北京構力：構建從BIM到CIM的整體解決方案

文｜中國建筑科學研究院北京構力科技有限公司

為推進“新城建”決策部署，助力城市CIM 基礎平臺的建設，北京構力科技有限公司（以下簡稱北京構力）積極發揮企業在建筑信息模型領域的技術優勢，實施工程建設項目審批三維電子報建，構建從建筑信息模型構筑城市信息模型的系統性解決方案。

一、BIM 交付BIM 審查對接CIM 平臺整體解決方案

2015年，在上海舉辦的第九屆“規劃實務論壇”上，同濟大學吳志強院士提出了城市智慧模型，從BIM 提升到CIM，將BIM 作為CIM 的一個單元。吳院士提出，城市是生命體，建筑是細胞，從BIM 到CIM，應該是一個從細胞到生命體之間的變化。為了解決智慧城市的問題，單個的BIM 是不夠的，需要聯絡網絡將單體之間聯系起來，構建豐富多元的“CIM+”應用體系，實現建筑從設計、施工到運維全生命周期數據信息的集成和管理。

2025年前，住房和城鄉建設部將在全國范圍推進CIM 基礎平臺建設，實現CIM 基礎平臺與BIM 軟件系統兼容協同發展。為助力各地CIM 基礎平臺數據建設，將BIM 模型數據匯入CIM 基礎平臺，形成規建管全過程的統一數據監管，北京構力總結廣州、南京、廈門、雄安新區、中新天津生態城、湖南省等實踐經驗，提出從針對建設單位的自主BIM 交付，到針對政府相關部門的BIM 審查，最后數據匯入CIM 平臺進行運行維護的行業全流程BIM 解決方案。

PKPM 全流程BIM 解決方案從設計階段入手推進BIM 技術應用，自主研發BIM 國產三維圖形引擎技術，帶動BIM 行業國產化的生態圈，以此來解決目前形勢嚴峻的信息安全問題。同步為政府建設BIM 審查平臺，進一步為工程建設項目改革提質增效。最終使用統一公開數據格式對接CIM 平臺，打造建筑物、基礎設施模型與地理信息技術的融合，建設智慧城市和數字中國，提升城市精細化、智慧化管理水平。

二、打造自主可控BIM 交付，提升行業信息化水平

圖1 BIM 交付BIM 審查對接CIM 平臺整體解決方案框架

圖2 PKPM 全流程BIM 解決方案頂層設計

此前住房和城鄉建設部針對國內主要設計、施工、咨詢類建筑企業及軟件研發企業組織了BIM 軟件應用及開發情況調研。調查結果顯示，建筑行業BIM 軟件的使用中以美國Revit 系列軟件為主，國產BIM 軟件未形成產業規模，缺乏二次開發的生態環境，由此帶來的信息安全已經引起廣泛的關注。同時，Revit 軟件雖然使用普遍，但也存在學習成本高、不符合國內標準等問題，導致企業BIM 人才缺乏，也成為當下BIM技術推廣的一大阻力。

為了解決以上問題，實現自主可控全流程BIM 技術應用，構力自2010年起著手研發自主可控BIM 軟件，經過十余年的匠心研發，為行業設計階段提供BIM設計自審交付解決方案，打造基于國產自主內核平臺BIMBase 開發的PKPM-BIM 建筑全專業協同設計系統（簡稱PKPM-BIM）。該系統擁有100%國產化核心技術，保證核心信息安全，建立建筑工程協同工作專業信息共享平臺，集成多專業應用軟件和管理系統，支撐裝配式建筑、BIM 設計、BIM 報審、CIM 平臺、智能建造平臺、石化行業、國家電網、國防軍工等行業應用，為建筑企業提供更符合中國建筑規范和工作流程的BIM 整體解決方案。

（1）安全可控國產BIM 核心。打造自主可控的本土化BIM 技術，有效解決信息安全問題，加強信息基礎設施安全保障，保證國家重要領域的數據安全。目前通過合作項目的實踐，軟件已可以應用于常規造型建筑項目，待下一步通過項目的應用迭代，逐步提升軟件成熟度。

（2）本地化使用習慣。為增強軟件的適應性，為設計師提供易學好用、符合本地需求的專業設計工具，該平臺基于國內使用者的習慣進行開發，降低BIM 設計軟件的使用門檻。如軸網、樓層工具、門窗等軟件功能簡單易用，快捷鍵中編輯操作與CAD 一致，其它使用中文首字母縮寫方式，使設計師能夠快速適應軟件操作，將更多精力放在方案本身而非軟件使用上，提高效率。

圖3 PKPM 全專業BIM 產品及應用框架

（3）便捷的規范自審功能。軟件包含內置智能審查功能，輔助設計師及時查找設計缺陷：將所需審查的構件屬性內置，無需再安裝插件進行重復操作；實時修改，減少提交報審后的反復調整，幫助企業快速通過審查。從軟件底層支持國標規范的邏輯，以此更好地支持基于國標規范的BIM 施工圖審查。

