提高建筑业信息化水平探索施工图BIM智能审查

彭为民，凌建宏

（南京市建设工程施工图设计审查管理中心）

1 引言

随着我国城镇化水平不断提升，建筑工程的数量以及规模逐渐扩大,建筑工程的施工图审查质量要求也越来越高。伴随着BIM技术在建筑行业逐步普及应用，工程设计数字化成果使用和交付标准出台，BIM施工图审查成为提升审查质量及效率的有效途径，为工程建设领域全面走向信息化奠定基础。

为解决施工图审查过程中的难点痛点，加快工程建设项目审批信息化，提升建设行业数字化水平，推动智慧城市建设，各地纷纷探索试点开展运用建筑信息模型（BIM）系统进行工程建设项目审查审批和城市信息模型（CIM）平台建设试点工作。南京作为改革试点城市之一，开展施工图BIM审图的技术研究与应用开发工作（见图1）。

图1 南京市BIM/CIM试点工作内容和分工

2 系统构成

根据南京市BIM/CIM试点工作要求，施工图BIM审查系统建设内容可概况为4+1，即4本配套技术导则、1个施工图BIM智能审查管理系统。

2.1 施工图BIM审查相关技术导则

建立施工图BIM审查相关的标准体系，在审查技术参数、模型交付形式和内容、模型交付数据格式等方面进行标准化管理；形成一套完整的竣工模型验收标准，对竣工模型的精度、文件格式要求、构件信息标准作出明确规定，并配套相应的审核功能菜单；围绕规建管一体化，实现与规划BIM数据标准、CIM标准的有效衔接，统一建筑信息模型应用基本要求，促进南京建筑行业BIM应用更有序和健康的发展。与南京市建设工程施工图数字化审查系统、规划BIM审查系统、CIM平台、工程建设项目审批管理平台等有效集成与衔接，实现模型共享、数据互通、功能互动。

南京市建设工程BIM智能审查管理系统配套技术导则的发布，对于南京市、江苏省乃至全国建设工程BIM智能审查具有重大意义，它具有四大特色与亮点：创新引领、覆盖全面、体系完整、标准统一。

2.2 施工图BIM管理系统

在系统研发前，开展施工图BIM审查系统进行顶层设计，明确系统总体业务架构与技术路线（见图2），阐明报审工具、审查工具与审查管理系统之间的关系，确定系统的组成部分及各部分应包含的基本功能。经过集智聚力推进，研发南京市建设工程施工图BIM审查系统顺利研发成功，实现了建筑、结构、水、暖、电、人防、消防、节能等全专业可量化强制性条文的计算机自动审查，减少了人工审查部分，实现了快速机审与人工审查协同配合；BIM室外管综数字报审模块，则实现了室外排水管网模型、海绵城市设计的在线智能审查，并率先在住宅、中小学、办公楼的项目进行了试点应用。

图2 南京市建设工程施工图BIM智能审查管理系统技术路径

施工图设计相关的规范和标准中条文有两类，一类是描述性的不可量化条文，一类是可以量化的条文，目前智能审查拆解条文以可以量化的条文为主。建筑、设备（给排水、电气、暖通）专业采用SNL进行条文拆解。结构专业与其他专业不同，直接通过结构计算引擎进行智能审查。研发技术人员在研发过程中与审图专家不断探讨，梳理条文，通过校验逐条逐段分析条文准确性。因不同规范是不同的编写组，不少规范条文有重复交叠的情况，审查专家与研发人员共同梳理，明确拆解条文，以便于智能审查条文不重复。研发中发现有些虽然是可量化的条文，但由于BIM软件建模的过程要求，看似简单的条文，难以拆解，如《民用建筑设计统一标准》GB 50352-2019第6.8.6条（强条）：“楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2.0m，梯段净高不应小于2.2m。”[1]通过校验，准确性仅20%～30%。拆解条文是一个对规范/标准条文的理解与认识过程，研发人员和审查专家对条文的理解会有差别，需要不断讨论，另外拆解也是具有客观上的主观性，拆解的准确性依赖于研发人员和审查专家对条文的理解程度。

