中國信通院：數字建筑發展白皮書（2022年）（42頁）.pdf

《中國信通院：數字建筑發展白皮書（2022年）（42頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中國信通院：數字建筑發展白皮書（2022年）（42頁）.pdf（42頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 數字建筑發展數字建筑發展白皮書白皮書 中國信息通信研究院中國信息通信研究院 2022022 2年年3 3月月 No.202204 （2022 年）年） 編制說明編制說明 近年來，建筑信息模型（BIM）等數字技術快速發展，能夠有效解決建筑業長期面臨的生產方式落后、技術創新不足、跨專業協同不強等實際問題。在此階段，中國信息通信研究院聯合行業代表企業，共同編制發布數字建筑發展白皮書（2022 年） ，希望為業界廠商、政府機構等相關方提供有益參考，共同推進建筑業轉型發展，培育數字建筑新業態。當然，白皮書仍有諸多不足，煩請各界批評指正。 牽頭編寫單位： 中國信息通信研究院 參與編寫單位： （排名不分先

2、后） 中國建筑科學研究院有限公司 廣聯達科技股份有限公司 中設數字技術股份有限公司 中國移動通信集團設計院有限公司 前前 言言 數字建筑是新一代信息技術、先進制造理念與建筑業全鏈條全周期全要素間深度融合的產物，是提升建造水平和建筑品質、助推建筑業轉型升級的重要引擎。當前，國家高度重視城鄉建設綠色發展和高質量發展，加快數字建筑創新布局，對于推動新型建筑工業化、數字化、綠色化發展至關重要。 當前，數字建筑正處于快速起步階段，主要呈現以下特征： 從總體架構看，數字建筑是以數字平臺為關鍵支撐、標準規范為科學指引、安全防護為重要保障，整體呈現“三橫兩縱”的結構特征?？傮w架構中，能力平臺層是整體架構的能力

3、中樞，提供數據使能、圖形使能、業務使能、新技術賦能等專業支持。 從典型模式看，數字建筑通過一系列信息技術的集成化創新和協同化應用，以全鏈條數字化協同、全周期集成化管理、全要素智能化升級為主要模式，最優化配臵要素資源，最高效提升生產施工效率， 最大化提高建筑質量， 全面賦能智能建造和新型建筑工業化。 從應用場景看，數字建筑利用 BIM、數據管理、智能感知等數字技術，通過在協同設計、智能生產、智慧工地、智慧運維、智能審查、綠色建造等建筑業典型場景中的融合應用，并與智能建造、數字城市等發展需求協同，促進各環節運行提質增效。 從未來發展看，我國數字建筑發展雖已取得一定成效，但總體仍處于發展初期，存在諸

4、多痛點亟待攻克。建議加快推進數字建筑技術攻關、應用推廣、生態完善、人才培養等，營造數字建筑良好發展環境。 本報告系統追蹤了數字建筑整體發展態勢，研究提出了數字建筑的總體框架和典型模式，梳理剖析了典型應用場景，希望為關注數字建筑發展的政府機構、 行業企業以及相關單位提供幫助和引導。 目目 錄錄一、 數字建筑整體態勢 . 1 （一）發展態勢 . 1 （二）發展意義 . 7 二、 數字建筑總體架構 . 8 三、 數字建筑典型模式 . 11 （一）全鏈條數字化協同 . 12 （二）全周期集成化管理 . 15 （三）全要素智能化升級 . 16 四、 數字建筑典型應用 . 18 （一）協同設計 . 19

5、（二）智能生產 . 21 （三）智慧工地 . 23 （四）智慧運維 . 28 （五）智能審查 . 30 （六）綠色建造 . 31 五、 數字建筑發展建議 . 34 附錄 縮略語 . 36 圖圖 目目 錄錄圖 1 中央部委指引建筑數字化發展相關政策 . 2圖 2 全球建筑數字化市場規模 . 3圖 3 國內 BIM 相關標準及指南 . 6圖 4 數字建筑總體架構 . 9圖 5 數字建筑關鍵技術和典型模式 . 12圖 6 數字建筑的全鏈條數字化協同流程 . 13圖 7 數字建筑的全周期集成化管理流程 . 15圖 8 數字建筑的全要素智能化升級體系 . 17圖 9 南京江北新區精神衛生中心多專業協同建

6、模示例 . 20圖 10 北京城市副中心行政辦公區多專業協同建模示例 . 21圖 11 深化設計與生產加工的數據共享示例 . 22圖 12 施工勞務人員管理系統示例 . 24圖 13 施工現場物料管理系統示例 . 27圖 14 室內環境模擬分析示例 . 33數字建筑發展白皮書（2022 年） 1 數字建筑以 BIM 等新興技術集成化創新為核心驅動、 數字平臺為關鍵支撐、標準規范為科學指引、安全防護為重要保障，覆蓋建筑全周期、全產業鏈、全要素，與智能建造、數字城市等應用場景深度融合，是推動建筑業生產方式、商業模式、產業形態變革的關鍵動能，也是實現傳統建筑行業全面轉型升級的重要引擎。 一、一、數字