三、BIM 技術規建管一體化應用，助推治理模式創新

為探索BIM 技術在工程建設項目規、建、管全流程、全周期的一體化應用，推出了針對規劃報建審查審批系統和BIM 施工圖審查系統。

1.規劃審批應用：BIM 規劃報建審查審批系統PKPM-UPA

建研構力BIM 規劃報建審查審批系統（簡稱PKPM-UPA），是針對建設工程項目規劃報建審批所開發的BIM 審查審批系統。該系統可輕松對接各種BIM軟件，可對BIM 模型進行指標自動化計算，具有輕量化模型顯示、線上審查審批、一鍵導出項目審查報告等功能。通過審查的BIM 模型及數據無縫接入城市管理（CIM）平臺，提升報建審批質量及效率，為智慧城市提供建筑模型和數據，助力建設領域的數字化、信息化、智能化發展。

（1）打造高效的三維電子報建系統

PKPM-UPA 致力于幫助政府提高信息化監管能力，建設綠色化審批管理系統，借助信息化手段實現規劃指標自動審核，開創審批提速新模式，進一步提高服務水平，為工改提質增效。通過計算機審查，減少人工審核偏差，打造指標和模型聯動顯示，通過三維可視化效果打破溝通壁壘，縮短審批周期的同時提高審批質量，提高城市設計水平。

（2）推進試點項目應用

圖4 中新天津生態城PKPM-UPA 審查流程

針對住房和城鄉建設部試點工作任務，與廈門、雄安新區、中新天津生態城緊密合作，圍繞制度、標準、平臺、工具四大部分工作內容，形成BIM 規劃報建審查審批線上系統、建設工程BIM 規劃報建配套標準體系、報建成果與CIM 平臺銜接等建設成果。

2.施工圖審查應用：BIM 施工圖審查系統PKPM-GBC

BIM 施工圖審查系統PKPM-GBC 是基于BIM 三維模型的國產智能審查系統，在基于BIM 技術的模型審查領域具有國內國際領先水平。該系統使用行業通用、統一、開放的標準數據格式，規整了多源BIM 模型，利用云端引擎在網頁端進行模型瀏覽與智能審查，智能審查范圍包含房建領域建筑、結構、機電、消防、人防、節能等各專業。利用BIM 技術和三維模型的先天優勢，基于結構化自然語言構建了領域規則庫，快、全、準、省地檢查出BIM 設計模型違反重難點規范條文的部分，自動生成審查報告。

（1）專業的審查系統

BIM 智能審查范圍包括建筑、結構、給排水、暖通、電氣五大專業，消防、節能、人防三大專項。如建筑消防，可快速判斷模型中防火分區、疏散距離的設計是否滿足規范限值；對于結構專業，可自動檢查出配筋不足、抗震構造違反強條等安全性問題。針對節能專業，對熱工性能、窗墻比、氣密性等進行綠建和節能計算審查?？?、全、準、省地檢查出全專業BIM 設計模型違反重難點規范條文的部分，提升設計人員、審圖人員的工作效率。

（2）豐富的實踐經驗

該系統目前已在雄安新區、廣州、湖南、南京等多個城市地區落地實施，通過不斷的實踐探索，促進傳統的人工審查逐步轉變為智能化的自動審查，大幅提高施工圖審查效率，降低審核重點難點漏審率，對推動我國施工圖審查的轉型升級具有重要意義。

湖南省于2020年8月正式上線運行施工圖BIM審查系統，成為我國首個省級施工圖三維數字化審查系統；廣州市作為住房和城鄉建設部CIM 試點城市之一，亦于2020年10月上線運行施工圖三維數字化審查系統，并對接廣州市智慧城市CIM 平臺。據不完全統計，截至2021年2月，上述兩地有百余項目已通過或正在進行施工圖BIM 審查。

四、BIM 數據對接CIM 平臺，構建城市數據資源體系

通過審查審批系統的BIM 模型可為CIM 平臺提供精細化建筑信息模型，使得BIM 審查成果提質增效，推動CIM+智慧應用，幫助城市運營管理，提升城市綜合運行管理能力，為建設新型智慧城市提供完整解決方案。

BIM 數據是可視化的城市運行管理的基礎，通過各類屬性數據庫建設CIM+應用，根據需要搭建應用場景，進行城市BIM 模型三維場景全景展示，使決策者更為直觀地了解城市運行情況。BIM 技術的靈活運用最終實現利用大數據收集信息，云計算進行科學分析篩選，優化城市科學決策、管理、服務，幫助實現和決策指揮等功能，擁有廣闊的應用場景。

圖5 BIM 數據的CIM+應用場景