国内设计院搞起BIM软件研发，有多生猛？

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你好，这里是 BIMBOX。

前些天，我们和你聊了一场发布会的预告，BIMBOX 也全程看了这场发布会，收获还真是不少，今天给你唠唠。

发布会主要值得关注的是两个内容，第一是 Bentley 中国向所有企业与个人发布了 OpenRoads 和 OpenRail 的中国版开发平台，第二是请来了 7 家已经做了自主研发的设计院和开发商，分享一下他们的经验。

今天内容的大部分篇幅，也会给你分享一下，我们看了这些国产软件开发的成果，引发了什么样的思考。

我们思考的核心问题是，为什么很多企业搞 BIM 正向设计会那么难？效率那么低？解决问题的核心到底在「BIM」、在「正向」、还是在「设计」呢？

请你带着这个问题，和我们一起思考。

今天的内容会谈到七家中国的公司和他们在很多细分领域的产品，每个细分的领域也许和你的专业没啥关系，但你可以看看其他人怎样解决具体的问题，一路看下来，你会发现他们在不同领域的探索，有一个非常值得总结的共性。甚至我们觉得，BIM 到底是不是增加了设计师的工作量，这件事似乎都需要重新讨论了。

背景

2019 年开始，Bentley 内部立项，开始走向与国内渴望数字化转型的公司合作，用了两年时间，发布了 OpenRoads 和 OpenRail 的中国版开发平台，完全由中国团队定义产品路线，也只向中国用户开放。

值得关注的信息有两点，第一是针对路桥、铁路、场地、测绘、给排水、接触网等功能，打包提供了用于二次开发的 SDK；第二是单独提供了一个 CIM SDK 的模块。

那 SDK 是啥东西呢？

你可以把 SDK 理解成一个别人开发好的工具包，里面有一份做好的功能，它几乎是全封闭的，只有一个小小的接口可以联通外界，这个接口就是API。

打个比方，比如你准备一顿饭，得配上点饮料，你不用重新做饮料，买来现成的软装饮料就是 SDK，而你需要一根吸管来喝饮料，就是 API。

不同 SDK 的高低层次是不一样的，越高级的 SDK 需要的二次开发量越低，可定制的功能也就越少，如果需要更大的自由度，就需要使用更加底层的 SDK。

Bentley 开放的 SDK，就分为了三层，方便不同需求的人各取所需。

最底层的 SDK 是 MicroStation SDK，它属于最通用、与专业最无关的 SDK，用于创建和存储最基本的图元。

基于这个 SDK，上层有两种 SDK，一种叫 Civil SDKs，它是面向特定产品功能的，公路、场地、铁路、给排水等等专业模块都包含着各自的 SDK，这些 SDK 让用户直接调取对应的功能，比如使用数据直接创建廊道、提取路线数据用于和第三方的数据交换等等。不过，因为这些 SDK 是面向特定产品的，并不支持用户创建自定义对象。

而另一种叫做 CIM SDK，是软件「国产化」的重要功能，因为它可以创建、管理自定义对象，开发者可以借助它，定义自己的专业构件，并且实现数据表达、隶属关系、交互响应、复杂计算等功能。比如，你可以通过它定义一种新的墩台构件，设计它专有的参数功能，并且和其他构件发生关联。

下面要讲的七家公司，就是在 Bentley 正式发布开发平台之前，基于这些 SDK 开发出自己产品的「先行者」。他们都在这次发布会上做了演讲，咱们一个个来聊聊，他们都做出了哪些成果，解决了哪些问题，再来聊聊我们的思考。

铁路数字化集成设计

中铁工程设计咨询集团的发言人，介绍了他们的铁路数字化集成设计软件 CRBJ。它是一个面向铁路行业线性工程的协同设计软件，根据国内设计师的工作流程进行的深度开发。目前发布的版本包括了测绘、地质、线路、路基、桥梁、隧道、轨道和接触网 8 个专业的一站式设计功能。

为了把设计成果的数据价值深挖出来，软件通过整合铁路行业数据的存储、表达和交互，构建了这八个专业的统一基础数据模板，也针对不同项目类型设置不同的工作空间。

设计师可以通过软件大量的解析工具来创建对应专业的设计资源，比如基于点线生成三维地形面和地质面，利用简单实体+布尔运算创建涵洞、隧道洞门等，基于复杂的模板创建路基、桥梁等构件，也能实现装配式批量布置参数化单元。

