基于BIM技術(shù)的施工圖智能審查實(shí)施策略

作者簡(jiǎn)介：張曉恒（1993-），男，碩士，工程師。研究方向?yàn)锽IM技術(shù)應(yīng)用。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.12.045

摘? 要：建筑信息模型（BIM）技術(shù)在我國建筑行業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，尤其是在房建施工圖審查環(huán)節(jié)。該文從傳統(tǒng)施工圖審查存在的問題出發(fā)，分析BIM施工圖審查與傳統(tǒng)審查方式之間的聯(lián)系，并調(diào)研目前國內(nèi)開展BIM施工圖審查的城市，通過對(duì)比分析關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)異，分析BIM技術(shù)在施工圖審查中的優(yōu)勢(shì)，闡述BIM智能審查技術(shù)的實(shí)施策略，為業(yè)內(nèi)開展施工圖智能審查提供思路和方向。

關(guān)鍵詞：BIM；審查方法；智能審查；施工圖；實(shí)施策略

中圖分類號(hào)：TU712? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）12-0193-04

Abstract： Building Information Model（BIM） technology is increasingly widely used in China's construction industry， especially in the review of construction drawings. Starting from the problems existing in traditional construction drawing review， this paper analyzes the relationship between BIM construction drawing review and traditional review methods， and investigates the cities that carry out BIM construction drawing review at present. By comparing and analyzing the excellence of key technologies， this paper analyzes the advantages of BIM technology in construction drawing review， and expounds the implementation strategy of BIM intelligent review technology， which provides ideas and directions for the industry to carry out intelligent examination of construction drawings.

Keywords： Building Information Model（BIM）; review method; intelligent review; construction drawing; implementation strategy

施工圖審查是確保工程質(zhì)量和安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于保障工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全、促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展、維護(hù)人民群眾的根本利益具有不可替代的作用。通過對(duì)施工圖紙的審核，以確保設(shè)計(jì)符合法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、工程需求。傳統(tǒng)的施工圖審查方法主要依賴人工對(duì)照?qǐng)D紙和規(guī)范進(jìn)行逐一檢查，效率低并且容易出現(xiàn)錯(cuò)漏[1]。隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)施工圖審查的效率和準(zhǔn)確性提出了更高的要求。BIM（Building Information Modeling）技術(shù)作為一種全新的建筑行業(yè)信息技術(shù)，具有高度的信息集成、可視化、模擬分析能力，將其應(yīng)用于施工圖審查具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2-3]。

1? 施工圖審查現(xiàn)狀與問題

當(dāng)前施工圖審查工作主要由各級(jí)建設(shè)行政主管部門負(fù)責(zé)，審查人員包括專業(yè)技術(shù)人員和行政管理人員。主要對(duì)施工圖紙、施工組織設(shè)計(jì)、施工方案等方面的審查。審查的方法主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合部分計(jì)算機(jī)輔助審查工具。隨著行業(yè)的發(fā)展，審查人員的專業(yè)素質(zhì)逐漸提高。越來越多的建筑師、工程師、技術(shù)人員參與到施工圖審查工作中，提高了審查的質(zhì)量和水平，在保障工程質(zhì)量安全方面取得了一定的成效，但仍存在以下幾方面痛點(diǎn)[4-6]。

審查標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：我國目前尚未形成完整的施工圖審查標(biāo)準(zhǔn)體系，審查人員在實(shí)際操作中缺乏明確的依據(jù)。施工圖審查方法主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)，且容易受到主觀因素影響，不同地區(qū)或不同類型的工程可能存在審查標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況，導(dǎo)致審查結(jié)果存在差異。

人力資源不足：專業(yè)的審查人員數(shù)量不足，施工圖審查周期較長(zhǎng)，大量的重復(fù)性人工勞動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致審查質(zhì)量和效率受到影響。

溝通協(xié)作不暢：施工圖審查涉及多個(gè)專業(yè)和部門，各相關(guān)部門之間的溝通協(xié)調(diào)機(jī)制不健全可能導(dǎo)致審查過程中的信息傳遞不暢，主管部門無法及時(shí)獲取施工圖審查過程中各環(huán)節(jié)存在的問題，對(duì)施工圖設(shè)計(jì)、審查質(zhì)量的真實(shí)情況難以準(zhǔn)確掌握，最終導(dǎo)致審查工作效率較低。

2? BIM智能審查與傳統(tǒng)施工圖審查

BIM技術(shù)與施工圖審查之間存在著緊密的聯(lián)系，BIM技術(shù)的應(yīng)用極大地改變了傳統(tǒng)施工圖審查的方式和效率。BIM智能審查與傳統(tǒng)施工圖審查之間存在如下的關(guān)系。

