机床功能部件项目建筑信息模型BIM与建筑智能化【范文】

1、机床功能部件项目建筑信息模型BIM与建筑智能化xx集团有限公司目录第一章 项目背景分析4一、 行业发展概况7第二章 项目基本情况9一、 项目承办单位9二、 项目实施的可行性10三、 项目建设选址11四、 建筑物建设规模11五、 项目总投资及资金构成11六、 资金筹措方案12七、 项目预期经济效益规划目标12八、 项目建设进度规划12第三章 建筑信息模型BIM与建筑智能化15一、 BIM技术应用价值价值15二、 BIM技术发展趋势17三、 智能建筑与智慧城市21四、 新一代智能制造技术在建筑业的应用29五、 BIM技术在运营维护阶段的应用32六、 BIM技术在规划设计阶段的应用36第四章47一、

2、 基本假设及基础参数选取47二、 经济评价财务测算47三、 项目盈利能力分析51四、 财务生存能力分析54五、 偿债能力分析54六、 经济评价结论56第五章57一、 投资估算的编制说明57二、 建设投资估算57三、 建设期利息59四、 流动资金60五、 项目总投资62六、 资金筹措与投资计划63第一章 项目背景分析拓展经济发展新空间。紧紧抓住转变经济发展方式的窗口期，释放新需求，创造新供给，用发展新空间培育发展新动力，用发展新动力开拓发展新空间。优化市域发展空间。按照新的行政区划版图，做好新一轮城市总体规划修编工作，明确各辖市区的发展定位，更好促进各板块形成统筹联动、合理分工、各具特色、功能衔

3、接的融合发展格局，提升城市整体发展能级。推动常州高新区、武进高新区两个国家级高新区争先进位，推进常州经济开发区和金坛、溧阳经济开发区升格为国家级，加快形成“东南西北”联动格局。进一步支持县域经济发展壮大，持续推进“四个西进”，加快常金一体化进程，推动溧阳“宁杭经济带重要副中心城市”建设。加强市级统筹，制定全市产业布局规划，引导重大项目向重点园区集聚、特色产业向特色园区集聚，实现布局优化、错位竞争、特色发展。顺应长三角区域发展一体化进程，更好接轨上海、融入上海，充分发挥在苏锡常都市圈中的特色优势。拓展产业发展空间。推广新型孵化模式，发展众创、众包、众扶、众筹空间。发展天使、创业、产业投资，探索多

4、元化方式建立产业基金。深入推进“个转企、小转规、规转股、股转市”，支持更多优质企业上市挂牌，鼓励企业通过资本运作做强做大。推进产业跨界融合发展，推动一二三产相互渗透、跨界融合，催生更多新产品、新业态、新商业模式。加快推进“制造智能”“制造网络”“制造服务”，让融合发展成为制造业转型升级的新路径。实施“互联网”行动计划，推进智慧常州建设，发展分享经济，促进互联网和经济社会融合发展。大力培育网络服务平台，提高平台的集聚效应和市场价值，推进数据资源开放共享。提升产品价值空间。弘扬“工匠精神”，推动“精致生产”，施行“精益管理”，专注质量、品牌和标准建设，加强知识产权保护，加快名品名牌培育，以质量和品

5、牌提升增强有效供给能力，实现产品由价格竞争向质量竞争、品牌竞争转变。加强产业集群区域品牌建设，以品牌塑造常州产业形象，推动常州发展迈入品牌时代，努力建设“质量强市”示范城市。全面提升开放水平。抢抓国家“一带一路”、长江经济带等重大开放机遇，做到对内对外开放齐抓，深化拓展“五个国际化”，努力形成全方位、多领域、深层次的开放格局。加快开放型经济转型升级。着力推动开发区转型发展，主攻高端人才、高端技术、高端产业的集聚和培育，充分发挥主阵地作用，使其成为常州先进制造业基地和产业技术创新中心建设的主要载体。着力推动外贸提档升级，进一步优化外贸产品结构，支持大型成套装备出口，鼓励先进设备和关键技术进口，提

6、高机电产品和高新技术产品进出口比重，大力发展服务贸易，使外贸结构与产业结构调整优化相匹配。着力推动利用外资由规模速度型向质量效益型转变，积极引进优质资本和先进技术，引进在全球产业链、价值链中处于中高端的产业，更有效地促进常州经济转型升级。开拓对内对外开放领域。鼓励引导光伏、轨道交通、输变电等产业积极参与“一带一路”建设，支持更多有实力的企业“走出去”，推进本土企业国际化。积极参与长江经济带建设，建设综合立体交通走廊，发挥常州港一类口岸、航空港口岸、铁路运输等功能区叠加优势，发展海陆空联运，推动航空港、常州港、综合保税区等实现“区港联动”，构建长江流域开放型经济物流区域中心。深入推进常台合作，进

