數字化工程管理與建筑CAD圖形智能識別的分析探究

蘇 湘

（陜西職業技術學院,西安 710100）

0 引言

數字化管理即利用現代信息技術，如計算機、網絡等，通過統計技術量化管理對象和管理行為，實現研發、計劃、組織、生產、協調、銷售、服務、創新等職能的管理活動和方法。數字化統計能極大地提高了計算的效率，提高了計算的精準度，有效避免人工統計的誤差。采用現代信息技術能實現管理信息的共享，構建系統的管理信息網，為決策提供依據，部分智能系統還能根據各項信息，參考典型案例和專家方法，提出決策意見。總之，數字化管理能極大的提高管理水平，有利于企業高效運轉，在各個領域的管理中已經得到廣泛應用。在工程管理中，采用現代信息技術，進行量化管理，有利于資源的合理分配，有利于工程造價的控制，有利于工程質量的控制，提高工程管理的水平，提高企業經濟效益。

1 數字化工程管理

工程管理是對工程從設想、工程實施、到工程竣工全過程的管理，主要包括前期勘察、設計管理、預算管理，招標管理，采購管理，施工管理，工程后期試運行管理等等，系統龐雜，內容繁瑣，為工程管理增加了難度，引進現代信息技術，改革傳統管理模式，實現數字化管理十分迫切。數字化工程管理即采用現代信息技術，對工程管理的各個環節實現數字化管理：在工程前期，對工程立項、勘察、設計等工作實現數字化管理，對建設投資單位收集的信息、勘察單位勘察的信息、設計單位的相關設計信息采用計算機統計，使用網絡實現共享，為科學預算、施工計劃提供充足的信息；利用網絡實現招標信息的公開化，促進招標工作公平、公開進行，對投標單位的施工組織設計、工程量、報價等信息實現數字化、網絡化；在施工管理過程中，對成本管理、質量管理、進度管理的各項信息使用計算機統計并進行共享，促進施工的高效進行；工程完成后，對工程的結算統計使用計算機處理更加精準，對工程驗收的相關數據做好統計，使用計算機系統進行評估，能提高工程驗收的科學準確性，對工程做好最后把關。

建筑CAD圖形智能識別技術在工程管理中的作用主要表現在工程前期的管理。在工程管理前期的造價預算中，需要根據設計圖紙，對工程量、人流物流數據、各個子項目數據進行人工估計、計算，不僅消耗大量的人力，效率低下，還有可能出現較大的誤差，降低預算的科學性。利用計算機等現代信息技術，實現對CAD圖紙智能識別，智能分析相關工程量數據、人流物流數據、子項目數據，在這些數據的基礎上自動設計管理方案，為管理人員決策提供依據，實現建筑工程設計與施工一體化，提高施工效率，還能針對相關數據，結合市場行情做出合理的預算，提高工程造價預算的科學性。

2 建筑CAD圖形智能識別技術

2.1 CAD圖形智能識別技術

CAD（Computer-Aided and Design）技術，即計算機輔助設計技術，是計算機圖形學與工程設計技術相結合的產物，能幫助人們進行工程或產品設計，設計者利用CAD技術將自身的邏輯判斷、綜合分析、創造設想，以圖像的形式表現出來，能有效節省設計時間，加快設計進度，同時CAD技術的精準性為設計產品的質量提供了技術保障。CAD圖形智能識別技術，即采用CAD智能提取工程量信息，進行工程量計算，對相應的人流物流分配、施工進度計劃、實施計劃的報表等信息進行智能分析、自動生成，還能及時反饋信息，提高工程設計的質量。

2.2 CAD智能識別技術對工程量信息的處理

CAD智能識別技術對工程量信息的處理首要前提是CAD圖形文件符合自動識別的要求，對不符合要求的CAD圖紙需要進行預先處理，處理的第一步是約定化處理，主要包括對CAD圖形的比例進行約定，對各圖層的命名、功能進行約定，對建筑施工圖中鋼筋專門設置圖層，對其顏色、線條、非幾何信息等全面描述，對墻線的尺寸、線條進行約定等。第二步是信息植入，主要是圖元進行相關幾何信息的植入，例如對鋼筋的類型、長度、直徑等信息進行植入，并保證信息準確性，不遺漏信息，信息的植入也要按照規定的格式進行。第三部是約束處理，目的在于保證工程量信息提取的唯一性。例如，CAD圖形文件對同一工程實體的描述可能會有兩個甚至更過的視圖，CAD智能識別進行工程量信息提取時，容易重復計算或遺漏，需要對CAD圖形文件實現約束法。完成對不合要求的CAD圖形文件進行處理后，CAD智能識別技術能對CAD圖紙設計中的數據進行自動提取，對不同的工程進行工程量累計，計算直接工程費用。

2.3 CAD智能識別技術對工程直接費的計算。

工程直接費是指在施工中消耗的、構成工程實體的各種材料等費用，工程量是工程直接費預算的主要依據。單項工程的直接費主要由土建工程費用、供水排水安裝工程費用、電氣安裝費用等組成，其中土建工程費用比重最大，占總工程費用的百分之九十左右，土建工程又主要由鋼筋工程、混凝土工程、墻體工程組成，以及另外一些輔助工程，如樁基工程等。