BIM智能審查是在傳統(tǒng)施工圖審查基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。傳統(tǒng)的施工圖審查主要包括對(duì)圖紙的合規(guī)性、準(zhǔn)確性及構(gòu)件之間的碰撞和沖突進(jìn)行人工檢查。而BIM智能審查則是利用BIM模型中的豐富信息，通過計(jì)算機(jī)程序基于BIM模型進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的分析和審查。這使得審查過程更加高效、準(zhǔn)確，有助于提高建筑項(xiàng)目的質(zhì)量和效益。

BIM智能審查與傳統(tǒng)施工圖審查在目標(biāo)上具有一致性。無論是傳統(tǒng)施工圖審查還是BIM智能審查，其目的都是確保施工圖紙符合國家法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范，保障建筑項(xiàng)目的質(zhì)量和安全。BIM智能審查雖然在技術(shù)手段上與傳統(tǒng)施工圖審查有所不同，但在追求審查質(zhì)量方面完全一致。

BIM智能審查在傳統(tǒng)施工圖審查的基礎(chǔ)上提高了審查效率。傳統(tǒng)的施工圖審查過程依賴于人工對(duì)照?qǐng)D紙和規(guī)范進(jìn)行逐一檢查，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且容易遺漏。而BIM智能審查利用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)進(jìn)行各種空間分析和幾何計(jì)算，大大提高了審查效率。通過BIM智能審查，審查人員可以更加專注于關(guān)鍵問題和復(fù)雜場(chǎng)景的審查，提高審查質(zhì)量。

BIM智能審查在傳統(tǒng)施工圖審查的基礎(chǔ)上提高了審查的準(zhǔn)確性。BIM模型包含了建筑物的所有信息，包括幾何數(shù)據(jù)、物理屬性、功能要求等。通過BIM智能審查，審查人員可以更深入地理解設(shè)計(jì)意圖，直觀地查看和分析建筑物的各個(gè)部分，提高審查的準(zhǔn)確性。

3? BIM施工圖智能審查關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比

截至目前，我國已有多個(gè)城市開展BIM施工圖審查工作，主要包括北京、上海、廣州、深圳、杭州、南京、成都和重慶等。這些城市在政策制定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、審查流程等方面各有特點(diǎn)，為我國BIM施工圖審查工作提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但采用的技術(shù)路線和審查規(guī)則處理方式也存在差異[7-11]。

3.1? 模型提交格式

各城市在BIM施工圖審查中，對(duì)模型提交格式的要求不盡相同。總體來說，主要包括以下幾種格式：①IFC（Industry Foundation Classes），國際通用的BIM數(shù)據(jù)交換格式；②XML（eXtensible Markup Language），一種可擴(kuò)展的標(biāo)記語言，主要用于BIM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換；③地方標(biāo)準(zhǔn)格式，經(jīng)過封裝后的私有數(shù)據(jù)庫格式；④其他格式如DWG、RVT等。

IFC（Industry Foundation Classes）格式是建筑信息模型（BIM）領(lǐng)域的一種開放性數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。相比于其他BIM模型提交格式，IFC格式因具有以下優(yōu)勢(shì)從而被廣泛采用。

開放性和互操作性：IFC格式是開放性的，允許不同軟件和系統(tǒng)之間的互操作，便于數(shù)據(jù)的交換和共享。

標(biāo)準(zhǔn)性：IFC遵循國際ISO標(biāo)準(zhǔn)提供了一致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和命名規(guī)則，保證了不同軟件數(shù)據(jù)的一致性。

信息全面性：IFC文件不僅包含模型的幾何信息，還包含了材料屬性、構(gòu)造細(xì)節(jié)、功能信息等多維度的數(shù)據(jù)，有助于建筑的全生命周期管理。

可擴(kuò)展性：IFC格式支持自定義擴(kuò)展，可以根據(jù)項(xiàng)目的具體需求增加新的數(shù)據(jù)元素，這使得IFC模型能夠適應(yīng)不斷變化的技術(shù)和市場(chǎng)需求。

兼容性：約有150多款的主流BIM軟件支持IFC格式，例如Autodesk Revit、Bentley Systems、Graphisoft ArchiCAD等，保證了IFC格式文件可以在不同的軟件環(huán)境中使用。

安全性：IFC文件的結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化特性使之易于管理和保護(hù)，減少了數(shù)據(jù)丟失或損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

輕量化：隨著BIM模型輕量化技術(shù)的發(fā)展，IFC格式支持模型的輕量化處理，提高在移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的處理速度。

3.2? 審查規(guī)則描述語言

各城市在BIM施工圖審查中，對(duì)審查規(guī)則語言的要求也存在差異。一般來說，審查規(guī)則語言主要包括以下幾種：①自然語言，使用自然語言描述審查規(guī)則，如中文、英文等；②腳本語言，使用腳本語言編寫審查規(guī)則，如Python、JavaScript等；③形式化描述語言，是一種用于描述工程領(lǐng)域規(guī)范條文的結(jié)構(gòu)化形式化描述性語言，能夠?qū)⒆匀徽Z言描述的規(guī)范條文轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可處理的結(jié)構(gòu)化表示，以實(shí)現(xiàn)規(guī)范描述的精確和無歧義[12-13]。