7、建筑整體態勢 （一）發展態勢（一）發展態勢隨著第四次工業革命蓬勃興起，新一代信息技術在制造業迅速擴張并帶來顛覆性變革，其引發的產業轉型升級正逐漸影響傳統建筑行業。建筑業作為我國國民經濟的支柱產業之一，長期存在生產方式落后、生產效率低、資源消耗大、跨專業協同不足等痛點。在新冠疫情防控常態化的沖擊下，建筑業傳統模式已難以滿足新時期建筑行業綠色發展和高質量發展的需求，數字建筑迎來發展契機，正成為驅動建筑業轉型升級的重要力量。 1.數字建筑成為政策布局焦點數字建筑成為政策布局焦點建筑業轉型發展進入國家政策規劃體系。2022 年 1 月，住房和城鄉建設部發布 “十四五”建筑業發展規劃 ，指出“建筑業在與

8、先進制造業、新一代信息技術深度融合發展方面有著巨大的潛力和發展空間” ，需要“加快建筑業轉型升級” 。2020 年 7 月，住房和城鄉建設部等十三部門聯合發布了關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見 ，將提升建筑工業化、數字化、智能化水平作數字建筑發展白皮書（2022 年） 2 為發展目標，明確到 2035 年， “邁入智能建造世界強國行列” 。工業和信息化部、住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會等多部委協同推進新一代信息技術與建筑行業深度融合， 支持 BIM 等建筑業數字技術創新和應用落地?？茖W技術部開展“綠色建筑及建筑工業化”等重點專項布局，推動相關核心技術攻關、產業與應用快速發

9、展。 從國家政策可以看出， 數字化浪潮下建筑行業進入轉型升級期，數字建筑作為建筑工業化、 數字化發展的重要抓手， 在 “中國建造”規劃布局中具有重要牽引和帶動作用，同時也是新型智慧城市、新型城鎮化建設任務的重點板塊，成為未來產業升級的必然趨勢。 來源：中國信息通信研究院 圖 1 中央部委指引建筑數字化發展的相關政策 各地方積極探索建筑數字化發展新舉措。在中央政府的號召推動下，地方紛紛發布建筑業發展規劃，加速傳統建筑業轉型升級的探索實踐。江蘇省出臺江蘇省建筑業“十四五”發展規劃 ，明確了以數字建造、綠色建造、精益建造等為主的建造方式變革路徑，不斷推進建筑業轉型升級。福建省發布福建省建筑業“十四五

10、”數字建筑發展白皮書（2022 年） 3 發展規劃 ，提出“推動 5G、云計算、建筑機器人等技術在設計、施工、運維全過程的研發、集成、應用” 。南京、北京城市副中心、廣州、廈門、雄安新區等 BIM、CIM 試點城市的建設工作已取得系列階段性成果，上海、重慶、佛山、深圳積極開展智能建造試點工作，湖南、深圳、常州推進綠色建造試點。 2.數字建筑產業發展正當其時數字建筑產業發展正當其時 全球建筑行業數字化需求高速增長。隨著工業 4.0 的出現，數字建筑的快速發展推動建筑行業進入數字化時代。據 Allied Market Research 數據顯示，2019 年全球建筑數字化市場規模約為 98 億美元

11、，預計到 2027 年將超過 291 億美元，年均復合增長率保持 18.2%的高位增長。隨著中國、越南、印度等新興經濟體對基礎設施建設需求和投入增加，亞太地區的市場需求將領漲全球，持續大規模新型建設工程將為數字建筑帶來巨大的市場前景。 來源：Allied Market Research 圖 2 全球建筑數字化市場規模 數字建筑發展白皮書（2022 年） 4 BIM 和數字技術雙輪驅動數字建筑創新發展。一是，BIM 技術是數字建筑的核心驅動。BIM 技術正在引領建筑行業信息化變革，利用統一的三維模型貫穿建筑全流程，打破信息孤島問題，實現建筑多專業協同設計、一體化建造、標準化交付和智能化維護等，推

12、進工程項目提質增效。近年來，國產 BIM 軟件快速發展，在造價算量、工程審圖等 BIM 施工軟件市場形成突破，相關品牌在國內市場份額已經超過 90%， 但在高端 BIM 設計軟件和三維圖形平臺領域基礎偏弱、競爭力不足。二是，大數據、云計算、工業互聯網等新興數字技術面向建筑行業加速滲透，催生了數字建筑的發展契機。如工業互聯網模型化、軟件化、封裝化的工業技術、經驗、知識和實踐，彌補了建筑工業化、數字化缺失的環節，為建筑企業規?；?、標準化、定制化生產工業級產品提供高效支撐。 我國數字建筑產業處于快速起步階段。當前，一批 BIM 軟件企業、傳統建筑企業以及行業平臺企業紛紛進入數字建筑領域搶灘布局，產業

