CN115033968A

CN115033968A - 一种bim项目多用户协作管理方法、系统、终端及存储介质

Info

Publication number: CN115033968A
Application number: CN202210740750.7A
Authority: CN
Inventors: 刘东全; 洪腾
Original assignee: Shenzhen Wanweiyun Digital Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Wanweiyun Digital Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-27
Filing date: 2022-06-27
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2042-06-27
Also published as: CN115033968B

Abstract

本发明涉及BIM项目多用户协作管理方法，实现方法如下：通过AutoCAD软件创建BIM项目场景；通过SketchUp软件加载BIM项目场景，获取场景的平面图，并进行三维建模，实现BIM项目正向设计；在SketchUp软件生成三维模型的同时或之后的一设定时间将三维模型依据图形生成算法转换为AutoCAD软件使用的二维图形；在SketchUp、AutoCAD、或网页上，对场景与模型的非图形信息进行编辑；在设计软件加载场景或模型时，非图形信息数据将加载到相应的场景、三维模型、或二维图形中；用户在SketchUp、AutoCAD、或网页上进行BIM设计与修改，场景或模型的三维和二维数据同步更新，实现一端更改、多端更新，在BIM项目的全周期，实现多用户、多端协同工作，有效提升项目设计开发效率。

Description

一种BIM项目多用户协作管理方法、系统、终端及存储介质

技术领域

本发明涉及BIM项目协作技术领域，更具体地说，涉及一种BIM项目多用户协作管理方法、系统、终端及存储介质。

背景技术

建筑信息模型(BIM)是指在建设项目资产的全生命周期应用模型和数字化技术手段进行信息管理的方法和技术，它的应用涵盖了从规划设计、方案及初步设计、施工图设计、施工建造、竣工交付、资产运维及最终拆除的建筑物全生命周期，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展；

目前大部分企业采用的BIM设计应用是在完成二维施工图形的条件下，再创建三维模型，俗称翻模；其中存在的主要问题是：二维设计中的错误不容易发现，碰撞等错误检查滞后，二维设计到三维模型通常是不可逆的，修改设计三维模型要重新走一遍设计流程，成本高昂；常用的BIM软件使用复杂，学习成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种BIM项目多用户协作管理方法，还提供了一种在SketchUp、AutoCAD、以及网页端实现的BIM项目多用户、多端协作管理系统、一种终端及一种存储介质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种BIM项目多用户协作管理方法，其实现方法如下：

通过AutoCAD软件创建BIM项目场景；

通过SketchUp软件加载BIM项目场景，获取场景的平面图，并进行三维建模，实现BIM项目正向设计；

在SketchUp软件生成三维模型的同时或之后的一设定时间将三维模型依据图形生成算法转换为AutoCAD软件的二维图形；

在SketchUp或AutoCAD中，对场景与模型的非图形信息进行编辑、修改处理，在设计软件加载场景或模型时，非图形信息数据将加载到相应的场景、三维模型、或二维图形中。

