基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法和相关设备与流程

本技术涉及建筑设计辅助领域，尤其涉及一种基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法和相关设备。

背景技术：

1、随着建筑信息模型（bim）技术在建筑工程领域的深入应用，利用bim模型进行施工进度模拟（即4d-bim）已成为现代工程管理的重要手段。在大型建筑工程项目中，总进度计划是指导施工全过程的中枢神经，它不仅涉及海量的构件数据处理，还需严格遵循特定工艺流程和资源配置要求。为了提高计划编制的效率，行业内通常采用数字化平台将三维模型与时间维度结合，以此辅助管理人员制定施工计划和资源配置方案。

2、相关技术中，通常采用模型挂接与清单映射的处理方式。具体而言，建筑工程数字化管理平台读取bim模型文件（如ifc格式），根据构件的分类属性（如柱、梁、板）将其映射为进度计划软件中的任务清单条目；随后，利用算量算法提取构件的几何信息以计算工程量，并由计划编制人员根据工程定额手动输入或配置各任务的持续时间；最后，计划编制人员在甘特图界面中，通过手动连线或应用简单的线性排序规则，定义各个任务条目之间的前置与后置逻辑关系（如完成-开始fs、开始-开始ss关系），从而形成完整的进度计划网络。

3、然而，相关技术中任务的逻辑关系是独立于模型构件本体之外的“外部定义数据”。这意味着bim模型仅提供了静态的几何与分类信息，而施工逻辑（即谁先做、谁后做）完全依赖于操作人员在任务清单层面的手动定义或简单的固定排序。当面对复杂的建筑工程变更或非标准化的空间结构时，一旦模型中的构件发生诸如拆分、合并或位置变更，原有的基于任务id的线性索引关系往往会失效或发生错乱。由于模型构件本身没有可以与周边构件自动交互的逻辑接口，导致建筑工程数字化管理平台难以根据构件空间关系的改变自动推导新的施工顺序。这导致管理人员在每次变更后，都需要重新梳理并手动修正大量断裂的逻辑连线，不仅数据一致性维护成本极高，且极易因人为疏漏导致进度计划与实际施工现场的空间拓扑逻辑脱节。

技术实现思路

1、本技术提供了一种基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法和相关设备，用于应对如何根据建筑模型数据的变化自动适配构建准确的施工工序逻辑关系，从而提升建筑工程总进度计划生成的逻辑准确程度和编制效率的问题。

2、第一方面，本技术提供一种基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法，应用于建筑工程数字化管理平台，所述方法包括：

3、建立bim模型构件类别与标准工序库的映射关系表，以及工序工程量与定额数据的计算规则；

4、依据所述映射关系表解析目标建筑工程项目的bim模型文件，得到各bim模型构件对应的工序类型；

5、依据所述计算规则以及所述bim模型构件的属性信息计算各所述工序类型对应的工序属性参数；

6、将各所述bim模型构件对应的所述工序类型、所述工序属性参数、以及空间位置信息进行封装，生成独立的工序组件数据对象，所述工序组件数据对象预留有用于定义逻辑关系的输入输出接口；

7、根据预设的施工工艺逻辑模板及bim模型构件的空间拓扑关系，匹配各所述工序组件数据对象之间的输入输出接口，得到工序组件网络，所述工序组件网络包括各工序组件间的前置与后置依赖关系；

8、依据所述工序组件网络生成包含分部、分项层级的建筑工程总进度计划。

9、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台利用映射关系表解析bim模型，将静态的几何构件转化为具备特定工序类型的数字化对象，并依据属性信息赋予其定额工程量参数。建筑工程数字化管理平台再将这些信息与空间位置封装为工序组件数据对象，并预留了逻辑定义的输入输出接口。这种封装机制实现了模型构件向逻辑实体的转化，使得建筑工程数字化管理平台能够基于施工工艺模板和构件间的空间拓扑关系，自动匹配接口并推导前后置依赖。实现了从三维模型到含逻辑关系的时间进度计划的自动化转化，提升了进度计划生成的逻辑一致性与编制效率。

10、在一些实施例中，所述依据所述计算规则以及所述bim模型构件的属性信息计算各所述工序类型对应的工序属性参数的步骤，具体包括：

11、获取用于界定不同施工区域的空间边界的施工流水段划分方案；

12、判断所述bim模型构件的空间包围盒是否跨越所述施工流水段划分方案中的多个空间区域；

13、若是，则依据所述空间区域的边界将所述bim模型构件的几何实体虚拟切割为多个几何分段，并依据所述计算规则分别计算每个几何分段对应的工序属性参数，每个所述几何分段被视为独立的所述bim模型构件来生成对应的工序组件数据对象；