13、迎來快速成長。中國建筑科學研究院有限公司研發的PKPM-BIM 平臺集成裝配式智慧工廠管理、綠色建筑運維等數字化能力， 其方案已入選工業和信息化部工業互聯網 APP 應用解決方案名單。 廣聯達科技股份有限公司 AECORE 建筑工業互聯網平臺利用開放 BIM 三維圖形平臺、BIM 數據微服務、AI 微服務等技術，面向行業提供覆蓋設計云、施工云、運維云、構件云等全流程的快速應用開發服務，賦能行業數字化轉型。北京建誼集團銫鐠平臺以建筑模型產品體系為核心，提供智能建造、供應鏈管理等服務，目前數字建筑發展白皮書（2022 年） 5 已賦能 200+工廠、1000+客戶和合作伙伴。騰訊云發布微瓴智能建造

14、平臺，開放工程建造所需的數據、模型、應用共建共享的一站式平臺服務，目前已為深圳騰訊濱海大廈、南京江寧醫院等項目提供數字建筑解決方案。 3.數字建筑應用創新加速推進數字建筑應用創新加速推進 數字建筑應用賦能傳統建筑行業轉型升級。在數字化協同設計方面，通過 BIM 技術整合全專業信息，實現跨學科、多專業的協同建模。如中設數字技術股份有限公司在世園會中國館項目中，基于綠色設計協同平臺集成多專業應用，形成專業間數據流轉、協同設計和仿真分析，實現建筑能耗比目標值低 25%的超低能耗運行。在工地一體化管控方面，圍繞建筑工地施工質量、安全、進度等目標進行全方位管控，有效助推工程項目提質增效。廣聯達科技股份有

15、限公司基于 BIM、物聯網、人工智能等信息化技術推出智慧工地解決方案， 在天健前海宗地項目中實現質量問題關閉率達到70%以上，質量管理水平大幅提高。在 BIM 智能審查方面，住房和城鄉建設部大力推動 BIM 技術在工程建設項目設計和審查審批環節的應用， 通過機器輔助審圖提高信息化監管能力。江蘇省建筑設計研究院在玄武區鐵北高中新建項目中采用中國建筑科學研究院有限公司PKPM-BIM 軟件，順利通過施工圖 BIM 智能審查，實現人工審查與快速機審的協同配合，顯著提高審查質量和效率。 4.數字建筑發展環境持續優化數字建筑發展環境持續優化 數字建筑發展白皮書（2022 年） 6 以 BIM 為核心的標

16、準體系持續完善。近年來，住房和城鄉建設部等部委加快推進建筑全生命周期 BIM 模型的創建、使用、管理等國家標準體系建設，BIM 地方標準、行業標準及相關指南等也陸續發布，有力推動了 BIM 技術在建筑領域的規范應用。但目前國內BIM 標準主要聚焦于實施性和應用性，而在 BIM 軟件與數據標準技術上尚處于跟隨狀態，導致建筑工程數據流轉困難、行業內測試驗證規則不明確等問題。在此階段，中國信息通信研究院、清華大學等 BIM 軟件研究機構共同開展了 BIM 標準體系研究，重點推進BIM 數據格式、數據安全及軟件等方向標準編制，助力數字建筑的標準化發展。 來源：中國信息通信研究院 圖 3 國內 BIM

17、相關標準及指南 相關試驗測試環境加快建設。當前，面向數字建筑全鏈條、全要素的測試驗證環境和測試工具需求日益強烈，然而數字建筑測評仍面臨諸多難點：一是，平臺、安全、應用等測評規范不健全，導數字建筑發展白皮書（2022 年） 7 致測試驗證規則不明確；二是，數字化發展背景下，BIM、GIS、大數據等新興技術融合應用快速迭代，缺少針對性的測試驗證軟件。近年來， 中國信息通信研究院一直致力于完善 BIM 標準測試驗證環境，聯合國內 BIM 軟件企業共同推進 BIM 綜合測試驗證平臺及重點行業應用測評能力建設，目前已形成覆蓋 BIM 工業互聯網測試、BIM 軟件安全測試、 BIM 軟件質量測試等重點領域

18、的測試環境及工具鏈建設，有效驗證軟件基礎質量、技術創新性、安全性等特性，以及BIM軟件與云計算、 大數據、 人工智能等ICT新技術融合效果，以評促建、以評促改，為助推 BIM 軟件和數字建筑持續健康發展夯實基礎。 （二）發展意義（二）發展意義 發展數字建筑是推進智能建造、提升“中國建造”核心競爭力的關鍵路徑。建筑工業化是從建筑業生產方式的角度，以標準化設計、預制化生產、裝配式施工等工業化模式，轉變傳統建造粗放手工作業， 提高建筑業勞動生產效率、 提升建筑質量品質的深刻變革。數字建筑則是以信息化手段帶動新型建筑工業化發展的重大突破，通過協同建筑制造領域新工藝、 新設備以及人工智能、 物聯網、 B

19、IM等新興技術，借助系統化集成設計、精益化生產施工等方式，進一步提高生產效率和工程質量，解決大規模制造與建筑施工、部品生產與建筑技術脫節等問題，助力實現智能建造與建筑工業化的跨越式發展。 發展數字建筑為加快建筑數字化轉型、助推高質量發展注入強數字建筑發展白皮書（2022 年） 8 勁動能。當前，建筑產業的數字化進程仍處于相對滯后的狀態，面臨各行業信息不互通、跨專業不協調等問題。通過數字建筑及其核心 BIM 等技術，以信息共享、專業協同等能力對全要素信息進行數字化升級，推動數據信息及資源在建筑工程建設全過程中的流通共享、挖掘利用。數字建筑能有效聚合產業鏈中供應商、設計方、施工方、運維方、業主方等