本发明所述的BIM项目多用户协作管理方法，其中，所述图形生成算法包括：

读取三维模型全部的实体，分类型进行处理：

边线：

判断边线是否为柔化的，是则丢弃，否则保留；判断顶点是否重复，是则丢弃，否则保留；

面：

获取面的包围的多段线，判断：三角校验是否匹配，是则保留，否则丢弃。

本发明所述的BIM项目多用户协作管理方法，其中，所述图形生成算法还包括：

设定一个最大阈值，当模型的面的数量超过该阈值时，采用模型的包围盒生成一个矩形框作为模型的二维图形。

本发明所述的BIM项目多用户协作管理方法，其中，所述方法还包括：

在系统服务器上创建BIM项目，该项目将作为BIM模型的统一数据库，所有数据存储在系统服务器上，客户端通过系统服务器与云存储进行数据的读取、存储、更新操作。

本发明所述的BIM项目多用户协作管理方法，其中，在SketchUp上进行三维建模，实现BIM项目正向设计，包括方法：

在场景中添加：

二维图形、标准构件、外部模型、创建群组以及制作的新模型中一种或多种。

本发明所述的BIM项目多用户协作管理方法，其中，所述进行三维建模进行BIM项目正向设计包括方法：

在场景中添加动态墙体；

在SketchUp软件中创建的组件可转换为动态墙体；

动态墙体具有属性：一组或多组点、组的属性outer和动态墙体高度；

获取点的规则是：获取z轴最小的面作为底面，由底面多段线的点构成的一组或多组点，每一组点具有属性outer，表明这组点构成的多段线围成的面是实心的还是空心的；

动态墙体高度的计算规则是：比较模型的所有点的z轴，最大的z轴与最小的z轴之差为墙体高度。

对场景与模型的修改，多端实时同步更新；场景或模型修改之后，修改的数据实时上传服务器，服务器判断修改是否存在冲突，如果修改没有冲突，服务器更新数据库，并将修改内容通知其他端；若修改与数据库内容版本冲突，则不更新数据库，返回拒绝修改通知；

保存场景或模型时，服务器将比对更新的模型的版本，如果模型版本不存在冲突，则更新数据库，并返回保存成功通知；如果模型版本存在冲突，则不更新数据库，返回保存失败通知，并提示存在版本冲突的模型。

一种BIM项目多用户协作管理系统，其中，所述系统包括客户端和系统服务器；

所述系统服务器用于提供创建BIM项目功能，该项目将作为BIM模型的统一数据库，所有数据存储在系统服务器上，客户端通过系统服务器与云存储进行数据的读取、存储、更新操作；

所述客户端与所述系统服务器通讯连接，用于在所述系统服务器上采用如上述BIM项目多用户协作管理方法对BIM项目进行协作管理。

一种BIM项目多用户协作管理终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

本发明的有益效果在于：应用本申请的BIM项目多用户协作管理方式方法，在SketchUp、AutoCAD、或网页上，对场景与模型的非图形信息进行编辑；在设计软件加载场景或模型时，非图形信息数据将加载到相应的场景、三维模型、或二维图形中；用户在SketchUp、AutoCAD、或网页上进行BIM设计与修改，场景或模型的三维和二维数据同步更新，实现一端更改、多端更新，在BIM项目的全周期，实现多用户、多端协同工作，有效提升项目设计开发效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的BIM项目多用户协作管理方法流程图；

图2是本发明较佳实施例的BIM项目多用户协作管理方法在SketchUp中创建产品示意图；

图3是本发明较佳实施例的BIM项目多用户协作管理方法BIM项目制作流程图；

图4是本发明较佳实施例的BIM项目多用户协作管理方法版本冲突示意图；

图5是本发明较佳实施例的BIM项目多用户协作管理系统原理框图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的BIM项目多用户协作管理方法，如图1所示，包括实现方法如下：

S01：通过AutoCAD软件创建BIM项目场景；

S02：通过SketchUp软件加载BIM项目场景，获取场景的平面图，并进行三维建模，实现BIM项目正向设计；

S03：在SketchUp软件生成三维模型的同时或之后的一设定时间将三维模型依据图形生成算法转换为AutoCAD软件的二维图形；

S04：在SketchUp或AutoCAD中，对场景与模型的非图形信息进行编辑，在设计软件加载场景或模型时，非图形信息数据将加载到相应的场景、三维模型、或二维图形中；

应用本申请的BIM项目多用户协作管理方式方法，在SketchUp、AutoCAD、或网页上，对场景与模型的非图形信息进行编辑；在设计软件加载场景或模型时，非图形信息数据将加载到相应的场景、三维模型、或二维图形中；用户在SketchUp、AutoCAD、或网页上进行BIM设计与修改，场景或模型的三维和二维数据同步更新，实现一端更改、多端更新，在BIM项目的全周期，实现多用户、多端协同工作，有效提升项目设计开发效率。