7、一步深化和港澳地区的交流发展。形成对外开放新机制。完善法治化、国际化、便利化的营商环境，健全有利于合作共赢并与国际贸易投资规则相适应的体制机制。落实推广上海自贸区可复制改革试点经验的实施方案，加强开发园区、综合保税区等开放载体的功能提升和体制机制创新，全面实施单一窗口和通关一体化，全面实行准入前国民待遇加负面清单管理制度。加快跨境电子商务发展，做好华贸通外贸综合服务平台建设，积极争取国家跨境电子商务服务和市场采购贸易方式试点。一、 行业发展概况机床行业是关系国家经济的战略性产业，是装备制造业的加工母机。机床行业为装备制造业提供生产设备，几乎所有金属切削、成形过程均需借助机床实现，是构成现代工业

8、的心脏。2009年，国内机床制造业的经济规模超越德国和日本跃居世界第一位，并且一直保持至今。机床工具分类：主要包括金属切削机床、金属成形机床、铸造机械、木工机械、机床附件、工量具及量仪、磨料磨具和其他金属加工机械等八个子行业。下游客户包括传统机械、汽车工业、电力设备、铁路机车、船舶、国防工业、航空航天工业、石油化工、工程机械、电子信息技术工业以及其他加工工业。机床工具主要由结构件（铸铁、钢件等）、数控系统、驱动系统（驱动电机和驱动装置）、传动系统（导轨、丝杠、主轴等）、刀库刀塔及组件等组成。其中，结构件经半精加工/精加工后形成机床床身、梁柱等起到结构支撑功能；控制系统是机床的控制核心，通过编程

9、实现金属切削的命令产生和传达，直接影响机床功能实现和加工效率；驱动系统主要起到执行控制系统命令，实现机床部件运动的功能，影响机床功能的实现及稳定性；传动系统主要包括导轨、丝杠、主轴等零部件，是机床部件运动的载体，直接影响加工精度；刀库、刀塔及组件是机床执行金属切削功能的部件，直接影响加工精度和加工效率；此外，机床其他部件还包括螺钉、螺栓等通用件。刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其最大特点大幅缩短加工时程，降低生产成本；刀库产品品质的优劣，直接关系到机床工具的整体效能表现。主轴是机床上带动工件或刀具旋转从而实现机床切削加工的核心部件，分为机械主轴及电主轴。机械主轴使

10、用较早，特点为转速低、切削能力强、精度低，电主轴为近些年来新兴技术，特点为转速高、精度高、体积小、适应性强。转台是三轴机床实现向五轴机床升级转型的必要提升条件，要实现五轴联动功能必须要配备转台。矿物质床身是由无机矿物材料与高性能有机材料复合而成的。因其精度高不易变形、吸震能力强、环保、设计自由度高等性能的优越性，广泛应用于高精度机床、测量设备、医疗设备、半导体设备、机械臂等领域。第二章 项目基本情况一、 项目承办单位（一）项目承办单位名称xx集团有限公司（二）项目联系人袁xx（三）项目建设单位概况公司不断推动企业品牌建设，实施品牌战略，增强品牌意识，提升品牌管理能力，实现从产品服务经营向品牌经

11、营转变。公司积极申报注册国家及本区域著名商标等，加强品牌策划与设计，丰富品牌内涵，不断提高自主品牌产品和服务市场份额。推进区域品牌建设，提高区域内企业影响力。公司始终坚持“人本、诚信、创新、共赢”的经营理念，以“市场为导向、顾客为中心”的企业服务宗旨，竭诚为国内外客户提供优质产品和一流服务，欢迎各界人士光临指导和洽谈业务。公司不断建设和完善企业信息化服务平台，实施“互联网+”企业专项行动，推广适合企业需求的信息化产品和服务，促进互联网和信息技术在企业经营管理各个环节中的应用，业通过信息化提高效率和效益。搭建信息化服务平台，培育产业链，打造创新链，提升价值链，促进带动产业链上下游企业协同发展。本

12、公司秉承“顾客至上，锐意进取”的经营理念，坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念，将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本，在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要，是我们不懈的追求”的企业观念，面对经济发展步入快车道的良好机遇，正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。二、 项目实施的可行性刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其最大特点大幅缩短加工时程，降低生产成本；刀库产品品质的优劣，直接关系到机床工具的整体效能表现。主轴是机床上带动工件或刀具旋转从而实现机床切削加工的核心部件，分为机械主轴及电主轴。机械主轴使