14、若否，则直接计算所述bim模型构件对应的工序属性参数。

15、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台引入施工流水段划分方案来界定空间作业边界，对模型构件进行精细化处理。当判定bim模型构件在空间上跨越多个流水段区域时，建筑工程数字化管理平台利用空间边界将其实际几何实体虚拟切割为多个几何分段。通过将每个分段视为独立的工序组件进行属性计算与封装，建筑工程数字化管理平台可以确保生成的工序颗粒度与实际施工流水节拍相吻合。这使得最终生成的进度计划能够更准确地反映大型构件在不同施工区域的作业顺序。

16、在一些实施例中，所述将每一bim模型构件对应的所述工序类型、所述工序属性参数、以及空间位置信息进行封装，生成独立的工序组件数据对象的步骤，具体包括：

17、从预设的施工工艺逻辑库中查询所述工序类型对应的施工交互规则，所述施工交互规则用于定义所述工序类型在空间上的连接约束及逻辑依赖要求；

18、依据所述bim模型构件的几何数据识别出用于与其他构件进行关联的空间交互特征，并从所述空间交互特征中提取表征连接方向的空间导向信息；

19、基于所述空间导向信息及所述施工交互规则生成对应的逻辑接口，并将所述逻辑接口确定为所述工序组件数据对象的输入输出接口；

20、将所述输入输出接口、所述工序类型、所述工序属性参数及所述空间位置信息集成为所述工序组件数据对象。

21、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台深入挖掘工序类型的施工交互规则，并结合构件几何数据识别空间交互特征。建筑工程数字化管理平台从这些特征中提取表征连接方向的空间导向信息，并以此为基础生成带有方向约束的逻辑接口。将这些逻辑接口集成到工序组件数据对象中，实际上赋予了组件感知周边连接关系的能力。这使得每个工序组件具备了在空间中寻找上下游逻辑关系的标准化端口。

22、在一些实施例中，所述根据预设的施工工艺逻辑模板及bim模型构件的空间拓扑关系，匹配各工序组件之间的输入输出接口，得到工序组件网络的步骤，具体包括：

23、根据各所述工序组件数据对象的所述空间位置信息，识别在空间上具有邻接关系的候选关联工序组件；

24、从所述工序组件数据对象及所述候选关联工序组件中，分别提取对应的逻辑接口；

25、依据所述逻辑接口中封装的所述空间导向信息及所述施工交互规则，判断两个所述逻辑接口是否满足预设的逻辑互补条件；

26、当满足所述逻辑互补条件时，建立两个所述工序组件数据对象之间的依赖连接，并基于所有建立的依赖连接生成所述工序组件网络。

27、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台可以自动搜索并识别在空间位置上具有邻接关系的候选关联工序组件。建筑工程数字化管理平台提取各组件的逻辑接口，并依据封装其中的空间导向信息及施工交互规则进行逻辑互补条件的校验。只有当接口间的逻辑属性与空间关系相互匹配时，建筑工程数字化管理平台才建立依赖连接，将隐性的空间相邻关系转化为显性的施工逻辑依赖，实现了工序组件网络的自动化组装，确保了进度逻辑关系的准确性与客观性。

28、在一些实施例中，在所述基于所有建立的依赖连接生成所述工序组件网络的步骤之后，还包括：

29、识别所述工序类型是否关联有预设的衍生工序规则；

30、若关联，依据所述衍生工序规则生成不具备独立几何实体的附属工序组件；

31、将所述附属工序组件的输入接口连接至所述工序组件数据对象的输出接口，并合并入所述工序组件网络。

32、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台在建立了基础的实体工序网络后，进一步识别工序类型关联的衍生规则。依据这些规则，建筑工程数字化管理平台自动生成如养护、技术间歇等不具备独立几何实体的附属工序组件，并将其逻辑接口接入主工序组件的输出端。这一过程将原本在bim模型中无法直接体现、但在实际施工中必不可少的工艺环节自动补充至网络中，更符合实际施工规范。