BIM构件是BIM模型的基本元素，比如一个零部件、一个家具等都可以成为一个BIM构件；BIM构件包括了模型的三维数据、二维图形、以及其他非几何属性。

BIM建模过程中使用到的构件不是从零开始创建，需要构件库的支持，用户使用已有的构件库中的预制好的构件，像搭积木一样构建自己的模型信息。

BIM构件除了包含产品的真实外形，还可包含品牌、型号、系列名称、产品的性能、价格、尺寸、使用说明等信息，因此构件也称之为产品，创建BIM构件就是创建产品的过程。

产品按通用性分为：通用产品库、专业产品库；按可见性分为：个人产品库、标准产品库、公共产品库；普通用户可以上传、修改个人产品库中的产品，以及使用公共产品库中的产品；具有管理权限的用户可以上传和修改标准产品库、公共产品库中的产品；

详细说明如下：

如图2所示，设计师在SketchUp中创建产品。以新建个人产品为例，用户填写产品的基本属性，选择已经创建好的模型，就可以把模型作为BIM产品上传到个人产品库；

对于已有的产品模型，用户可以修改产品模型的三维几何信息、替换二维图块、替换缩略图、修改非几何信息等；

图形生成算法用于自动生成模型的二维图形，核心功能在于简化模型的边线，同时保持模型的外观特征；

图形生成的基本算法包括：

读取三维模型全部的实体，分类型进行处理：

边线：

-如果边线是柔化的，丢弃。

-如果顶点重复，丢弃。

-其他情况，保留；

面：

获取面的包围的多段线，判断：

-三角校验不匹配，丢弃。

-其他情况，保留。

对于面数很多的复杂模型，上述算法生成的二维图形仍然过于复杂，而且耗时较长，为了简化处理，可以设定一个最大阈值，超过这个阈值的模型，则用该模型的包围盒生成一个矩形框作为模型的二维图形。

用户也可以在AutoCAD或网页端创建产品，使用与图2相同的界面填写产品的基本属性，然后选择图块上传到产品库；

在AutoCAD中用户也可以修改模型的二维图块、非几何属性等；

如图3所示，BIM项目制作流程如下：

在BIM项目开始阶段，首先明确建模目标，并在系统上创建BIM项目，该项目将作为BIM模型的统一数据库。所有数据存储在云存储服务上，各个客户端通过系统服务器与云存储进行数据的读取、存储、更新等操作。

其他准备工作还包括建立项目的材质库，建立项目的构件库，确定标高轴网等；

建筑结构设计师在AutoCAD中创建BIM项目场景，创建轴网等基础标记。

然后设计师在SketchUp中加载该项目场景，获取场景的平面图，开始进行三维建模；

设计师在场景中添加：

二维图形：线段、多段线、圆形、弧形等；标注；

这里生成的二维图形作为场景的三维内容，将显示在三维场景中(SketchUp和网页三维场景)，在AutoCAD平面图纸中不显示；

加载标准构件：例如门、窗等标准构件；标准构件是预制好的构建，用户从标准构建库中选择或直接使用默认构件；标准构建可以带有参数，以便不同的软件平台上动态生成；例如，在SketchUp中可以通过创建动态组件，预先做好门、窗的skp文件，显示时直接加载对应的skp文件；标准构件的二维图形是在创建构件时制作好的，已经存在数据库中；

加载外部模型：外部模型必须是SketchUp组件，如果不是，则将它创建为SketchUp组件；

在场景保存的时候，系统将上传该模型到产品库，并生成模型的二维图形。用户可以在产品库中修改模型的属性；

创建群组：群组形成场景中构件的目录树结构；

制作新模型：在SketchUp中为每个模型创建组件，组件可以复用。每个组件将生成一个构件，它是二维数据和三维数据的绑定。二维图形在上传时由系统自动生成，用户可以修改；

动态墙体：在SketchUp中创建组件，如果组件定义的名称是特定名称开头，例如，以“万维组件”开头，则作为动态墙体处理。用户可以选中一组组件实例，批量转换选中的组件实例为动态墙体；

动态墙体具有属性：一组或多组点，组的属性outer，动态墙体高度；

获取动态墙体的点的规则是：获取z轴最小的面作为底面，由底面多段线的点构成的一组或多组点，每一组点具有属性outer，表明这组点构成的多段线围成的面是实心的还是空心的；