13、用较早，特点为转速低、切削能力强、精度低，电主轴为近些年来新兴技术，特点为转速高、精度高、体积小、适应性强。（一）长期的技术积累为项目的实施奠定了坚实基础目前，公司已具备产品大批量生产的技术条件，并已获得了下游客户的普遍认可，为项目的实施奠定了坚实的基础。（二）国家政策支持国内产业的发展近年来，我国政府出台了一系列政策鼓励、规范产业发展。在国家政策的助推下，本产业已成为我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业，伴随着提质增效等长效机制政策的引导，本产业将进入持续健康发展的快车道，项目产品亦随之快速升级发展。三、 项目建设选址本期项目选址位于xxx（待定），占地面积约35.00亩。项目拟定建设区域地

14、理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。四、 建筑物建设规模本期项目建筑面积37459.43，其中：主体工程25610.11，仓储工程6250.91，行政办公及生活服务设施2869.28，公共工程2729.13。五、 项目总投资及资金构成（一）项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资16401.38万元，其中：建设投资13020.48万元，占项目总投资的79.39%；建设期利息274.07万元，占项目总投资的1.67%；流动资金3106.83万元，占项目总投资的18.94%。（二）建设投资构成

15、本期项目建设投资13020.48万元，包括工程费用、工程建设其他费用和预备费，其中：工程费用10888.04万元，工程建设其他费用1813.14万元，预备费319.30万元。六、 资金筹措方案本期项目总投资16401.38万元，其中申请银行长期贷款5593.13万元，其余部分由企业自筹。七、 项目预期经济效益规划目标（一）经济效益目标值（正常经营年份）1、营业收入（SP）：37300.00万元。2、综合总成本费用（TC）：30187.38万元。3、净利润（NP）：5205.22万元。（二）经济效益评价目标1、全部投资回收期（Pt）：5.66年。2、财务内部收益率：23.97%。3、财务净现值：

16、8103.94万元。八、 项目建设进度规划本期项目按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设，本期项目建设期限规划24个月。十四、项目综合评价主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积23333.00约35.00亩1.1总建筑面积37459.43容积率1.611.2基底面积13299.81建筑系数57.00%1.3投资强度万元/亩350.952总投资万元16401.382.1建设投资万元13020.482.1.1工程费用万元10888.042.1.2工程建设其他费用万元1813.142.1.3预备费万元319.302.2建设期利息万元274.072.3流动资金万元3106.83

17、3资金筹措万元16401.383.1自筹资金万元10808.253.2银行贷款万元5593.134营业收入万元37300.00正常运营年份5总成本费用万元30187.38""6利润总额万元6940.29""7净利润万元5205.22""8所得税万元1735.07""9增值税万元1436.16""10税金及附加万元172.33""11纳税总额万元3343.56""12工业增加值万元11389.87""13盈亏平衡点万元12887.83产值

18、14回收期年5.66含建设期24个月15财务内部收益率23.97%所得税后16财务净现值万元8103.94所得税后第三章 建筑信息模型BIM与建筑智能化一、 BIM技术应用价值价值BIM应用对工程项目参建各方均具有重要价值，归纳起来，其主要有以下六个方面的应用。（一）提高生产效率利用BIM技术可以大大加强各参与方协同工作，提高信息交流的有效性，从而提高决策速度和有效性，减少返工率，提高生产效率，节约成本。此外，与基于2D图纸的费用预算相比，基于BIM模型的工料测量和预算更加快速、准确，可节约大量计算时间和人力。在美国OneISlandEaStOfficeTOWer项目中，由于采用BIM算量方法

19、，业主的不可预见费支出比平常更低。在HillWOOd项目中，工程造价人员采用BIM算量方法节约了92%的时间，降低了人工成本，并且误差与手工计算相比只有1%（二）提高业主对设计方案的评估能力在项目进展的各个阶段，业主都需要有管理和评价设计方案的能力。在传统建设模式下，二维图纸限制了业主对设计方案的理解，业主对设计方案的管理和评价都是依靠设计人员对业主的描述及效果图来判断的，业主需求经常会发生变化，但有时很难判断新的需求是否已被实现。BIM的可视化功能可以为业主在设计阶段提供建筑产品的模拟效果，极大地提高业主对设计方案的理解能力，使得使用方在项目建设早期即可对建筑效果、性能进行审视和校核，将许多