20、各環節主體，實現橫向端到端全產業鏈參與的能力協同、縱向打通建筑工程全生命周期的專業間協同，打造空間無邊界、企業無邊界、業務無邊界的跨地域、跨企業協同新模式，帶動建筑業全面轉型升級。 發展數字建筑是推行綠色建造、落實“雙碳”戰略目標的必然要求。據國際能源研究中心報告，全球約 40%的碳排放量來自建筑行業， 高水平推動建筑業綠色低碳發展， 將是實現城鄉建設領域 “碳達峰、碳中和”目標的重要舉措。據 Research And Markets 統計數據顯示，2020 年全球凈零碳建筑市場規模為 168 億美元，未來五年復合增長率達 18.7%，大力發展綠色建筑、裝配式建筑、超低能耗建筑將成為未來建筑業

21、發展的必然趨勢。數字建筑在建筑節能減排方面具有巨大潛力，通過利用大數據、云計算、物聯網等新技術賦能，推進綠色設計、綠色生產、綠色施工和一體化裝修等新模式推廣應用，有效降低建造全過程的資源消耗和環境污染，進一步減少碳排放，有助于提升建筑建造綠色低碳水平。 二、數字建筑總體架構 數字建筑的本質是通過融合新一代信息技術和先進制造理念，數字建筑發展白皮書（2022 年） 9 聚合建筑行業全要素，構建數字建筑平臺，提供貫穿產業全鏈條、連接工程全參與方的技術、應用和平臺服務體系，支撐和賦能建筑行業數字化轉型。數字建筑框架體系可總結為“三橫兩縱”結構，自底向上分為基礎設施層、能力平臺層、應用服務層三橫平臺架

22、構層，以及標準規范、安全防護兩縱基礎保障體系。 來源：中國信息通信研究院 圖 4 數字建筑總體架構 基礎設施層提供數字支撐底座?；A設施層為上層平臺和應用提供感知、計算、存儲、網絡等資源。相比于傳統基礎設施，數字建筑更注重基礎設施的泛在感知、 混合異構、 靈活擴展、 實時響應、虛實映射等特性，系統支撐建筑全場景全要素的資源優化配臵和業務高效協同。感知基礎設施結合射頻識別、紅外感應器、攝像頭等信息傳感設備，實現建筑智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理；數字建筑發展白皮書（2022 年） 10 計算基礎設施集成 CPU、 GPU 等異構系統和混合云架構， 提供高效渲染、負載均衡的算力能力；存儲基礎設

23、施基于超融合和分布式存儲、軟件定義存儲等技術，支撐海量數據訪問、數據安全保護等業務需求； 網絡基礎設施借助 5G 移動通信、 千兆光纖網絡、 物聯網、工業互聯網、虛擬專用網等，搭建高安全性、高靈活、高質量的信息數據傳輸管道；測繪基礎設施通過三維激光掃描、無人機傾斜攝影等，采集更新地理信息、建筑信息等多維度數據，打通物理世界和數字世界。 能力平臺層構建體系能力中樞。能力平臺層匯聚異構數據、多源模型、行業知識、專用技術和業務系統等關鍵資源要素，提供數據使能、 圖形使能、 業務使能等專業服務， 以及人工智能、 大數據、機器人、CIM 等新技術融合賦能服務，為上層的應用服務層提供共性技術支持和應用開發

24、服務等。數據使能平臺是面向建筑信息全面數字化需求，提供全過程、全專業數據分級分類存儲管理的主要載體，包括匯聚空間數據、工程數據、住房數據、物聯網數據等多渠道多類型數據的數據湖體系，多源數據庫訪問、跨網段數據通道、數據交易確權等數據開放體系，核心數據全鏈路監控、數據看板、數據安全等數據管理體系，以及數據檢索、數據交換、數據門戶等數據服務體系。圖形使能平臺是集成 BIM 平臺的幾何造型、布爾運算、圖形渲染、模型可視化、數據互聯互通等三維圖形能力，搭建與現實世界精準映射的統一信息模型，實現建筑全生命周期業務協同的關鍵核心， 在支撐 BIM 行業應用軟件開發過程中也發揮了重要數字建筑發展白皮書（202

25、2 年） 11 作用。BIM 三維圖形平臺正與物聯網、GIS 等加速融合，為智慧城市建設提供信息整合、 空間管理、 智能運維、 數字孿生等技術支撐。業務使能平臺是圍繞用戶差異化業務需求，通過整合各類共性業務組件、搭建統一應用開發環境等，提供多專業模型集成、BIM 模型輕量化、跨平臺協同管理、計算性能分析、輔助優化設計等服務，實現項目集成化、精細化、專業化管理。 應用服務層承載各類服務業務。 應用服務層主要聚焦智能建造、裝配式建筑、數字城市等場景，提供了覆蓋勘察、規劃、設計、施工、運維等建筑全生命周期 BIM 應用軟件，以及面向協同設計、智能生產、智慧工地、智慧運維、智能審查、綠色建造等典型應用

