2025年11月12日，中国核电工程有限公司北京核工程院建筑结构所副总工冯金祺在深圳核博会核电数字·生态·科技论坛，科技创新 赋能核电高质量发展专题环节发表《国产工业软件在核电工程中的研发应用与展望》主旨报告。
报告围绕中国核电工程有限公司建筑结构专业数字化平台的研发、应用与展望展开，重点介绍了以国产BIM基础平台和PKPM软件为基础的建筑结构数字化平台建设。平台通过设计管理、三维设计、数据管理和跨专业协同，支撑核岛厂房等核电工程的数字化设计，并在玲珑一号项目中进行了阶段性验证。报告认为，持续推进三维软件国产化和数据资产积累，可提升核电项目设计施工质量与效率，并支撑数字核电建设目标。
关键点
1. 报告主题与内容安排（00:32）
冯金奇介绍报告题目为“国产工业软件在核电工程中的研发应用与展望”，并说明将分享公司建筑结构专业数字化建设开发及应用历程，内容包括数字化建设整体架构、平台在核工程项目中的验证应用，以及后续研发应用的观点和建议。
2. 数字化建设目标与传统设计痛点（02:06）
中核集团提出数字核工业建设目标后，公司立项开展核聚中台相关数字化研究。公司数字化建设的核心目标是积累数字化资产、建立数字化设计能力，并解决传统设计中缺少统一数字化管理、设计管理过程复杂、软件种类多、上下游协同难度大、数据接口量巨大等问题。
3. 公司数字化顶层规划与N+1模式（03:31）
作为核电工程总承包公司，公司数字化规划覆盖EPCS多个板块。设计板块采用“N+1”模式，其中“N”代表十几个接近二十个专业数字化平台，“1”代表公司数据中台和技术中台底座，用于统一数据标准、技术标准，并支撑专业平台之间及设计向采购、施工板块的数据传递。
4. 建筑结构平台坚持国产化路线（05:03）
建筑结构平台在策划之初即确定走国产化道路，采用国产BIM Base平台作为开发基础，并在PKPM BIM软件基础上开展三维设计软件进一步开发，同时集成已完成或在研的国产化设计软件，以实现平台全链条国产化。
5. 平台架构与四个一体化目标（05:45）
建筑结构平台主要包括设计管理板块、专业设计板块和平台数据库。平台面向核岛厂房建筑结构专业设计，目标是实现建筑结构三维协同设计一体化、专业设计工作一体化、专业设计管理一体化和数据管理一体化，并通过设计管理系统、三维设计软件、数据接口和数据标准体系支撑这些目标。
6. 平台功能规模与覆盖范围（07:19）
平台开发了十大功能模块、六十五个功能点，集成十五个专业设计软件和十七个专业设计业务流程，并与相关专业平台梳理了大量数据接口。建筑结构设计平台可完成核岛厂房建筑专业和结构专业的全部设计工作。
7. 玲珑一号项目用于平台验证（07:52）
玲珑一号是中核集团自主研发的商用模块化小型反应堆项目，具有厂房布置紧凑、内部结构复杂、模块化程度高、设计难度大、周期短和经济要求高等特点。公司将玲珑一号核岛厂房建筑结构专业三维模型和数字化设计作为平台软件阶段性开发测试验证项目。
8. 八个方面开展软件验证测试（09:37）
平台在玲珑一号项目中围绕工程项目及进度管理、专业设计、分析、专业协同设计、施工模拟、深化设计、图纸输出、工程量统计以及数据存储分析应用等方面开展软件验证和测试。
9. 项目管理与任务驱动设计（10:11）
平台可在项目设计前完成项目信息录入、人员资格匹配等初始化设置，并根据设计进度计划自动下发任务。设计人员按任务选择工具开展工作，系统同步跟踪任务进度，实现设计任务与管理联动，并可对进度、计划、接口和人力投入进行分析。
10. 国产三维建模工具提升效率（12:18）
平台依托具有自主知识产权的PKPM BIM软件，在原有三维建模功能基础上，针对核岛厂房特殊构件要求定制了多种三维建模工具和构件库。设计人员可在模型构件上加载属性信息和设计数据，使用自主研发软件后，建模效率相比原有三维软件至少提升一倍以上。
11. 核岛厂房精细化构件库与资源库（13:11）
平台针对核岛厂房定制开发了几十种精细建模工具，包括穹顶、核心构件、异形墙体、异形模板、异形洞口以及标准和非标预埋件等。三维模块中还设置预埋件库、材料构造库、项目信息模板和构件属性模板，并对信息进行结构化处理，支撑设计数据稳定准确产生和传递。