20、不满意及隐患（如设计碰撞等）解决在规划设计阶段。同时，有助于业主和设计人员及其他项目参与方之间进行更好的沟通。（三）提高业主对市场的反应速度1、利用BIM技术，可以通过可视化交流和信息共享来加强团队合作，改善传统的项目管理模式和信息沟通模式，实现建设工程策划、设计、采购、加工预制、现场施工的无缝对接，减少延误，大大缩短了工期。在美国通用汽车厂房扩建工程中，业主需要提高建设速度来抓住市场机遇，但同时又希望预算不要超支。项目团队运用全新的建设流程-基于BIM的建设工程项目集成化交付模式（IPD）运用自动化设计出图、模拟、场外构件生产等一系列创新方法，最后比业主要求的工期还提前了5%。由此可见，采用

21、BIM技术可以有效地提高建设速度，缩短项目工期，从而帮助业主更加快速地对于市场变化作出反应。（四）为设施管理提供更好的平台利用BM竣工模型，可以迅速、准确、全面地向设施管理机构提供项目设计、采购与施工阶段信息，方便项目设施管理和维护。在美国海岸警卫队建筑设施规划中，设施管理者利用BIM来更新和编辑数据库，比传统的方法节省了98%的时间。由此可见，BM技术不但可提高信息管理效率，同时可节省很多用来输入这些信息的人力成本。（五）有利于技术与管理创新BIM技术可以实现对传统项目管理模式的优化，便于各方早期参与设计，在群策群力模式下，有利于吸收先进技术与经验，实现项目创新。BIM正在改变建筑业内外部团

22、队的合作方式。为了实现BIM的最大价值，需要重新思考项目管理团队成员的职责和工作流程，基于BIM的工作方式打破了原来不同的企业和数据使用者之间的固有界限，他们将通过协同工作实现信息资源共享。BIM技术的应用，能带来生产力和企业效率的提升，但在短期内却有可能因为对新技术的消化不够，而引起对工作流程的干扰，导致旧有业务失衡，产生项目风险。因此，在充分了解BIM应用价值的同时，也应深刻理解BIM技术应用可能带来的问题。研究表明，大约70%的针对BIM技术应用而进行的业务工作流程改造项目，会因为三个原因导致失败：一是缺乏持续有力的中高层领导的支持，二是不切实际的BIM项目目标和期望，三是项目成员对改变

23、的抗拒。二、 BIM技术发展趋势BIM技术发展意味着其要素，即BIM应用点、BIM应用软件及BIM应用标准的发展。其中，BIM应用点是源头。根据BIM特性及工程实践中的问题，有关人员首先提出具有应用价值的新BIM应用点，会成为相应BIM应用软件开发的起点。而BIM应用软件发展直接带动BIM技术发展。在面对一个工程项目时，即使相关人员懂得可用的BIM应用点及其应用价值，如果不能获得相应的、适用的BIM应用软件，BIM技术应用也无从谈起。目前，市场上BIM应用软件已有很多，但大多是一些基础性软件，如建模软件、碰撞检查软件等，发展潜力还很大。如何结合我国工程实际，开发具有自主知识产权的、基础性、关键

24、性BIM应用软件，是我国建设工程信息化努力的方向。在BIM应用软件发展方面，除新软件开发外，对既有软件进行二次开发也是一个重要方向。例如，在一些已经成熟的平台软件上进行二次开发，结合我国相关规范完善其数据库和方法库是一种投资少、见效快的方法。另外一些国内软件开发商和应用单位一起，结合一些标志性工程开发BIM技术的新应用点并与管理软件集成在一起，是目前我国BIM技术发展的一个突出现象。而BIM应用标准的发展可为BIM技术的应用和发展创造一个良好环境。BIM应用标准可分为数据标准、内容标准、协同工作标准等。数据标准规定BIM数据格式，内容标准规定BIM所应包含的内容，而协同工作标准规定数据提交方式

25、。有了这些标准，工程项目多参与方、多专业之间基于BIM技术的协同工作就变得十分有序，并可使各方及各专业之间为进行沟通所花费的精力大大减少，从而降低成本。国外在BIM应用标准方面已开展大量工作，形成了一些实用标准。我国目前虽然已开展BIM应用标准的编制工作，但进展缓慢，亟待汲取国外经验，加快步伐，迎头赶上。（1）BIM模型自动检测是否符合规范和可施工性。在新加坡，一些项目的BIM模型已具备自动检测是否符合规范与可施工性的性能。而一些议创新为主的公司，如SOlibri和EPM已基于IFC标准开发出具有模型自动检测功能的软件（如JOtneSOlibri2007）。（2）制造商启用3D产品目录。越来越