26、場景的數字化應用解決方案。行業服務平臺全面支撐和服務建筑工程項目全參與方，形成全產業鏈、全過程融合一體的數字建筑應用服務體系，高效提升工程品質效益和保障質量安全，加速建筑業數字化發展和轉型升級進程。 三、數字建筑典型模式 數字建筑是新一代信息技術、先進制造理念與建筑業深度融合的產物，通過智能感知技術、先進計算技術、網絡通信技術、共性平臺技術等多類型技術的集成化創新和協同化應用，構建技術支撐底座，最終形成全鏈條數字化協同、全周期集成化管理、全要素智能化升級三大典型模式，促進高質量、高效益、低消耗的新型建筑工業化發展。 數字建筑發展白皮書（2022 年） 12 來源：中國信息通信研究院 圖 5 數

27、字建筑關鍵技術和典型模式 （一）全鏈條數字化協同（一）全鏈條數字化協同 全鏈條數字化協同是以 BIM 三維圖形技術為核心， 通過采用統一建筑數據模型在各環節間高效流轉， 進而實現各參與方業務協同。全鏈條數字化協同主要涉及模型構建、模型流轉、模型互操作、模型驗證等領域創新發展。 數字建筑發展白皮書（2022 年） 13 來源：中國信息通信研究院 圖 6 數字建筑的全鏈條數字化協同流程 模型構建是建筑模型全鏈條數字化協同技術的基礎。各類建模技術不斷創新，加快建筑建模迭代發展。在數據建模方面，將 BIM技術與人工智能技術相結合，利用數字化模型智能化完成建筑方案設計、結構優化設計、機電管線智能設計、多

28、專業管線綜合、精細化統計算量、自動出圖、AI 識圖建模、AI 排圖等。在仿真建模方面，通過建筑性能分析軟件，建立性能化設計所需要的分析模型，并采用有限元、有限體積、熱平衡方程等計算分析能力，對建筑不同性能進行仿真模擬，以評價設計項目的綜合性能。同時，結合虛擬仿真技術，真實再現從設計到施工過程中各個環節，確保工序的規范化、科學化，在保證質量的同時發現并修正問題，降低后續施工損失。如基于對抗神經網絡的深度學習人群仿真算法，對 BIM 模型中的人流的運動路徑進行仿真。在業務建模方面，通過建筑多維信息模型的構建和共享，減少模型信息的流失，并為相關業務人員提供交流平臺，提高項目綜合管理水平，達到降本增效

29、的目的。如基于三維設計模型，通過使用招標輔助工具，方便業主對工程量、數字建筑發展白皮書（2022 年） 14 造價及復雜造型種類等進行全面了解和評估。 模型流轉是將項目設計、深化、采購、生產、運輸、施工、驗收等各環節全面打通，實現項目構件數據在全生命周期的流轉與共享。 在模型提取合并方面， 根據特定用例的模型標準 （如運維標準）生成所需 BIM 子模型；將分專業、系統、樓層模型歸并、重構，進行增量化存儲。在壓縮優化方面，在保持關鍵特征與網格水密性的前提下，結合幾何特征抑制與網格簡化方式減少模型非必要細節；基于結構冗余、幾何配準、精度歸并方式，提高模型存儲、傳輸、渲染效率。如通過將 BIM 模型

30、輕量化，提升數據加載展示性能，以支撐大場景多個 BIM 的加載需求，實現 BIM 模型在 Web 端、移動端的“輕量化”應用模式。在模型可視化方面，通過構建對模型內容要求的描述語言， 實現對各類 BIM 應用所需的模型內容進行形式化的定義和可視化展示。如在項目設計階段和施工階段，通過模型可視化消除設計分歧，簡化工作流程，幫助開發者節省成本，提高團隊間協作效率。 模型互操作實現不同 BIM 平臺之間的數據傳輸和協同工作。 在模型接口方面， 通過定義了不同 BIM 軟件與協同平臺間的統一數據調用方式與信息交互流程， 確保不同的 BIM 軟件可基于單一協同平臺共享 BIM 數據，為 BIM 數據在全

31、生命周期中實現可共享奠定基礎條件。在模型翻譯方面，由于不同廠商的 BIM 設計平臺生成的模型在數據格式、構件完整性規則方面存在較大差異，導致這類異構模型實現互操作難度極高，解決方式是利用模型翻譯程序，通過定數字建筑發展白皮書（2022 年） 15 義統一的模型格式作為中間過渡，完成不同開發平臺模型與通用數據模型間的翻譯轉換，實現跨平臺模型的互操作。 模型驗證主要涵蓋合規驗證和數據質量驗證等。在合規驗證方面，通過對相關領域工程建設進行強制性規范，實現基于數字化規則和語義模型的檢查，可檢查條款選擇、模型可視化、錯誤定位、結果語義化及其他相關功能。在數據質量與交互性驗證方面，通過對 BIM 數據的完