自然語言具有靈活性和多義性、描述抽象性的特點(diǎn)，不同的知識(shí)背景和經(jīng)驗(yàn)可能導(dǎo)致用戶在理解上產(chǎn)生困難，甚至產(chǎn)生歧義，不易被計(jì)算機(jī)識(shí)別和處理。腳本語言具有直觀的語法結(jié)構(gòu)，允許程序員將規(guī)范條文中隱含的規(guī)則直接轉(zhuǎn)化為代碼，這一過程無須進(jìn)行復(fù)雜的條文拆解，從而極大地減輕了開發(fā)過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度。然而，由于專業(yè)背景的限制，程序員無法充分理解規(guī)范條文的應(yīng)用場(chǎng)景，工程專業(yè)設(shè)計(jì)師缺乏計(jì)算機(jī)編程知識(shí)無法對(duì)代碼的邏輯進(jìn)行復(fù)核，由此產(chǎn)生的專業(yè)壁壘可能因?qū)彶橐?guī)則與規(guī)范不一致導(dǎo)致系統(tǒng)審查錯(cuò)誤。此外，當(dāng)規(guī)則需要更新時(shí)，由于規(guī)則與代碼的高度綁定，技術(shù)的供方往往需要重新進(jìn)行編碼，這不僅增加了維護(hù)成本，也降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

相比于上述2種描述語言，GB/T 36456.3—2018《面向工程領(lǐng)域的共享信息模型 第3部分：測(cè)試方法》推薦的形式化描述語言設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，語法清晰，支持用戶自定義新的元素類型和屬性，可以包括空間布局、功能要求、性能指標(biāo)等，能夠描述更加全面的建筑信息。其語言的描述性使得規(guī)范條文具有良好的可讀性，建筑師和設(shè)計(jì)師可以快速掌握，便于團(tuán)隊(duì)成員理解和交流，進(jìn)而確保審查更準(zhǔn)確，更可信。另外，采用形式化描述語言編制的規(guī)則庫，可以審查平臺(tái)解耦，規(guī)則的更新擴(kuò)展與平臺(tái)升級(jí)可以并行且互不影響。

4? BIM施工圖智能審查實(shí)施策略

BIM技術(shù)在施工圖審查中的應(yīng)用極大地提升了審查工作的質(zhì)量和效率，有助于確保工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行，同時(shí)也為建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。要實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的智能審查，至少需要開展包括標(biāo)準(zhǔn)制定、審查規(guī)則開發(fā)、審查規(guī)則驗(yàn)證等一系列工作。

4.1? 制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

在BIM技術(shù)應(yīng)用于施工圖審查的背景下，制定一套全面且嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)體系是確保審查工作高效、準(zhǔn)確進(jìn)行的基礎(chǔ)。從軟件供方、建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位幾個(gè)層面界定數(shù)據(jù)表達(dá)方式、BIM數(shù)字成果交付要求，指導(dǎo)BIM智能審查開展方向[14]。首先，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定至關(guān)重要，其涉及到BIM模型的幾何數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)及關(guān)系數(shù)據(jù)的定義，有助于保障數(shù)據(jù)的一致性和互操作性。其次，需建立字典標(biāo)準(zhǔn)，為BIM模型中的各類元素和屬性提供統(tǒng)一的分類體系和編碼規(guī)則。必要時(shí)還可根據(jù)不同業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)需求，建立規(guī)范術(shù)語與字典所屬對(duì)象映射關(guān)系，確保智能審查引擎或系統(tǒng)的準(zhǔn)確識(shí)別和解析。此外，交付標(biāo)準(zhǔn)的制定規(guī)定了BIM模型提交和接收的格式、內(nèi)容、質(zhì)量要求，保證了模型文件的規(guī)范性和審查的順利進(jìn)行。