26、多的制造商顺应BIM发展趋势，将其产品目录以3D格式上传网络，用户可以下载需要的3D产品，并将其插入到已构建的BIM模型中检查是否符合要求。（3）多维（nD）项目管理模式。未来项目管理的维度将由三维（3D）发展到四维（4D）、五维（5D）甚至是多维（nD）虚拟建设模式已不再停留在研究领域而是被广泛应用到项目管理中，并且越来越多的软件涌现出来支撑其应用。（4）实现预制加工工业化与全球化。依靠BIM模型详尽且准确的信息，场外预制加工得以实现，且未来发展将是实现预制加工的工业化与全球化，这些都可大大节省工期，提高生产效率。（5）BIM与GIS。地理信息系统（GIS）是用来收集、存储、分析、管理和呈现

27、与地理位置有关的城市信息数据，如城市的道路、燃气、电力、通信和供水等。在2D图纸时代，建筑信息与其他城市信息一起仅能呈现其位置，其间的联系与影响无从体现与管理。而到了3D模型时代，BIM参数模型融入GIS系统中，二者相互联系，相互影响。BIM建模过程需要充分考虑到是否与周围的城市信息数据相冲突，而城市设施的改造等也将考虑到既有建筑，其BIM模型将为决策提供指导意义。到了“3D+环境”的时代，BIM与CIS的结合将发挥更智能化的作用，但无论是技术还是管理，所面临的挑战也无疑是巨大的。因此，BIM技术发展趋势可归纳为：基于BIM的特性及工程建设中遇到的实际问题，更多新的BIM应用点将被确定，并带动

28、BIM应用软件发展；而BIM应用软件将朝着新BIM应用软件的开发、现有软件的二次开发和完善及BIM应用软件与管理软件的集成三者并行的方向发展；此外，BIM应用标准的发展可为BIM技术的应用和发展创造一个良好环境，而BIM应用标准的编制将朝着更多地借鉴国外先进经验、更加实用的方向发展三、 智能建筑与智慧城市（一）智能建筑智能建筑概念源于美国。美国智能建筑学会认为：智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素进行最优化组合，为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。我国智能建筑起步于20世纪90年代，在90年代中后期达到建设高峰。2015年11月正式实施的智能建筑设计标准（GB50314

29、-2015）将智能建筑定义为：以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。1、智能建筑基本构成智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和绿色建筑为目标，追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和经济合理。智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能化系统机房工程等组成。（1）信息化应用系统。信息化应用系统是指以信息设施系统和

30、建筑设备管理系统等智能化系统为基础，为满足建筑物各类专业化业务、规范化运营及管理需要，由多种类信息设施、操作程序和相关应用设备等组合而成的系统。信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务等应用功能。（2）智能化集成系统。智能化集成系统是指为实现建筑物运营及管理目标，基于统一的信息平台，以多种类智能化信息集成方式，形成的具有信息汇聚、资源共享、协同运行、优化管理等综合应用功能的系统。智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统组成，采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式，以实现绿色建筑，满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的

31、应用需求为目标。（3）信息设施系统。信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求，将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合，形成建筑物公共通信服务综合基础条件的系统。信息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内信号覆盖系统、卫星通信系统、用户电话交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统、时钟系统等。（4）建筑设备管理系统。建筑设备管理系统是指对建筑设备监控和公共安全系统等实施综合管理的系统，其包括建筑设备监控系统、建筑能效监管系统，以及需要纳入管理的其他业务设施系统，以节约资源、优化

32、环境质量管理为目标，具有建筑设备能耗监测，运行监控信息互为关联、共享的功能。（5）公共安全系统。公共安全系统是指为维护公共安全，运用现代化科学技术，具有以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的综合技术防范或安全保障体系综合功能的系统，其包括安全防范综合管理和入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、停车场（库）管理系统等。（6）应急响应系统。应急响应系统是指为应对各类突发公共安全事件，提高应急响应速度和决策指挥能力，有效预防、控制和消除突发公共安全事件的危害，具有应急技术体系和响应处置功能的应急响应保障机制或履行协调指挥职能的系统。（7）智能化系统机房工程。智能化系统机房工程是指

33、为提供机房内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件，以确保各智能化系统安全、可靠和高效地运行与便于维护建筑功能环境而实施的综合工程。智能化系统机房包括信息接入机房、有线电视前端机房、信息设施系统总配线机房、智能化总控室、信息网络机房、用户电话交换机房、消防控制室、安防监控中心、应急响应中心和智能化设备间（弱电间、电信间）等。机房工程紧急广播系统备用电源的持续供电时间，必须与消防疏散指示标志，照明备用电源的连续供电时间一致。2、智能建筑技术基础计算村与通信技术是构建信息系统与信息网络的基础，能实现对建筑内外相关的语音、数据、图像和多媒体等形式的信息予以接收、交换、传输、处理、存储、检索与显示等功