12. 模型转换与结构专业一体化设计（14:18）
建筑结构三维模型完成后，可转换为PDMS或E3D土建模型，供工艺、电气、通风、仪控等布置专业开展后续三维设计。结构专业也可依托平台集成软件完成三维模型、有限元模型、结构分析计算、地震响应分析、基础设计、承载能力分析和图纸文件出版等工作。
13. 模型协同实现一模多用（15:27）
针对结构设计中多个软件之间重复建模和数据关联问题，平台通过模型转换协同功能打通常用软件间的数据传递通道，例如PKPM BIM与CAD、Tekla、Midas等软件之间建立标准数据接口，实现一模多用，减轻重复建模工作并提升结构设计效率。
14. 深化设计连接施工加工（16:16）
结构三维模型建立后，可导入钢筋建模工具开展三维钢筋设计。施工端可通过平台一体化模块生成钢筋断料等施工深化数据，并对接钢筋自动加工设备，从设计模型延伸到施工料单和工程加工流程。
15. 建筑专业分析与图纸输出（17:26）
在建筑专业设计模型基础上，可开展建筑布置分析、防火分析和人员流线分析，并进一步进行屋面、地下防水等详细建模和分析设计。基于土建三维模型，平台可快速生成建筑、结构模板图等设计图纸，支持批量导出DWG和PDF文件，提升设计和出图效率。
16. 数据资产存储、分析与应用（18:40）
报告强调数字化建设的核心是积累数据资产。平台可对项目图纸、文件和数据进行五级目录存储，从项目、厂房编号、设计阶段、专业到文件图纸内容，实现成果和数据分层管理，便于查询和使用。
17. 建筑结构数据结构化管理（19:35）
平台按公司数据标准、数据格式和编码原则配置建筑结构专业数据信息。建筑专业数据包括房间、门窗、防水材料构造、屋面材料构造等信息，其中房间信息集成量大、专业需求多；结构专业数据包括混凝土结构、钢结构、基础、预埋件、贯穿件和洞口等信息。
18. 从二维图纸载体转向三维模型载体（20:51）
平台将不同类型和来源的数据以结构化方式加载并存储到三维模型上，使构件和属性建立关联关系，形成数字化模型。报告认为，这将设计信息载体由二维图纸转化为三维模型，再由三维模型生成二维图纸，是数据信息搭载方式的技术变革。
19. 工程量统计支撑EPCS模式（21:40）
当三维模型加载足够数据信息后，可利用构件清单工具按不同阶段、施工或采购等需求快速准确提取工程量清单，实现设计算量一体化。基于三维模型的工程量统计可减少人为错误和时间成本，并在模型变化时及时反馈关联物项、文件和清单变化，保证统计实时准确。
20. 单专业与跨专业协同模式（23:33）
专业协同设计包括单专业一模多用和专业间协同。模型可导入SketchUp进行方案集成与动态展示，进行结构分析、钢筋深化设计、图纸输出、施工动态展示和效果渲染；跨专业协同则包括建筑结构内部协同，以及土建与工艺、电气、通风、仪控等布置专业之间的轻量化模型协同。
21. 建筑结构同模设计与增量更新（24:56）
在三维建模过程中，建筑和结构专业在同一三维模型上设计，可实现轴网、门窗洞口、装修标高、楼梯等内容的协同。核岛厂房模型表达达到构件级深度，个别构件变化时可只对变化构件进行增量更新，提高土建协同设计效率。
22. 土建与布置专业跨平台协同（25:43）
土建三维模型可通过PKPM BIM软件转换为PDMS或E3D模型，实现与工艺、电气、通风、仪控等布置专业的跨平台三维协同和数据传输。布置专业可基于土建模型开展后续建模和三维提资工作。
23. 流动提资与碰撞检查应用（26:19）
报告以建筑专业向结构专业进行门洞提资为例，说明结构专业接收虚拟提资物项后进行校验复核，确认后转为结构专业提资列表，并将虚拟物项转为实体模型，服务现场预留洞工作。平台还可接收布置专业流动埋件等虚拟提资，自定义检查区域并快速定位碰撞冲突，形成全专业物项碰撞清单。
24. 关键施工节点三维模拟（27:44）
平台针对小堆项目选取施工难度大的两个模块进行施工模拟，包括反应堆厂房内部结构换料水池底板模块和外层屏蔽厂房穹顶模块。施工模拟可生成施工顺序和物流规划，帮助优化施工流程、资源利用、材料设备存放位置和运输路径，并提前发现潜在冲突和瓶颈。