32、整性一致性檢查，突出檢查結果的語義化表示，或對外提供對模型的簡單編輯功能。 （二）全周期集成化管理（二）全周期集成化管理 全周期集成化管理是指借鑒標準模塊化的設計理念和平臺化管理模式，依托數字化設計平臺等新技術和新平臺協同創新，實現覆蓋設計、生產、施工、運維、監管等全周期集成化、信息化、精益化管理。 來源：中國信息通信研究院 圖 7 數字建筑的全周期集成化管理流程 在集成設計方面， 主要依托 BIM 圖形建模技術和平臺軟件統籌推進建筑、結構、機電、設備、管線、裝修等多專業一體化集成規劃與設計，并通過模數協調、統一標準接口等集成方法，既避免二數字建筑發展白皮書（2022 年） 16 次拆分設計，

33、提升設計環節整體效率，又為實現大規模工業化生產制造提供技術支持。 在標準生產方面，依托工業互聯網、大數據等技術與智能化生產、網絡化協同、規?；ㄖ频饶Ｊ?，將建筑構件、部件生產需求與制造能力、工業知識精準匹配，推進標準化、模塊化、集成化發展，增強資源高效配臵和產能利用水平，實現工廠制造與現場建造一體化推進。 在精細施工方面，綜合利用物聯網等技術、智慧施工管理等系統平臺、ERP 等管理軟件，完成進場物料的驗收調度、集成部件的裝配模擬、建筑工人的有序管理、工程設備的安全監測、施工現場的可視化管理等，實現從生產調度、物流調度、施工調度等信息自動化流轉和工程項目降本增效。 在運管監管方面，依托數字建筑平

34、臺搭建數字孿生建筑體，通過鏈接建筑內廣泛分布的智能物聯網設備，實施現場設備、環境等數據實時采集、匯聚、分析，提供預測性運維、設備故障診斷、空間異常報警等技術服務，有效降低運維成本。 （三）全要素智能化升級（三）全要素智能化升級 全要素智能化升級是指利用物聯網、傳感器、智能終端等技術產品對“人、機、料、法、環”等生產要素和“進度、成本、質量、安全” 等管理要素進行實時、 全面、 智能的監控和管理， 運用 BIM、CIM 等技術搭建虛實結合的數字孿生建筑，實時洞察歷史數據及其變化趨勢，并結合人工智能、大數據等技術對各要素數據進行分析數字建筑發展白皮書（2022 年） 17 診斷，實現全流程全要素可

35、感知、可分析、可呈現及可優化。 來源：中國信息通信研究院 圖 8 數字建筑的全要素智能化升級體系 在可感知方面，傳統過程數據通過傳感器感知、人工采集等方式進行收集，由于建筑工程項目的大規模及高復雜性等特點，導致現場的管理存在較高的難度及復雜性。AI 數字圖像、動態識別，物聯網、無線定位、移動智能終端等數字建筑相關技術的運用有望持續提升感知能力，實現全面感知、實時互聯的目標。目前我國智能感知的應用主要集中在建筑工人身份管理、 施工機械運行狀態監測、高危重大分部分項工程過程管控、現場環境指標監測等方面，提升要素間互聯互通水平、助推要素的優化配臵是未來的發展方向。 在可分析方面， 建筑工程大數據具有

36、體量大、 種類多、 速度快、價值密度低等特征，智能分析的應用重點在于將工程決策從經驗驅動向數據驅動轉變，支撐建筑各項資源最優配臵。通過利用 BIM 技術以生產要素數據為基礎建立工程模型， 并結合人工智能、 大數據、數字建筑發展白皮書（2022 年） 18 物聯網等技術，可完成作業人員行為檢測、設備實時精準管控、危險環境識別等任務。對建筑項目的建模需要在工程建造領域進行長期積累，提升我國在復雜工程問題分析能力是下一步的發展重點。 在可呈現方面， 建筑行業上下游產業鏈延伸較長、 參建方眾多，數字孿生動態建筑模型可實現全過程的實時映射和動態更新，提高項目的協作效率和協同效果。依托 CIM 聚合已有

37、BIM 建筑數據、GIS 數據以及高程數據等信息，搭建數字孿生建筑群，可刻畫建筑項目細節。隨著數字孿生技術的逐漸成熟，數字建筑模型將進一步實現“全域感知、數據共享、交叉指揮、精準反饋” 。 在可優化方面，依托數字建筑平臺的分析診斷結果，在數字孿生建筑的賦能下，建筑產業將進一步提升管理質量，完成對建筑全要素的智能決策支持。在生產要素的合理配臵方面，可實現人員智能調度、 機器自動作業、 工藝知識圖譜生成等， 全面提升施工效率；在管理要素的優化組合方面，主要體現在自動化進度分發與提醒、成本與質量的閉環管理、安全風險預知等方面。 四、數字建筑典型應用 當前，數字建筑的典型應用主要涵蓋協同設計、智能生產