4.2? 構(gòu)建數(shù)字化規(guī)則庫

在數(shù)字化規(guī)則庫的構(gòu)建過程中，首先需要對(duì)現(xiàn)有的國家、地方、行業(yè)規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)梳理，在政府或企業(yè)主管單位關(guān)注的重點(diǎn)規(guī)范條文范圍內(nèi)，選擇適用于BIM施工圖審查的關(guān)鍵條款和指標(biāo)。這一步驟要求對(duì)工程行業(yè)的專業(yè)知識(shí)有深入的理解，以確保審查規(guī)則的準(zhǔn)確性和全面性。通過語義解析將自然語言描述的規(guī)范條文拆解為邏輯清晰的簡(jiǎn)單句、復(fù)合句或條件句[15]。接著，邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)專家對(duì)條文審查邏輯進(jìn)行梳理與復(fù)核，確保審查規(guī)則的合理性和適用性。在規(guī)則開發(fā)階段，結(jié)合BIM技術(shù)的特性，開發(fā)出適用于BIM施工圖的審查規(guī)則，這些規(guī)則應(yīng)能夠指導(dǎo)智能審查系統(tǒng)識(shí)別和糾正設(shè)計(jì)中的不規(guī)范、不合理之處，同時(shí)考慮建設(shè)單位或設(shè)計(jì)單位在實(shí)際建模過程的可操作性，確保審查對(duì)象能夠在實(shí)際建模中可以表達(dá)，并且不產(chǎn)生過大工作量負(fù)擔(dān)，有助于BIM智能審查要求的落地。

4.3? 規(guī)則庫審查驗(yàn)證

規(guī)則庫的審查驗(yàn)證是確保審查規(guī)則有效性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這一過程中，需要建立一套科學(xué)的驗(yàn)證方法，建立埋錯(cuò)模型和測(cè)試用例表對(duì)數(shù)字化規(guī)則庫中的審查規(guī)則進(jìn)行逐一驗(yàn)證。這包括對(duì)規(guī)則的邏輯性、完整性、適用性進(jìn)行評(píng)估，確保每一條審查規(guī)則都能夠準(zhǔn)確地通過智能審查系統(tǒng)進(jìn)行有效的審查工作。此外，還需要定期對(duì)規(guī)則庫進(jìn)行更新和維護(hù)，同時(shí)做好規(guī)則庫的版本管理以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)展和變化，保持審查規(guī)則的前瞻性和適應(yīng)性。通過這一系列的審查驗(yàn)證流程，可以確保BIM智能審查工作的質(zhì)量和效率，為建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

5? 結(jié)論與建議

建筑信息模型（BIM）施工圖的智能審查是建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，盡管其帶來的優(yōu)勢(shì)顯著，但在推廣與應(yīng)用中仍會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)。技術(shù)層面上，數(shù)據(jù)集成與兼容性問題、復(fù)雜模型對(duì)象的識(shí)別處理及算法的準(zhǔn)確性仍有很大的提升空間。規(guī)范層面上，目前智能審查只是針對(duì)規(guī)范中的普通設(shè)計(jì)場(chǎng)景進(jìn)行審查，特殊條件下的設(shè)計(jì)審查仍需人工加以輔助。隨著工程技術(shù)行業(yè)的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新規(guī)范不斷更新迭代，對(duì)審查規(guī)則的市場(chǎng)接受度方面，設(shè)計(jì)師和工程師可能需要時(shí)間適應(yīng)新的工作方式，從傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)向三維模型。

在BIM施工圖審查工作的推進(jìn)過程中，本文綜合分析現(xiàn)狀，提出以下策略建議，以期促進(jìn)審查工作的標(biāo)準(zhǔn)化，提高審查的效率、準(zhǔn)確性、可信度。

首先，針對(duì)模型提交格式的統(tǒng)一性，建議在全國范圍內(nèi)推廣采用國際標(biāo)準(zhǔn)IFC格式作為BIM施工圖審查的基礎(chǔ)提交格式。確保不同軟件和系統(tǒng)之間的高效對(duì)接。

其次，關(guān)于審查規(guī)則語言的規(guī)范化，建議制定一套統(tǒng)一且標(biāo)準(zhǔn)化的腳本語言體系，以便于審查規(guī)則的編寫與執(zhí)行。統(tǒng)一的審查規(guī)則語言有助于消除地區(qū)間的差異，確保審查過程的一致性和準(zhǔn)確性，同時(shí)提升審查規(guī)則的可靠性，降低因語言表述不清導(dǎo)致的審查錯(cuò)誤。

再次，審查流程的優(yōu)化是提高審查效率的關(guān)鍵。建議通過流程再造和智能化手段，如利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)BIM施工圖審查流程進(jìn)行深度優(yōu)化。通過算法自動(dòng)化識(shí)別潛在的設(shè)計(jì)問題，不僅能夠減輕審查人員的工作負(fù)擔(dān)，還可以減少人為疏漏，提升審查的整體效能。

最后，政策層面的引導(dǎo)與支持對(duì)BIM施工圖審查工作的健康發(fā)展至關(guān)重要。建議政府部門在立法、財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等方面出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)采用先進(jìn)的BIM技術(shù)和工具，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和轉(zhuǎn)型升級(jí)。此外，政府還可以設(shè)立專項(xiàng)資金支持BIM施工圖審查技術(shù)的研究與創(chuàng)新，為我國BIM技術(shù)的發(fā)展提供持續(xù)的動(dòng)力。

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