2.3.1 鋼筋工程量

鋼筋工程量按重量計算，接頭的鋼筋用量按照施工圖計算鋼筋凈用量，在對鋼筋工程量進行統計時，需要包括以下信息：鋼筋彎鉤長度，工程構建的高度和保護層厚度，通過這些信息按照計算公式計算出鋼筋的總長度。此外還需要計算出相應規格的每根鋼筋的重量，每根相應規格的鋼筋重量等于每根相應規格鋼筋的比重乘以長度，另外加上損耗。計算出鋼筋總長度和相應規格每根鋼筋的重量后可計算出鋼筋工程量。在CAD設計圖紙中需要準確標明鋼筋的類型、鋼筋彎鉤長度、工程構建高度、保護厚度等信息，方面CAD智能識別技術提取信息，按照公式自動生成數據。

2.3.2 混凝土工程量

混凝土工程量以立方量計算，主要包括樓層地面混凝土立方量和梁柱的混凝土立方量，以及其他構件立方量，如樓梯、陽臺、雨棚等零星結構。對現澆構件混凝土工程量的計算按照設計圖的尺寸，計算工程實體的體積，對預制構件混凝土工程量的計算也是根據設計圖的尺寸計算出工程實體的體積，另外還需加上損耗量。在CAD設計圖紙中，需要標明混凝土構件及其的尺寸，方便CAD圖形智能識別技術提取相應信息，按照預設計算公式計算出相應的工程量數據。

2.3.3 墻體工程量

墻體工程量根據墻實體的體積立方量計算，主要參考墻體的面積和厚度，計算出墻體體積。在CAD設計圖紙中，需要對相應的圖元信息進行表示，標明墻體的高度、橫截面積，以及窗、門等空間的尺寸，方面CAD圖像智能識別技術提取相關信息，自動生成墻體工程量數據。

2.3.4 工程直接費用計算流程

將相應的、符合要求的CAD設計圖形輸入系統，CAD智能識別系統開始自動識別CAD圖形；將不同的工程量信息進行分別累積、計算；當系統統計完CAD設計圖紙中所有工程量信息后，自動建立數據庫，并自動進行驗算，防止遺漏；CAD圖像智能識別系統根據市場單價進行各項工程量費用的計算，如將混凝土工程量乘以一立方所需混凝土的價格，得出混凝土工程費用，最后將所有工程量統計，并計算出工程直接費。

2.4 自動生成數字化工程實施方案

建筑CAD圖形智能識別系統通過對工程量信息進行提取，計算相應的工作量，計算出工程的直接費用，建立起工程量信息與人流、物流的關系網，即根據工程量和工程各類別，分析需要的人力、物力資源。在此基礎上設計出合理的施工方案，根據工程實際需要合理分配人力、物力資源。

3 建筑CAD圖形智能識別對工程管理的作用

3.1 優化設計

實現建筑CAD圖形智能識別，首先需要對CAD設計圖紙進行約定化處理，對工程量信息進行充分地統計、準確地植入，因而使用CAD智能識別系統能加強設計人員設計的全面性、準確性意識，在設計過程中自覺完善設計圖；再者，CAD圖形智能識別系統能檢測出不合理的數據信息，反饋給設計人員，刺激設計人員對設計進行優化。

3.2 有利于科學預算

工程造價的預算主要包括直接工程費預算、間接工程費預算、計劃利潤、稅金。工程直接費在工程造價中比重最大，對工程直接費進行有效合理的預算、控制，可以有效控制工程總造價。工程量是工程直接費計算的重要部分，與設計緊密相關，根據設計圖紙對工程量進行計算能較準確地計算出工程直接費。建筑CAD圖形智能識別系統能對CAD設計圖紙進行工程量信息提取、統計，結合市場材料價格計算出工程直接費。CAD圖形智能識別系統計算出的工程直接費基于一系列的工程具體數據的基礎上，具有較高的科學性、精準性，有利于實現工程總造價預算的合理化、科學化。此外，CAD圖像智能識別系統在對工程量信息進行提取、累計后自動生成數據庫，并自動生成相應的人流、物流信息，有利于提高對人力、機械等投入成本預算的準確性。

3.3 有利于實現設計施工一體化

CAD圖形智能識別系統能在工程量信息基礎上，計算出各個子項目所需要的人力、物力資源，計算出完成子項目需要的時間，設計出施工方案和施工進度計劃，形成數字化的管理方案，根據工程需求，合理調配人力、物力資源，利用有限的資源實現工程高效的運轉。CAD圖形智能識別系統自動設計的施工、管理方案是在設計的基礎上進行，能有效避免設計與施工的脫節，實現設計施工一體化。

4 結束語

CAD圖像智能識別系統能自動提取工程量信息，進行工程量計算和工程的直接費計算，對工程前期的設計管理、預算起著有效的促進作用，為工程的施工提供有效方案，有利于提高工程的管理水平，提高工程的效率，實現設計施工一體化。但是目前國內的CAD智能識別系統還不完善，需要我們進一步開發。CAD圖像智能識別是只實現工程管理數字化的一部分，全面實現工程管理數字化將大大提高工程管理的水平，實現對工程造價、工程質量的有效控制，促進工程的高效進行。

[1]陸再林.基于圖形理解的建筑工程量信息獲取原理、方法及其應用研究[D].浙江大學2002

[2]高峰.產品形式的“數字建構”——當代高技派建筑的數字化設計趨向簡析[J].建筑師.2010(02)