34、能。自动化控制技术通过信息网络、管理的硬件设施对建筑设备运转的实时监控，根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节设备，使设备运行始终处于最佳状态，对电力、供热、供水等能源的调节，安全、舒适、节能。（二）智慧城市2009年美国政府在经济复兴计划中首次描述美国智慧城市的概念。2012年我国智慧城市试点全面启动。我国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出：以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点，充分运用现代信息技术和大数据，建设一批新型示范智慧城市。截至2018年11月，全国100%副省级以上城市、90%地级以上城市，总计700多个城市提出或在建智慧城市，已有277个智慧城市

35、试点和3个新型智慧城市试点。智慧城市术语（GB/T37043-2018）将智慧城市定义为：运用信息通信技术，有效整合各类城市管理系统，实现城市各系统间信息资源共享和业务协同，推动城市管理和服务智慧化，提升城市运行管理和公共服务水平，提高城市居民幸福感和满意度，实现可持续发展的一种创新型城市。1、智慧城市顶层设计智慧城市顶层设计是指从城市发展需求出发，运用体系工程方法统筹协调城市各要素，开展智慧城市需求分析，对智慧城市建设目标、总体框架、建设内容、实施路径等方面进行整体性规划和设计的过程。（1）基本原则。智慧城市顶层设计遵循以下基本原则。1）以人为本。以“为民、便民、惠民”为导向。2）因城施策。

36、依据城市战略定位、历史文化、资源禀赋、信息化基础设施及经济社会发展水平等方面进行科学定位，合理配置资源，有针对性地进行规划和设计。3）融合共享。以实现数据融合、业务融合、技术融合，以及跨部门、跨系统、跨业务、跨层级、跨地域的协同管理和服务为目标。4）协同发展。体现数据流在城市群、中心城市以及周边县镇的汇聚和辐射应用，建立城市管理、产业发展、社会保障、公共服务等多方面的协同发展体系。5）多元参与。在开展智慧城市顶层设计过程中应考虑政府、企业、居民等不同角色的意见及建议。6）绿色发展。考虑城市资源环境承载力，以实现可持续发展、节能环保发展、低碳循环发展为导向。1）创新驱动。体现新技术在智慧城市中的

37、应用，体现智慧城市与创新创业之间的有机结合，将智慧城市作为创新驱动的重要载体，推动统筹机制、管理机制、运营机制、信息技术创新。（2）基本过程。智慧城市顶层设计基本过程分为需求分析、总体设计、架构设计、实施路径设计四步。1）需求分析。通过城市发展战略与目标分析、城市现状调研分析、智慧城市现状评估、其他相关规划分析等方面的工作，梳理出政府、企业、居民等主体对智慧城市的建设需求。2）总体设计。在需求分析基础上，确定智慧城市建设的指导思想、基本原则、建设目标等内容，识别智慧城市重点建设任务，提出智慧城市建设总体框架。3）架构设计。依据智慧城市建设需求和目标，从业务、数据、应用、基础设施、安全、标准产业

38、七个维度和各维度之间的关系出发，对业务架构、数据架构、应用架构、基础设施架构、安全体系、标准体系及产业体系进行设计。4）实施路径设计。在前期阶段成果的基础上，依据智慧城市重点任务建设，提出智慧城市建设重点工程，并明确工程属性、目标任务、实施周期、成本效益、政府与社会资金、阶段建设目标等，设计各工程项目的建设运营模式、实施阶段计划和风险保障措施，确保智慧城市建设顺利进行。2、智慧城市评价指标（1）评价指标设计原则。智慧城市评价指标设计应遵循以下原则1）导引性。指标设计要突出智慧城市的本质和特征，注重智慧城市建设的质量与成效，可充分发挥对本领域智慧化建设的引导作用。2）代表性。评价指标应体现本领域

39、特点，应具有典型性和代表性。3）人本性。评价指标应注重为民、便民、惠民成效，突出城市管理和公共服务的质量和水平。4）规范性。指标选取要制定分项评价指标。5）可操作性。评价指标应可量化计算，且指标相关的历史数据、最新数据便于采集。6）系统性。评价指标共同组成评价本领域智慧城市建设水平成效的有机整体，彼此之间尽可能相对独立。（2）评价指标体系内容。智慧城市评价指标体系可分为能力类指标、成效类指标两类。能力类指标、成效类指标所涉及的各个方面均可作为一级指标。每个一级指标下又包含若干二级指标评价要素，每个二级指标评价要素代表对一级指标某一个侧重面的考量依据。1）能力类指标。能力类指标是指对智慧城市建设