25. 探索BIM与AR辅助施工（30:19）
公司已开展BIM加AR相关课题，软件已开发并在项目上进行模拟验证应用。该技术可将三维模型与现场实际施工情况进行虚拟结合，一方面指导现场施工，另一方面对已完成施工情况进行验证和校验。
26. 数字化平台相较原流程的改进（31:20）
原有流程中建筑结构专业基于PDMS或E3D建模，存在建模难度大、效率低、模型质量保证不完备、工程量数据自动化程度低等问题，也难以实现多场景模型共享和多专业数据流转。数字化平台开发应用后，提升了建模和出图效率，打通专业间业务数据流，建立数字化管理模块，并推动设计施工一体化。
27. 后续研发方向与国产化展望（32:58）
报告提出，核电项目包括核岛厂房、常规岛厂房和配套附属建筑BOP三类。核岛厂房土建专业已率先实现三维软件国产化开发和应用，后续布置专业、常规岛和BOP数字化建设也应逐步推进国产化替代，最终实现全专业软件国产化，支撑数字核电建设和数据资产积累。
时间线
00:00 - 主持人介绍报告人冯金奇及报告题目，随后报告正式开始。
00:32 - 报告人说明分享范围，先概述公司建筑结构专业数字化建设历程，并提出报告将分为整体架构、工程应用验证和后续展望三部分。
02:06 - 报告进入数字化建设背景，围绕中核集团数字核工业目标、公司数字化规划、N+1架构以及建筑结构平台国产化路线展开说明。
05:45 - 报告详细介绍建筑结构数字化平台架构、功能模块、四个一体化目标，以及平台在建筑结构专业全流程设计中的覆盖能力。
07:52 - 报告转入工程应用部分，以玲珑一号项目为验证场景，说明平台在小型堆核岛厂房设计中的测试背景和验证范围。
10:11 - 报告依次展示平台在项目管理、任务驱动设计、专业建模、模型转换、结构分析、深化设计和图纸输出等环节的应用。
18:40 - 报告重点阐述数据资产建设，包括项目成果分层存储、建筑结构数据标准化、三维模型承载设计信息，以及工程量统计的自动化应用。
23:33 - 报告介绍专业协同能力，包括单专业一模多用、建筑结构同模协同、土建与布置专业跨平台协同、流动提资和碰撞检查。
27:44 - 报告展示施工阶段应用，包含关键施工模块三维模拟、施工顺序和物流优化，以及BIM加AR辅助施工探索。
31:20 - 报告总结数字化平台相较原有设计流程的改进，强调其在协同、效率、数据流转、施工模拟和设计施工融合方面的作用。
32:58 - 报告最后展望后续研发应用，提出在核岛、常规岛和BOP等领域继续推进三维软件国产化和数字化平台建设，以支撑数字核电目标。
AI 延伸阅读(下文由AI生成，其内容可能存在偏差，请注意甄别)：
国产工业软件加速赋能核电工程数字化建设
在中核集团推进“数字核工业”战略的背景下，数字核电成为核工业数字化转型的重要组成部分。中国核电工程有限公司围绕工程总承包模式，开展了包括“核聚众台”在内的数字化研究与平台建设，目标是积累可复用的数字化资产，建立面向核电工程全生命周期的数字化设计能力，解决传统设计中数据分散、重复录入、专业协同困难、接口复杂和管理手段不足等痛点，并支撑设计、采购、施工一体化发展。
公司数字化建设采用“N+1+1”总体模式，即由近二十个专业数字化平台、公司数据中台和公司技术中台共同构成。设计板块作为核心数据源，是整个数字化体系的起点，其数据将持续向采购、施工等环节传递。公司统一制定数据标准、编码规则和技术规范，各专业平台则结合自身业务流程和设计接口开展建设，并通过数据中台实现跨专业、跨平台的数据交互与传输。
建筑结构数字化平台从策划之初就坚持国产化技术路线，采用国产BIM基础平台作为开发底座，并基于PKPM BIM软件进一步开发三维设计能力，同时集成已开发和在研的国产专业设计软件。平台包括设计管理、专业设计和平台数据库三大部分，覆盖项目管理、角色管理、知识库、软件中心、建筑与结构三维设计、专业软件集成和业务流程管理等功能，形成建筑结构三维协同设计、专业设计工作、设计管理和数据管理“四个一体化”的建设目标。目前平台已开发十大功能模块、六十五个功能点，集成十五个专业设计软件和十七个专业设计业务流程，并梳理了大量跨专业数据接口。