针对铁路行业专业多、产品复杂的特点，软件提供了一个全局管理器，对数据进行多种层次和颗粒度的组织管理。你可以把它理解为一个符合铁路行业规则的高级构件树，右侧窗口的模型发生变化，左侧的关联对象关系也会同步变化。

软件定制化的不仅仅是单个构件，而是把各专业之间的逻辑关系给抽象出来，建立起一个系统工程的参数模型，任意条件的改变都会影响到和它相关联的组件，进一步会影响到整个复杂的系统，比如线路发生变化的时候，接触网的布置也会发生实时变化。

再比如，轨道专业的对象参数调整之后，会自动沿着线路再进行一次布置。

根据专业的相关规则，构件参数发生了变化，其他构件也会自适应地发生变化。比如改变一个桥梁构件的参数，桥墩会跟着发生变化。

针对测绘专业，软件提供了三维地形创建和修改工具，可以进行模型的置平、开挖、删点、添加特征线、等高线提取，支持多种格式的实景模型和三维数据格式来采集地形信息，还可以把工程信息模型和地理信息模型进行转换融合。

针对地质专业，提供了勘探数据管理、横向拟合拉伸、剖面出图、点地层信息提取、动态围岩分析等模块，关联二维图纸和三维模型，利用钻孔和辅助线生成地层面，对地层面进行一个拟合加密来生成地质体。

针对铁路专业特有的线路、路基、桥梁、隧道、轨道、接触网等专业，软件提供了常用构件库，用户也可以用很丰富的参变方式来创建自己的构件，并用三维组装的方式布置构件，实现构件之间的自适应变化，再依托全局管理器实现构件的管理。

通过这些深度定制开发的功能，这款软件让铁路专业的设计师回归设计的本职工作，而不用操心那些复杂的建模流程和细节。

交通安全防护设计

来自北京跨世纪软件技术有限公司的发言人，介绍了他们的「设计大师 CSD」里面的交通安全设计系统。

设计大师 CSD（CivilStation Designer）包括了桥梁、地址、隧道、路基、交安等模块，这次介绍的交安模块是基于 OpenRoads 中国版平台研发的，主要就是针对交通安全防护工程这个细分专业领域的建模工具。

软件主要包含了交安图库、标志牌、标线，以及像护栏、路灯、绿植等常用沿线物体的模型创建功能。

在标志标牌库里，包括警告、禁止、指路、指示等标志。这些都是参数化构件，可以利用参数直接修改版面大小、文字内容等属性，还可以通过填写表格，识别道路线路来进行自动的批量放置。

标线的功能支持人行横道、导向箭头、导流线等等特征线，软件可以根据路线模型里设置的横断面参数，自动计算和放置标线，也支持基于边线放置，或者非常规段的单独放置。放置标线的时候，只需要在属性面板里设置宽度、线宽、间距、夹角等参数，剩余的事就交给软件自动完成了。

此外，软件还提供了常用沿线结构物的创建，比如护栏、隔离栅、防落网、路灯、绿植、收费站等模型，用户也可以根据需要，扩充自定义的构件。

在道路安全这个细分领域里，建一两个小模型不是什么难事儿，但动辄几十公里的道路模型，沿线要放置那么多标志线、路牌、护栏等，要是一个个手工建模、手工放置，一旦路线修改，每个模型都要重新放置，那可真是要累死人的。

设计师通过这样的工具，就可以在不增加工作量的前提下，保证模型的准确和美观，参数化的功能和对象关联的功能，也能大幅度提高后期批量修改的效率。

船闸设计系统

来自中交水运规划设计院的发言人，介绍了他们的船闸设计系统 ShipLock Designer。

软件一共规划有五个核心功能，包括参数化建模、模型元件库、工程算量、出图和分析计算，又细分成十几个子模块。

软件的建模部分，包含了结构模型、地基模型、模型细化等 29 个功能，基本涵盖了内河船闸常用的水工结构，针对专业设计师的习惯构建了一套完整的建模流程。

针对项目里结构复杂的构件，比如内河船闸的闸首，在针对初设阶段的简单造型之后，在施工阶段可以添加空箱、输水和附属构件等内容，每个设计参数都是在属性框中用专业语言来修改，由参数驱动模型实时更新。