墙体高度的计算规则是：比较模型的所有点的z轴，最大的z轴与最小的z轴之差为墙体高度；

二维图形与场景实例的联动：每个模型构件(产品)都有一个对应的模型二维图形，它由系统自动生成(三维模型生成二维图形)，或者由用户上传。如果该模型在场景中没有发生旋转或缩放，在AutoCAD中将使用此二维图形。如果该模型在场景中发生了旋转或缩放，系统将生成新的二维图形，这个二维图形就是该模型在当前场景下经过矩阵变换后的二维图形投影，在AutoCAD中将使用这个二维图形。

通过三维建模设计，系统同时生成了以三维模型为基础的平面图、立面图、剖面图等图纸，设计师在AutoCAD中加载/刷新BIM场景，三维设计自动生成的二维图纸就会加载到本地，设计师在AutoCAD进行进一步修改；

用户可以加载已有的图纸到BIM场景；由于外部图纸不是由三维系统生成的，需要按照系统规范经过整理；系统通过AutoCAD插件提供线段整理功能，将关联线段组合成多段线，用于在SketchUp软件中绘制面；

如果多段线表达的是规则三维实体，例如：墙体、柱子，则通过插件进行参数配置(高度、底高等)；

如果多段线表达的是标准模型，例如：门、窗等，则通过插件指定标准模型：

设置为门，属性包括：第一扇门的宽度，第二扇门的宽度，对其距离，高度；

设置为窗，属性包括：窗的宽度、窗的高度、离地高度、对其距离。

设置为动态墙体：用户可以选中多组多段线设定为动态墙体，可以将其中一组或多组多段线设定outer属性为false，表面由该多段线围成的区域为空；

设计师可以从构件库中选择构件插入场景。

通过二维图形设计的增强，设计师可以在AutoCAD直接表达三维设计结果，并且即时生成三维视图，使得设计过程更加直观，有利于设计早期检查错误；

建筑底图设计完成后，经过图纸审核，就可以交付其他专业进行建模；

其他专业建模同样采用正向设计，在统一的场景中进行；设计师下载BIM项目场景，用图层开关获取本专业的制图平面；在控制面板中选择本专业的功能和产品库。专业三维设计完成之后，设计师在AutoCAD中加载场景，设计完成的构件的二维图形就加载到本地，然后进行进一步的修改；系统可自动生成BIM项目的构件明细清单表、面积指标表、机电估算指标表等，表格可以下载为Excel文件。

自动生成各专业算量表。各自专业创建了自己的工程计算表，数据源是统一的，在SketchUp、AutoCAD、Web端，都可以查看各种工程计算表；

SketchUp场景中的实体，对于不同类型的实体与目录树的节点对应关系如下：

组件实例(ComponentInstance)

顶层组件实例作为一个模型节点，不再进行分解。每个模型节点自动生成二维图块和缩略图；组件定义(ComponentDefinition)作为模型定义，模型定义可以复用。

群组(Group)通常作为目录树层次表达，但有一种情况例外，如果群组包含的实体只有面和边线，不存在组件实例或群组，则该群组作为模型节点。

BIM数据使用云存储服务，当用户打开模型时，模型的BIM数据将通过服务器从云存储同步到本地；用户通过资源目录树浏览BIM信息；当云存储数据发生改变，用户将收到通知，并且目录树上该模型将标记为已修改。

模型的状态有四种：

-正常：本地模型与云存储一致；

-已修改，未更新：云存储已经修改，尚未刷新本地数据；

-已修改，未保存：本地已修改，尚未同步到云存储；

-冲突：云存储和本地都已经修改；

群组同样具有以下四种状态：

-正常：本群组及子群组的所有本地模型与云存储一致；

-已修改，未更新：本群组或子群组包含有云存储已经修改，本地尚未刷新的模型；

-已修改，未保存：本群组或子群组包含有本地已修改，尚未同步到云存储的模型；

-冲突：本群组或子群组包含有云存储和本地都已经修改的模型；

用户可以选择更新部分模型，或者刷新整个本地BIM模型；

在传统设计过程中，当项目完成平面设计并更新底图后通常称为一个迭代周期，而用本系统实现的BIM正向设计中，各设计人员在同一个平台、同一个模型中进行设计，每一次模型的同步都可看作一个迭代周期，与传统CAD设计中参照底图的协同模式相比，BIM正向设计的协调性优势明显，通过在设计平台中三维模型的同步，不仅可以实现各设计人员的实时沟通，还可以更便利、快速地发现设计问题并修改，从而使设计内容前置化，有效避免后期返工现象并且提高设计质量；