38、、智慧工地、智慧運維、智能審查、綠色建造六大場景，借助數字建筑領域新技術，不斷推動數據資源在規劃設計、施工、運維等工程建設全過程中的流通，引領建筑全生命周期項目管理提質增效，賦能建筑行業轉型升級。 數字建筑發展白皮書（2022 年） 19 （一）協同設計（一）協同設計 建筑工程設計階段具有高度跨學科的特點， 涉及到建筑、 結構、機電等不同專業背景、不同專業視角的協同設計和建筑模型數據集的共享交換。傳統設計模式中多方協同主要基于二維圖紙和文檔的頻繁交換，數字建筑則通過構建三維信息模型及環境，實現跨專業數據協同和信息共享。 基于 BIM 和協同平臺實現多專業協同。數字建筑集成建筑、結構、機電多專業

39、知識，利用 BIM 技術對統一的三維數據模型進行建模仿真，并實時更新模型設計變更動態，實現建筑工程協同工作信息共享。結合當前國內建筑設計企業工作模式現狀，可通過底圖參照、合并工程、鏈接模型以及服務器協同等多種工作方式，滿足專業內與專業間相互提資，從而有效提升參與者間的交流協作效率和設計質量，避免由于設計沖突產生的施工進度滯后、成本超支等問題，同時也有利于項目設計階段的規范化管理。伴隨國內數字建筑方面政策的加速推進以及 BIM 技術的廣泛應用， 已有大量工程項目采用全專業協同設計軟件進行探索與應用。 專欄專欄 1 協同協同設計案例設計案例 案例 1：南京江北新區精神衛生中心項目。該項目采用建筑全

40、專業協同設計系統，實現建筑、機電、結構多專業一體化協同設計。其中，土建專業利用智能建模、協同設計、導入外部結構計算模型等，減少結構模型重新創建工作量； 機電專業通過進行專業內及專業間的數字建筑發展白皮書（2022 年） 20 碰撞檢查等工作完成全專業模型的創建。 來源：北京構力科技有限公司 圖 9 南京江北新區精神衛生中心多專業協同建模示例 案例 2：北京城市副中心行政辦公區項目。項目采用基于BIM+GIS 技術的建設協同管理平臺， 利用 BIM 數字化設計解決方案，在設計階段實現以正向 BIM 設計為基礎的數字化全專業協同實施體系，有效提高項目生產效率，保障工程建設質量。 來源：中設數字技術

41、股份有限公司 數字建筑發展白皮書（2022 年） 21 圖 10 北京城市副中心行政辦公區多專業協同建模示例 基于標準化數據實現軟件之間的互操作性。數據級協同基于信息數據化、數據模型化、模型通用化的理念，以建筑工程項目的各項信息為數據依托，建立三維建筑信息模型。利用BIM技術，采用標準化模型數據為中心的協同方式，可通過軟件間專有數據格式下的直接信息讀取或輸出中立數據格式進行數據共享交換，實現全專業軟件間的數據兼容和流通，有利于重塑全專業設計流程，顛覆傳統的文件級設計模式。 （二）智能生產（二）智能生產 新型建筑工業化生產帶動傳統建筑生產模式向自動化、數字化方向發展，利用數字建筑無縫連接 BIM

42、 設計、工廠生產階段，使BIM 設計模型通過數據轉換直接驅動各類數控加工設備，實現數據驅動設備自動化生產，推進構件生產管理的標準化和精細化，促進工廠生產線的智慧化升級。 設計、工廠生產無縫對接。在建筑工業化、數字化背景下，設計生產一體化是裝配式建筑行業轉型升級的必經之路。通過基于BIM 設計數據的數據轉換技術，實現工廠生產設備直接讀取并識別源自設計端的 BIM 深化設計數據，進行構件生產排產，完成后續生產計劃制定、原材料用量計算、生產完成情況更新等，指導工廠構件生產管理，實現從前端深化設計到后端高效精準生產過程中設計信息與加工信息的無縫對接及共享，優化工廠管控流程。 數字建筑發展白皮書（202

43、2 年） 22 來源：北京構力科技有限公司 圖 11 深化設計與生產加工的數據共享示例 生產物料智能加工管理。采用數字化加工制造技術，實現自動化鋼筋生產線和智能混凝土攪拌站，確保物料的加工質量和生產進度。根據構件生產計劃通過算法自動計算鋼筋、混凝土等生產物料用量，結合云服務、大數據、物聯網、智能控制等核心技術，對物料的生產訂單、出入庫、廢料余料、加工等業務環節進行管理，從而提高原材料利用率，優化物料管理流程，減少管理成本，顯著提高物料加工廠的生產效率和可視化、精細化管理水平，為高效、有序生產奠定了堅實的基礎。 工廠自動化生產流程管理?；跀底纸ㄖ嚓P技術，實現工廠生產線的數字化管理。 在底層集

44、成生產線或生產設備的 MES 系統，頂層集成項目訂單和物料供應鏈的 ERP 系統，結合 PDA、RFID 及各種傳感器等物聯網應用，根據生產任務直接驅動各類數控加工設備完成生產工序和生產質檢， 實現信息系統與現場設備的無縫對接。數字建筑發展白皮書（2022 年） 23 將構件的生產計劃、任務排程、工藝管理、生產過程和生產設備的數據采集、監控、計算和信息反饋服務進行整合，達到標準化生產線的無人值守自動生產， 實現預制構件生產效率和質量的顯著提升，有利于工廠生產線向精細化、規?；较蛏?。 智能堆場管理。利用 BIM、GPS、無線通信等多技術融合，結合構件信息、堆場情況等因素完成構件入出庫引導、構