40、运营基础能力的评价指标，即城市运用各种资源建设运营智慧城市的基本能力评价指标。能力类指标可用于评价城市运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，进行城市规划、建设和提升城市管理.服务水平的一系列要素项。智慧城市评价中的能力类一级指标通常包括信息资源、网络安全、创新能力、机制保障及基础设施五方面。其中，信息资源一级指标又可包括三项二级指标，即信息资源开放、信息资源共享、信息资源开发利用；网络安全一级指标又可包括四项二级指标，即网络安全管理，监测、预警与应急，信息系统安全可控，要害数据安全；创新能力一级指标又可包括四项二级指标，即新一代信息技术应用、模式创新、技术研发与创新、科

41、研成果转化；机制保障一级指标又可包括五项二级指标，即规划与建设方案、标准体系、政策法规、投融资机制、组织管理机制；基础设施一级指标又可包括两项二级指标，即信息基础设施和公共基础设施。2）成效类指标。成效类指标是指对智慧城市建设运营效果的评价指标，即城市各应用领域智慧化建设运营的成效评价指标。成效类指标可用于评价城市居民、企业及政府管理者本身所感受到的通过智慧城市建设带来的便捷性、宜居性、舒适性、安全感、幸福感等一系列相关的要素项。智慧城市评价中的成效类一级指标通常包括公共服务、社会管理、生态宜居、产业体系四方面。其中，公共服务一级指标又可包括五项二级指标，即服务便捷度、服务丰富度、服务覆盖度、

42、服务集成度、服务满意度；社会管理一级指标又可包括六项二级指标，即办理快捷度、管理公开度、管理精准度、跨部门协同度、公共安全管理水平、信用环境建设水平；生态宜居一级指标又可包括四项二级指标，即生态环境改善度、环境监测防控能力、社区信息服务水平、生活数字化程度；产业体系一级指标又可包括五项二级指标，即农业生产经营信息化水平、两化融合水平、新型信息服务提供能力、特定行业信息化发展水平、电子商务发展与应用成效。四、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式，即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度

43、融合，贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成，不断提升企业的产品质量、效益、服务水平，减少资源能耗，是新一轮工业革命的核心驱动力，是今后数十年制造业转型升级的主要路径。“人-信息-物理系统”（Human-Cyber-PhySicalSyStemS，HCPS）揭示了新一代智能制造的技术机理，能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践。（1）传统制造与“人-物理系统”（Human-PhySicalSyStemS，HPS）。传统制造系统包含人和物理系统两大部分，是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务。动力革命极大地提高了物理系统（机器）的生产效率和质量，物理系统（

44、机器）代替了人类大量体力劳动。传统制造系统中，要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务，不仅对人的要求高，劳动强度大，而且系统工作效率、质量还不够高，完成复杂工作任务的能力还很有限。（2）新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”。与传统制造系统相比，智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统，形成“人一信息-物理系统”。随着新一代人工智能技术的发展，“人一信息一物理系统”发生质的变化，形成新一代“人一信息物理系统”。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能，信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力，更具有学习提升、产生知识的能力。

45、（二）3D打印技术1、基本原理（1）建筑3D打印技术作为新型数字建造技术，集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等，采用材料分层叠加的基本原理，由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息，并对其进行一定处理，按某一方向（通常为Z向）将模型分解成具有一定厚度的层片文件（包含二维轮廓信息）然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序，最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动建造，也被称为“增材建造（additivecOnStructiOn）三维模型建立与近似处理。三维建模方法有两种：首先，通过建筑参数化建模软件（如Revit，3Dmax等）直接建模；其次，利用逆

46、向工程（reverSeengineering，RE）或反求工程（如三维扫描等）通过点云数据构造出三维模型。然后用软件将三维模型导出为特定的近似模拟文件，如STL格式文件等，为后续工作做好准备。（2）模型切片与路径规划。将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统，系统对模型进行两步处理用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合，即分层切片处理。将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径，即层片路径规划。2、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征：一体化、体外化和虚拟/物质化的数字。（1）一体化。一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打通，其次是设计与建造的打通。这一切

47、是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的。（2）体外化。体外化则是对待人体与机器的基本态度。机器不是人在思维和身体上的延伸，而是独立于人体，有着与人类不同的能力与思考方式，因此它们应作为“合作同伴（partnerShipp“参与到设计过程中。机器的目的不是主导设计，而是在预设条件下增强人的能力。（3）虚拟化/物质化的数字孪生。虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得直接体现的重要原因，无论是可视化、参数化还是性能化模拟，都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系，也是将可视化信息转化为实体建造的关键，这种共生关系为形式生成、材

48、料分布带来新的可能。五、 BIM技术在运营维护阶段的应用（一）面向运营维护的BIM技术美国国家标准与技术协会（NIST）研究报告显示，每年因计算机辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失高达158亿美元，而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的213。美国建筑师协会（AI）正在考虑如何修改其合同文件，以规范建筑信息模型的迁出流程；实施一种协议结构，以便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自然地从建筑师过渡到业主/运营商，以便使用更有效的数据管理建筑运营维护。目前，国内外已开始研究BIM在建筑运营维护阶段的运用。将BIM三维模型与传统运营维护管理系统相结

