、自动生成，还能及时反馈信息，提高工程设计的质量。

2.2 CAD智能识别技术对工程量信息的处理

CAD智能识别技术对工程量信息的处理首要前提是CAD图形文件符合自动识别的要求，对不符合要求的CAD图纸需要进行预先处理，处理的第一步是约定化处理，主要包括对CAD图形的比例进行约定，对各图层的命名、功能进行约定，对建筑施工图中钢筋专门设置图层，对其颜色、线条、非几何信息等全面描述，对墙线的尺寸、线条进行约定等。第二步是信息植入，主要是图元进行相关几何信息的植入，例如对钢筋的类型、长度、直径等信息进行植入，并保证信息准确性，不遗漏信息，信息的植入也要按照规定的格式进行。第三部是约束处理，目的在于保证工程量信息提取的唯一性。例如，CAD图形文件对同一工程实体的描述可能会有两个甚至更过的视图，CAD智能识别进行工程量信息提取时，容易重复计算或遗漏，需要对CAD图形文件实现约束法。完成对不合要求的CAD图形文件进行处理后，CAD智能识别技术能对CAD图纸设计中的数据进行自动提取，对不同的工程进行工程量累计，计算直接工程费用。

2.3 CAD智能识别技术对工程直接费的计算。

工程直接费是指在施工中消耗的、构成工程实体的各种材料等费用，工程量是工程直接费预算的主要依据。单项工程的直接费主要由土建工程费用、供水排水安装工程费用、电气安装费用等组成，其中土建工程费用比重最大，占总工程费用的百分之九十左右，土建工程又主要由钢筋工程、混凝土工程、墙体工程组成，以及另外一些辅助工程，如桩基工程等。

2.3.1 钢筋工程量

钢筋工程量按重量计算，接头的钢筋用量按照施工图计算钢筋净用量，在对钢筋工程量进行统计时，需要包括以下信息：钢筋弯钩长度，工程构建的高度和保护层厚度，通过这些信息按照计算公式计算出钢筋的总长度。此外还需要计算出相应规格的每根钢筋的重量，每根相应规格的钢筋重量等于每根相应规格钢筋的比重乘以长度，另外加上损耗。计算出钢筋总长度和相应规格每根钢筋的重量后可计算出钢筋工程量。在CAD设计图纸中需要准确标明钢筋的类型、钢筋弯钩长度、工程构建高度、保护厚度等信息，方面CAD智能识别技术提取信息，按照公式自动生成数据。

2.3.2 混凝土工程量

混凝土工程量以立方量计算，主要包括楼层地面混凝土立方量和梁柱的混凝土立方量，以及其他构件立方量，如楼梯、阳台、雨棚等零星结构。对现浇构件混凝土工程量的计算按照设计图的尺寸，计算工程实体的体积，对预制构件混凝土工程量的计算也是根据设计图的尺寸计算出工程实体的体积，另外还需加上损耗量。在CAD设计图纸中，需要标明混凝土构件及其的尺寸，方便CAD图形智能识别技术提取相应信息，按照预设计算公式计算出相应的工程量数据。

2.3.3 墙体工程量

墙体工程量根据墙实体的体积立方量计算，主要参考墙体的面积和厚度，计算出墙体体积。在CAD设计图纸中，需要对相应的图元信息进行表示，标明墙体的高度、横截面积，以及窗、门等空间的尺寸，方面CAD图像智能识别技术提取相关信息，自动生成墙体工程量数据。

2.3.4 工程直接费用计算流程

将相应的、符合要求的CAD设计图形输入系统，CAD智能识别系统开始自动识别CAD图形；将不同的工程量信息进行分别累积、计算；当系统统计完CAD设计图纸中所有工程量信息后，自动建立数据库，并自动进行验算，防止遗漏；CAD图像智能识别系统根据市场单价进行各项工程量费用的计算，如将混凝土工程量乘以一立方所需混凝土的价格，得出混凝土工程费用，最后将所有工程量统计，并计算出工程直接费。

2.4 自动生成数字化工程实施方案

建筑CAD图形智能识别系统通过对工程量信息进行提取，计算相应的工作量，计算出工程的直接费用，建立起工程量信息与人流、物流的关系网，即根据工程量和工程各类别，分析需要的人力、物力资源。在此基础上设计出合理的施工方案，根据工程实际需要合理分配人力、物力资源。

3 建筑CAD图形智能识别对工程管理的作用

3.1 优化设计

实现建筑CAD图形智能识别，首先需要对CAD设计图纸进行约定化处理，对工程量信息进行充分地统计、准确地植入，因而使用CAD智能识别系统能加强设计人员设计的全面性、准确性意识，在设计过程中自觉完善设计图；再者，CAD图形智能识别系统能检测出不合理的数据信息，反馈给设计人员，刺激设计人员对设计进行优化。

3.2 有利于科学预算

工程造价的预算主要包括直接工程费预算、间接工程费预算、计划利润、税金。工程直接费在工程造价中比重最大，对工程直接费进行有效合理的预算、控制，可以有效控制工程总造价。工程量是工程直接费计算的重要部分，与设计紧密相关，根据设计图纸对工程量进行计算能较准确地计算出工程直接费。建筑CAD图形智能识别系统能对CAD设计图纸进行工程量信息提取、统计，结合市场材料价格计算出工程直接费。CAD图形智能识别系统计算出的工程直接费基于一系列的工程具体数据的基础上，具有较高的科学性、精准性，有利于实现工程总造价预算的合理化、科学化。此外，CAD图像智能识别系统在对工程量信息进行提取、累计后自动生成数据库，并自动生成相应的人流、物流信息，有利于提高对人力、机械等投入成本预算的准确性。

3.3 有利于实现设计施工一体化

CAD图形智能识别系统能在工程量信息基础上，计算出各个子项目所需要的人力、物力资源，计算出完成子项目需要的时间，设计出施工方案和施工进度计划，形成数字化的管理方案，根据工程需求，合理调配人力、物力资源，利用有限的资源实现工程高效的运转。CAD图形智能识别系统自动设计的施工、管理方案是在设计的基础上进行，能有效避免设计与施工的脱节，实现设计施工一体化。

4 结束语

CAD图像智能识别系统能自动提取工程量信息，进行工程量计算和工程的直接费计算，对工程前期的设计管理、预算起着有效的促进作用，为工程的施工提供有效方案，有利于提高工程的管理水平，提高工程的效率，实现设计施工一体化。但是目前国内的CAD智能识别系统还不完善，需要我们进一步开发。CAD图像智能识别是只实现工程管理数字化的一部分，全面实现工程管理数字化将大大提高工程管理的水平，实现对工程造价、工程质量的有效控制，促进工程的高效进行。

[1]陆再林.基于图形理解的建筑工程量信息获取原理、方法及其应用研究[D].浙江大学2002

[2]高峰.产品形式的“数字建构”——当代高技派建筑的数字化设计趋向简析[J].建筑师.2010(02)