而针对一些有线性特征的构件，比如闸室，可以按总图专业提供的轴线自动布置，或者手动绘制。软件提供了多种不同的闸室断面，可以灵活的定义分幅宽度和分缝宽，让设计师像画一堵墙一样简单的建立复杂的闸室模型。

目前这套系统还在开发完善中，中交水运规划设计院已经在很多项目中用上了它，提高了设计师的工作效率，同时也能让设计成果积累下来，复用到其他项目中去。

一键出图的公路正向设计

中交第一公路勘察设计研究院的发言人，介绍了他们的道路设计软件 CNCCBIM OpenRoads。它是考虑了国内公路行业本地化需求和规范要求，基于 OpenRoads 平台开发的公路正向设计解决方案。

先举几个例子来说说它高效的建模功能。

CNCCBIM 内置了路线的设计规范，通过选择公路的等级、设计时速等条件，快速生成路基的边线。通过内置公路行业的过渡方式，快速创建变宽过渡边线，再通过横断面模板创建廊道，变宽的边线也会一键实现廊道的变宽设计。

通过输入设计参数，快速实现收费站的设计建模，自动实现水泥路面的分块和材料数量统计。

输入桥涵构造物的控制参数，在平面中创建桥梁、涵洞等构造物，三维模型自动生成。

软件开发了完全符合国内出图要求的一键式标注功能，像是路线名称、行车方向、桩号标注、路基宽度变化标注等等，都可以全自动实现。

基于 BIM 模型，自动对路线分段、自动切图、自动生成总图、用地图、平面图、横纵断面图等图纸，图纸自动套用图框，自动进行编号。

项目中所有的报表，包括直线曲线表、桩坐标表、用地表、土方表等等，都可以根据选择的风格自动生成。对原始的设计参数有任何修改，全部图纸和标注都会同步更新。

在一些项目中，BIM 的成果要求用数字化的方式移交，一般是以 BIM+GIS 平台对接的方式。从方案可视化论证到施工建设管理应用，中交一公院已经在很多项目中使用这种方式进行数字移交。

桥梁正向设计

中国电建集团华东勘测设计研究院的发言人，介绍了他们的桥梁正向设计软件 BD Station。这款软件主要是帮助设计师在三维环境进行桥梁方案设计、快速翻模、计算分析和出图。

使用软件的时候，首先要构建设计环境，包括地质模型、路线、超高等基础数据可以直接参考，生成路线、边线、相交道路等。

基于设计环境，就可以布置桥梁了。先确定桥梁范围，接下来通过纵断面和平面的联动设计确定整体的布跨方案。

方案会自动生成结构选型的表格，直接在表格里选择每个桥墩、桥台、上下部结构的选型参数，全线的桥梁布跨就生成出来了。

接下来使用快速建模的功能，对每个编号的构件设置上部和下部结构，所有结构已经在软件中根据国标内置了构件库供设计师选择，整个桥梁的模型就这样建立完毕。

模型建好之后，利用软件已经内置好的标准，自动出布置图、桥型图和工程量表。

对于现浇箱梁，也可以通过选择库里的构件、下拉参数选择的方式，生成整个桥梁的变截面箱梁构造，所有横向和竖向钢束的模型也是自动建模的。

桩基、承台、钢束的边界条件可以随模型一起导出，直接进行运算，查看应力和变形，力学分析模式可以直接调整构件，所有BIM模型都会自动更新。

对于桥梁鼻端等构件，可以直接使用同样的库去创建模型，包括钢筋模型也是通过简单的下拉选择，实现全自动创建，同样可以一键出构造图和钢筋图，方案一旦需要修改，甚至包括钢筋图都是联动修改的，效率非常高。

软件建立的所有模型，都已经预先绑定了标准中规定的所有属性，建出来的模型属性就是结构化的，分部分项编码也会自动挂接，这样模型不仅可以用来出图，还可以直接用作数字移交。