49、合，可将BIM模型中存储的大量建筑相关信息，如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件造价和采购等数字信息运用于运营维护管理系统，克服传统的二维运营维护管理系统过程抽象的缺点，实现对建筑物的三维可视化运营维护管理。基于BIM的运营维护管理解决方案，在具体实现技术上往往结合物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等，解决或改善基于BIM的运营维护管理平台可能出现的数据采集、空间定位和运行速度问题。例如，对于数据采集及空间定位问题，可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集，以及现实设备与模型自动匹配，实现空间定位功能；对于系统运算能力的高要求问题，可运用云技术为系统提供强大的计算机存

50、储能力和不同设备间的数据共享。将物联网、云技术、RFID、移动终端等结合起来应用于基于三维展示平台的运营维护系统，不但能为建筑物实现三维可视化信息模型管理，使空间信息与实时数据融为一体，而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力，从而将建筑物运营维护提升到智慧建筑的全新高度。（二）基于BIM的运营维护管理功能基于BIM的运营维护管理通常被理解为：运用BM技术与运营维护管理系统相结合，对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学管理。基于BIM的运营维护管理功能包括以下六个方面。1、运行监控基于BIM模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能，可以查阅供应商、使用期限、联系电话、维护情况等信息，可

51、以查询相应设施在建筑中的准确定位，直观展示设施是否正常运行，以及查询设施历史运行数据，从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换配件，防止事故发生。2、维护计划在建筑物使用寿命期内，建筑物结构及设备需要不断得到维护。BM结合运营维护管理系统，可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制订维护计划，分配专人进行专项维护工作，降低建筑物在使用过程中可能出现的突发状况的概率。对一些重要设施还可以参考跟踪维护工作的历史记录，以便对设施的适用状态提前作出判断。3、资产管理套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平。BIM信息能够直接导入资产管理系统，减少系统初始化的数据准备及人力投入。此外，通过BIM

52、结合RFID的资产标签芯片，还可使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然，快速查询。4、建筑环境分析基于BIM的运营维护管理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、CO2浓度、光照度、空气洁净度等信息数据，并通过开发能源管理功能模块，自动统计分析建筑能耗情况。此外，基于BIM的专业建筑物系统分析软件，可以分析模拟和验证优化建筑性能。5、空间管理基于BIM获取各系统和设备空间位置信息，直观形象且方便查找，提高数据库的准确度，避免数据的重复及错误。基于BM增加建筑设备及空间的管理能力，不仅可以有效管理空间资源，也可以帮助管理团队记录空间使用情况，确保空间资源的最大利用率。6、应急管理基于BM的突发

53、事件应急管理包括预防、警报和处理。利用BIM及相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程，制定人员疏散、救援支持应急预案。当灾害发生后，通过与楼宇自动化系统结合，及时获取建筑物及设施的紧急状态信息，能清晰地呈现建筑物内部疏散路线，提高应急行动成效。六、 BIM技术在规划设计阶段的应用（一）BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定，故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计，采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段，建造场地的相关客观条件是

54、影响设计决策的重要因素，因此，创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。（1）场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面。（2）场地设计。其目的是通过设计，使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体，使场地的利用能够达到最佳状态，以充分发挥最大效益，节约土地，减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。（3）匹配规划设计条件。在设计的前期阶段，匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段，很难做到对指标的实时监控，而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。（4）投资估算

55、。预算超支的现象普遍存在于工程建设中，其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确，在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主，指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生，而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。（5）BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说，其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施。（二）BIM在方案设

56、计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要，因此，方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代，但BIM工具在方案建模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模（1）体量建模。方案构思阶段，设计师往往从概念开始建模，体型确定后再通过具体构建去实现造型。（2）参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系，生成可以灵活调控的计算机模型。（3）体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计，BIM软件在构件化方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进

57、行精确的数字化仿真模拟，并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的，因此，不仅对几何模型有较高要求，同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下。（1）能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论，针对建筑进行全年逐时仿真模拟，以预测建筑的能源消耗量。（2）自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟，以获得更高的使用舒适度，并降低不必要的照明及空调消耗。（3）自然通风模拟。自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度，从而为进一步优化设计提供坚实依据，同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。3、建筑可视化分析与表现BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现的同步性，设计者可以实时检视设计成果，同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此，BIM结合虚拟现实技术应用，还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受。（三）BIM在初步设计阶段的应用BIM技术在初步设计阶段应用的主