33、在一些实施例中，在所述基于所有建立的依赖连接生成所述工序组件网络的步骤之后，还包括：

34、对所述工序组件网络进行有向图遍历，识别出造成逻辑死锁的闭合回路路径；

35、解析所述闭合回路路径中各工序组件的空间数据，提取对应的节点高程数值；

36、当依据所述节点高程数值判定所述闭合回路路径中违反施工重力顺序的逆向依赖边时，并执行断开操作；

37、对执行断开操作后的所述工序组件网络进行传递性分析，识别出逻辑上可被替代的冗余直接连接；

38、从所述工序组件网络中剔除所述冗余直接连接，输出无环且精简的最终工序网络。

39、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台对生成的工序组件网络进行有向图遍历分析，定位造成逻辑死锁的闭合回路。建筑工程数字化管理平台引入节点高程数值作为物理约束，利用施工重力顺序原理精准判定并断开不合理的逆向依赖边，从而解除逻辑环路。随后，通过传递性分析识别并剔除冗余的直接连接，对网络进行精简。该方法从数学图论与物理施工规律两个维度对网络进行了清洗，确保了最终输出的工序网络既无逻辑冲突，又结构清晰高效，保障了工序路径的最优性。

40、在一些实施例中，在所述依据所述工序组件网络生成包含分部、分项层级的建筑工程总进度计划的步骤之后，还包括：

41、通过比对变更前后的bim模型文件，识别出几何或属性发生变化的变更构件集合；

42、依据所述变更构件集合在空间坐标系中的位置，计算覆盖所述变更构件集合对应几何范围的拓扑影响包围盒；

43、依据所述拓扑影响包围盒对原有的所述工序组件网络进行检索，筛选出位于所述拓扑影响包围盒内的受波及存量组件；

44、计算所述变更构件集合与所述受波及存量组件之间的新增逻辑接口连接；

45、利用所述新增逻辑接口连接替换所述拓扑影响包围盒范围内的旧有连接关系，完成对所述建筑工程总进度计划的局部更新。

46、通过采用上述技术方案，建筑工程数字化管理平台识别bim模型的变更构件，并计算其在空间中的拓扑影响包围盒。不同于全量重新生成，建筑工程数字化管理平台仅针对该包围盒范围内的受波及存量组件进行检索，并计算变更构件与存量组件间的新增逻辑接口连接。利用局部替换的策略，建筑工程数字化管理平台将新的逻辑关系无缝嵌入原有网络中。这种增量式的更新机制极大地降低了数据处理负荷，在保证进度计划紧随设计变更进行动态调整的同时，最大程度地维持了原计划网络其他部分的稳定性。

47、第二方面，本技术提供一种建筑工程数字化管理平台，所述建筑工程数字化管理平台包括：一个或多个处理器和存储器；

48、所述存储器与所述一个或多个处理器耦合，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令，所述一个或多个处理器调用所述计算机指令以使得所述建筑工程数字化管理平台可以实现上述实施例提供的一种基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法，此处不再赘述。

49、第三方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在建筑工程数字化管理平台上运行时，使得所述建筑工程数字化管理平台可以实现上述实施例提供的一种基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法，此处不再赘述。

50、第四方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，当所述计算机程序/指令在建筑工程数字化管理平台上运行时，使得所述建筑工程数字化管理平台可以实现上述实施例提供的一种基于工序组件的建筑工程总进度计划生成方法，此处不再赘述。

51、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

52、1、通过将静态bim模型构件封装为具备“输入输出接口”的独立工序组件，利用施工交互规则和空间导向信息解析构件间的逻辑依赖。这种机制赋予了模型构件感知周边环境的能力，使得建筑工程数字化管理平台能够基于空间拓扑关系自动进行接口匹配与组装。这实现了从“几何模型”到“逻辑网络”的自动化转化，在无需人工逐一连线的情况下，构建出符合施工顺序的前后置依赖关系。

53、2、引入流水段划分方案将跨区大构件虚拟切割为独立分段，并自动补充bim中缺失的衍生工序（如养护），确保了计划颗粒度符合实际流水节拍。同时，结合节点高程与重力顺序对网络进行有向图遍历，智能识别并断开不合理的闭合回路（逻辑死锁），确保了生成的进度网络在数学逻辑上无环、在物理施工上可行。

54、3、通过计算变更构件的“拓扑影响包围盒”，精准定位受波及的存量组件范围。通过仅重组该空间范围内的逻辑接口，将变更带来的新逻辑无缝嵌入原有网络。这在保持未变更区域计划稳定性的同时，极大地降低了数据一致性的维护成本，实现了进度计划随模型变更的实时动态响应。