45、件堆場 BIM模型展示、構件盤存、定位等智能化管理，實現堆場設備的自動化作業，大幅提高堆場的運作效率，降低運營成本，提升堆場的智能化管理水平。 （三）智慧工地（三）智慧工地 智慧工地運用數字建筑相關技術，對施工現場全生產要素進行實時的一體化管控，輔助施工企業的科學分析和決策，全面提升建設施工的效率、 質量和安全， 助推工程建設管理的精細化、 智慧化、高效化。 施工現場人員管理。由于施工現場環境復雜，勞務人員眾多且流動性強，為現場人員管理帶來較大的難度和風險。借助物聯網、AI 動態識別、無線定位等技術實現人員基本信息共享、快速考勤和指揮協調等人員綜合管理。在人員基本信息共享方面，利用數字建筑技術

46、將分包企業、總承包企業、政府監管部門緊密連接起來，實現工人職業履歷、勞動合同、考勤明細、獎懲記錄等基本信息的多方數據互通、信息共享。在快速考勤方面，采用廣角攝像頭全面覆蓋進出場通道，遠距離抓取面部信息，自動檢索人員身份，實現上數字建筑發展白皮書（2022 年） 24 班不排隊、考勤不作假、訪客防擅闖、通行更快捷，有效提高考勤效率，規范考勤秩序。在指揮協調方面，利用基于物聯網技術的智能安全帽，集成拍照、錄像、GPS 定位、視頻通話、視頻監控、語音播報及報警聯動終端，對佩戴人員的行駛軌跡狀態進行監測，實現現場作業實時監控及遠程指揮，提升對施工現場人員的綜合管理水平。 專欄專欄 2 施工施工現場人員

47、現場人員管理管理案例案例 深圳（哈爾濱）產業園科創總部項目采用 BIM5D 平臺+智慧工地平臺，合理協調計劃、管理人員，實現領先工期 15 天。平臺可實現人員實名制登記、二維碼特種人員管理、實名制考勤、出勤統計分析、用工分析等工地人員管理功能，能夠協助企業管理人員實時掌握各項目人員分布情況，迅速定位人員異常問題并及時解決，提高對項目人員綜合管理效果。 來源：廣聯達科技股份有限公司 圖 12 施工勞務人員管理系統示例 數字建筑發展白皮書（2022 年） 25 施工現場設備管理。數字建筑的出現為塔吊等建筑工程機械設備的高效、科學管理提供了有力的技術支撐，有效減少和預防了安全事故的發生。一是，通過前

48、端攝像頭及監控傳感器等物聯網技術進行數據采集，可對施工現場塔吊運行過程中關鍵數據進行實時監測，包括起吊重量、高度、幅度、回轉、力矩等數據，實時掌控塔吊的運行狀態。二是，利用三維群塔防碰撞算法和塔臂區域保護機制，監視塔機的運行狀態，防止碰撞發生，并根據實時監測信息自動判斷異常，報告相關安全隱患，以便于項目及時處理。三是，通過對施工現場設備的遠程監控，便于項目管理人員查看設備的實時數據、報警記錄、工效分析等多維度分析數據，隨時隨地了解現場情況，及時進行遠程溝通，實現對設備的實時精準管控，保障工地的安全生產。 專欄專欄 3 施工施工現場設備管理案例現場設備管理案例 案例 1： 北京城市綠心三大公共建

49、筑共享配套設施 1 標段項目中安裝了 12 臺塔吊，群塔交叉施工情況較多，并且和其他標段存在塔吊施工交界，碰撞風險較高。項目采用運行塔吊監測系統后，實現施工現場塔吊設備的實時監控和智能化管理。一是，利用塔吊上安裝的高空攝像頭精確識別違規作業現象，通過數字廣播及時提醒工人改正違規作業，達到更有效的實時現場管控效果。二是，運用平臺預警信息統計分析功能，對塔吊管理提供塔機循環次數、載重、報警信息等多維度數據分析，及時對塔司和信號工進行針對性的安全教育，避免安全事故的發生。 數字建筑發展白皮書（2022 年） 26 案例 2： 山東濰坊寒亭住房和城鄉建設局 5G 智能建造監管平臺項目采用智能建造平臺，

50、實現施工現場塔吊及吊鉤可視化管控。平臺綜合應用 5G、人工智能、邊緣計算各類感知終端等先進技術，對施工設備運行情況進行實時、動態采集，有效支持施工質量、安全、進度管理。 施工現場物料管理。借助 AIoT 技術實現對施工現場大宗物資驗收的智能管控。通過在施工現場地磅周邊及磅房內部安裝紅外對射儀、攝像頭、工控機、高拍儀、UPS 電源、磅單打印機等硬件，對物料進行快速入庫驗收、驗收記錄抓拍、一次過磅打印磅單等自動化、智能化管控，實現過磅現場實時情況的可視化、可追溯、可留存，有效避免人為因素造成的材料虧損，提升現場人員的過磅效率，同時通過對業務數據進行準確、實時收集，加強業務單據標準化管理，助力施工現