对于更新版本的控制：

在传统的制图过程中，外部参照的修改必须反馈给设计师，由设计师修改底图，再发送新的底图作为外部参照使用；本系统允许多个用户协作带来的便利同时，版本控制成为一个突出问题。AutoCAD、Web用户、SketchUp可以共同修改同一个模型设计，为了保证每次修改都有记录，系统提供版本控制功能，记录每次提交的修改。

除了版本记录，多人协作修改带来的另外一个问题是版本冲突；

如图4所示，用户A在Tag:1节点下载了模型，进行修改1、2、3，用户在节点4下载该模型；当用户A保存修改的模型时，就会造成冲突，这个冲突是因为节点4的修改会被覆盖。同样，用户B在将修改保存时，也会造成冲突。

为了解决协作冲突，系统使用构件的guid的变化来判断构件是否已经被修改，如果用户修改的是不同构件，系统将自动合并提交。如果多个用户同时修改了一个构件，比如，AutoCAD用户修改了模型的位置，并保存，SketchUp用户修改了同一个模型的大小，保存时系统提示用户，该模型已经被其他用户修改，拒绝合并。

当用户第一次下载场景时，所有模型是最新的版本。当其他用户已经修改了场景，消息通知用户模型已经进行了修改，并且在BIM树上标记已经更新的模型。用户通过刷新按钮进行更新；

一种BIM项目多用户协作管理系统，如图5所示，系统包括客户端1和系统服务器2；

系统服务器2用于提供创建BIM项目功能，该项目将作为BIM模型的统一数据库，所有数据存储在系统服务器上，客户端通过系统服务器与云存储进行数据的读取、存储、更新操作；

客户端1与系统服务器2通讯连接，用于在系统服务器上采用如上述BIM项目多用户协作管理方法对BIM项目进行协作管理；

应用本申请的BIM项目多用户协作管理方式方法，用户可以先采用SketchUp软件进行三维模型建立，然后可以通过将三维模型转换成二维图形，通过AutoCAD软件进行参数的调整后更新保存，而且在BIM项目的全周期，设计的修订都可以多人、多端实现，解决BIM项目多人在线协作的难题，能够有效提升项目设计开发效率。

一种BIM项目多用户协作管理终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现如上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，实现方法如下：

通过AutoCAD软件创建BIM项目场景；

在SketchUp或AutoCAD中，对场景与模型的非图形信息进行编辑，在设计软件加载场景或模型时，非图形信息数据将加载到相应的场景、三维模型、或二维图形中。

2.根据权利要求1所述的BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，所述图形生成算法包括：

读取SketchUp软件的三维模型全部的实体，分类型进行处理：

边线：

面：

3.根据权利要求2所述的BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，所述图形生成算法还包括：

4.根据权利要求1所述的BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求1-4任一所述的BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，在SketchUp中进行三维建模，实现BIM项目正向设计，包括方法：

在场景中添加：

6.根据权利要求5所述的BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，所述进行三维建模进行BIM项目正向设计包括方法：

在场景中添加动态墙体；

在SketchUp软件中创建的组件可转换为动态墙体；

7.根据权利要求1-4任一所述的BIM项目多用户协作管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种BIM项目多用户协作管理系统，其特征在于，所述系统包括客户端和系统服务器；

所述客户端与所述系统服务器通讯连接，用于在所述系统服务器上采用如权利要求1-7任一所述BIM项目多用户协作管理方法对BIM项目进行协作管理。

9.一种BIM项目多用户协作管理终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。