整个设计过程中，设计师思考的只有桥梁的专业属性，而几乎从来不需要思考建模的事儿，越是对标准熟悉的设计师，效率就越高。

隧道的正向设计

浙江数智交院科技股份有限公司（原浙江省交通规划设计研究院）的发言人，介绍了他们的隧道智能设计师。

隧道正向设计是基于路线专业提供的数据资料，以及地质专业提供的地质信息来进行设计的。

首先在对话框里选择构件库中的隧道断面形式，定义隧道的交通量、速度、单双向等参数，软件会自动推荐和标准相匹配的参数化断面，以及施工工法等参数，也支持设计人员根据围岩信息进行细部调整。

参数选定之后，隧道的建模工作是自动完成的，包括紧急停车带过渡段等模型。

对于通风配电等设备洞室，软件会根据内置的优先级进行自动避让，避免洞室和通道的碰撞，完成模型布置之后，软件也会完成设备洞室、横通道和主洞的一键剪切。

基于 BIM 模型，软件支持平面出图、纵断面出图和设备洞室出图。

此外，机电专业可以一键读取土建模型的数据，根据内置在软件里的规范公式，进行通风计算并生成计算书，根据计算结果和风机参数、配电箱参数等，进行自动化建模，以及后续的出图工作。

组合梁桥正向设计

甘肃省交通规划勘察设计院的发言人，介绍了他们的波形腹板钢-混凝土组合梁桥正向设计系统。

这款软件所服务的，是由甘肃省院自主研发的一种钢桥结构形式，这种结构受力简单，用钢量少，但是精度要求高，构件元素与路线之间高度依赖，曲面出图还需要展开为平面才能下料。

既然连专业的内容都是自主研发的，软件当然也要定制开发，才能实现正向设计了。软件提供了一个工程结构树，定义元素之间的继承关系，实现对全桥元素的管理。

软件预设了构件库，把构件的参数和整个桥梁的参数关联起来，生成全桥的模型，当桥梁设计方案发生变更的时候，只要修改设计参数，三维模型也会联动变化。

上面谈到的这些软件，由于都是基于 Bentley 提供的 SDK 进行开发，所以它们的底层数据是互通的，使得在所有 Bentley软件平台上，都可以直接获取对象的属性和数据，从而实现各专业在不同软件之间的协同。

BIM正向设计的内核是什么？

聊完这些软件，我们谈谈自己的思考。

什么样的软件研发才是好的呢？用一个概念来总结，我们认为它应该是「底层无感」的。

一名设计师，花了多年时间，学习了所在领域的专业知识，他们的思维模型里，都是像「土方」、「开沟」、「箱梁」这样的专业术语，而不是「拉伸」、「放样」、「剪切」这样的基础建模术语；他们工作的主要内容，也应该围绕着专业知识去展开，而不是被各种建模技巧、Excel 小妙招充满。

正如一名厨师不应该思考养牛的饲料，一名作家不应该思考造纸的工艺，那些是更基础、更底层的工作，他们应该对这些事无感。

而优秀软件的本质，就是做一名翻译，让设计师可以直接对软件讲设计语言，而不是建模和绘图语言，更基层的重复性计算工作，由软件打包封装起来，交给后台去处理。

当设计师只需要思考一座桥、一条隧道怎样设计最合理，并且用他自己的专业术语告诉软件，软件帮助他完成基础的建模、算量、出图等工作，BIM 才是一件提效的事儿，BIM 设计才「正向」得起来，设计企业才会在效率提升和数据积累方面提升自己的竞争力。

关于开发平台

最后，再来说说我们对 Bentley 这次发布的平台有什么看法。

在Bentley 的历史上，第一次为中国专门设立了产品官网，访问 www.openroads.com.cn，就可以看到完全独立的网站，相应的中国版产品也可以无功能限制的免费下载试用。

在这次发布会上，Bentley 正式发布了 OpenRoads 和 OpenRail 的标准版和旗舰版一共四个版本，开发者可以根据自己的专业需求，比较灵活的选择授权，我们前面说到的CIM SDK 是集成在所有版本里的。

任何对合作开发感兴趣的企业和个人，都可以申请成为合作开发者。他们可以是个人开发者、服务商、开发商、设计院BIM中心、施工单位BIM中心、数字化转型企业，既可以做 BIM 工具的研发，也可以进一步去做独立产品。Bentley 的「合作伙伴推进计划」会对开发者提供以下几方面的帮助，分别是在前期的技术帮助和培训、开发中的工程数据和开发经验共享、以及开发结束之后的应用市场认证和曝光几个方面。