3 关键技术

3.1 智能审查引擎

智能审查引擎分通用版、结构版，基于领域知识的建模分析，研究精确和概率方法相结合的大规模BIM模型语义检查方法，实现检查方法的自动、高效、智能，支持系统级的BIM模型自动语义检查。建筑语义模型包括构件及其类型，构件的属性，构件之间的连接/相邻/从属关系等，建筑规范的结构化自然语言（SNL）能够被机器识别，易于理解，便于定制规则和确认规则的正确性。

3.2 轻量化模块

系统基于B/S架构的轻量化模型浏览系统，功能的设计原则为继承与发展，保证BIM信息模型的完整性。通用工具有模型视图浏览、视图显示控制查看、测量工具、设计资料等全面辅助用户深入了解模型信息。

本项目审查具有以下特点：零客户端，轻量化浏览，使用简单；全信息模型一体化，信息完整充分；模型、视图、符号化融合；信息模型、设计资料集中管理；BIM模型的多方式浏览；各种工具使用简单明了，实用价值高。

3.3 模型对比技术

3.3.1 模型比对

调用CIM基础平台的模型比对功能接口，验收人员在系统中点击对比，出现左右两个窗口，将对施工模型与竣工模型进行对比，比较变更部位。方便验收人员随时获取整个项目施工设计图纸变更部位。

3.3.2 差异显示

对比两个版本模型后，将发生变化的部分进行特殊标记显示，显示变更部分的类型：尺寸变更，位置变更等，且标记显示方式支持自定义。

3.3.3 变更参照

提供以接口形式的对接基于CIM的变更管理模块，实现工程建设的变更单与施工模型的对应关联；提供基于BIM模型变更单管理的模型比对参照。竣工模型与施工模型进行比对时，进行差异显示特殊标记，对于标记出来的差异进行分析，若是变更引起的差异则以关联在施工模型上的变更单为准，查看变更单作为模型差异的参考评定依据，提供支持施工模型在与竣工模型比对的过程中自动预警，自动提示发生变更信息。

3.4 自主可控的数据标准

基于南京市统一BIM数据标准研发施工图宁建模（NJM）数据格式，扩展施工图设计、竣工验收阶段的构件几何、属性信息等。NJM数据是经过轻量化的BIM数据格式，能确保信息无损流转，解决BIM模型浏览对硬件要求高，卡顿等问题。运用南京自主BIM格式“宁建模”，实现横向数据流转对接，纵向数据汇交共享，使未来流转到CIM平台的数据安全可控，保障国家信息安全。

4 系统拓展

“南京市建设工程BIM智能审查管理系统”一期完成了302条规范条文与审查要点的拆解，系统已于2021年3月1日正式上线试运行，标志着施工图BIM智能审查迈出了扎实的一步。虽然离全部条文拆解还有一定的距离，但考虑到部分规范条文为概念设计要求，定性而不定量，不能准确的拆解成机器语言，且国家各类规范、标准随时代发展又在不断更新，为实现更高水平的施工图BIM智能审查，还需不断探索研究。自系统上线以来，已有多个项目报审，同时取得施工图审查合格证和BIM智能审查通过告知书。经过这些项目的审查发现，系统中或多或少还存在一定的问题，其中有BIM软件建模的问题，有智能审查系统研发问题，也有设计人员对相关BIM软件熟悉掌握、运用程度不够熟练等原因，研发人员和审查、设计人员经过深入研究探讨，不断优化完善系统，也为第一代国产BIM软件的版本迭代升级提供了条件。

5 结语

南京市探索建筑工程施工图设计BIM智能审查，目前是“人审机辅”模式，随着技术的进步，机器学习水平提升，未来将是“机审人辅”，BIM技术贯穿建筑工程全生命周期，BIM智能审查系统一期建设将验收，我们探索的步伐不会停滞，将有更多的强制性条文和审查要点拆解成机器语言，绿色建筑、装配式建筑融入BIM智能审查系统。

2021年是国家“十四五”开局之年，处于新发展阶段，在构建新发展格局，我们要具有新发展理念，推动建筑行业高质量发展。随着建筑设计采用BIM技术推广和深入，智能化审查是建筑行业未来的发展方向。南京市建设工程BIM智能审查管理系统将会进一步完善，不断提高南京市建设工程信息化水平，为南京市高质量发展打好坚实基础。