玲珑一号项目成为该平台验证和应用的重要场景。作为中核集团自主研发的商用模块化小型反应堆项目，玲珑一号具有厂房布置紧凑、内部结构复杂、模块化程度高、设计周期短和经济性要求高等特点，对三维数字化设计提出了更高要求。平台以玲珑一号核岛厂房建筑结构三维模型为验证对象，在项目建设过程中同步开展功能模拟和阶段性测试，应用场景覆盖工程项目及进度管理、专业设计、分析计算、专业协同设计、施工模拟、深化设计、图纸输出与工程量统计，以及数据存储、分析和应用。
在工程管理方面，平台能够完成项目信息录入、人员资格匹配和项目基础数据建立，并根据设计进度计划自动下发任务。设计人员可依据任务调用相应工具开展工作，系统同步跟踪任务进度，实现设计任务与项目管理的联动。同时，平台能够对进度计划、内部接口状态和人力投入情况进行分析，为专业决策和项目管理提供数据支撑。
在建筑结构专业设计方面，平台通过软件中心集成土建专业常用软件和自主研发程序，支持设计人员根据建模任务启动三维建模工具，并在模型完成后进入校审流程。针对核岛厂房特殊构件，平台开发了穹顶、核心构件、异形墙体等精细化建模工具，建立了异形模板、洞口、标准及非标预埋件库，以及材料、构造、项目信息和构件属性模板。设计信息被参数化、结构化加载到模型中，设计人员可直接选择标准化参数完成建模，从源头提高数据准确性和复用能力。与原有三维软件相比，该平台建模效率提升一倍以上，减少了重复建模和人工录入。
结构专业设计则重点打通三维模型、有限元模型、结构分析计算、地震响应分析、基础设计、厂房承载能力分析和图纸文件输出等环节。由于核岛结构设计涉及多种分析计算软件，平台建立了PKPM BIM与CAD、Tekla、Midas等软件之间的数据接口，实现模型和数据的互通，减少重复建模，推动“一模多用”。在钢筋深化设计方面，结构三维模型可导入钢筋建模工具，支持三维钢筋设计、施工深化和钢筋断料数据对接自动加工设备，使设计模型进一步转化为施工料单。
建筑专业应用则围绕建筑布置、防火分区、人员流线、屋面设计、地下防水和构造细部建模等展开。基于土建三维模型，平台可快速生成建筑图、结构模板图等设计图纸，并支持批量导出DWG和PDF文件，通过视图与图层设置提升出图效率。三维模型不再只是展示工具，而是承载房间编号、标高、防火分区、装修构造、门窗、防水材料、屋面材料、混凝土结构、钢结构、基础、预埋件、贯穿件和洞口等多类工程数据的核心载体。
在数据资产积累方面，平台支持项目图纸、文件和数据按照项目、厂房编号、设计阶段、专业、文件图纸内容等五级目录进行存储，实现成果和数据的分层管理。工程量统计也从传统人工方式转向基于模型属性的自动提取，可满足不同设计阶段以及采购、施工环节的统计格式需求，减少人为误差和时间成本。当模型发生变化时，相关工程量清单能够同步更新并提示设计人员，从而提高工程量统计的实时性和准确性。
专业协同是平台建设的另一项重点。单专业层面，PKPM BIM模型可导入SketchUp进行方案展示，也可用于全厂三维动态展示、有限元分析、钢筋深化设计、图纸输出、施工模拟和效果渲染。建筑与结构专业可在同一三维模型中围绕轴网、门窗、洞口、装修标高和楼梯模型等内容开展构件级协同，模型固化后还可对变化构件进行增量更新。土建模型还能转换为PDMS或E3D模型，为工艺、电气、通风、仪控等专业后续设计提供支撑，并通过流动提资、碰撞检查和全专业物项碰撞清单，提升跨专业协同效率。
平台还探索了施工模拟和BIM+AR应用。通过三维模型生成施工顺序、支持物流规划、优化施工流程和资源配置，可提前发现施工冲突和瓶颈。在换料水池底板模块、反应堆厂房核心模块、钢板模块和外层屏蔽厂房穹顶模块等施工场景中，平台可模拟混凝土浇筑、模块吊装、钢框架制作、钢板焊接等关键步骤。BIM+AR技术则尝试将三维模型与现场实际施工环境进行虚实融合，帮助现场人员理解施工场景，并对施工完成情况进行验证和校验。
从应用成效看，建筑结构数字化平台有效缓解了传统土建建模依赖PDMS或E3D带来的建模难度大、效率低、质量保障不足、工程数据自动化程度低和模型共享困难等问题。平台不仅提升了建筑结构专业建模和出图效率，也打通了专业间业务数据流，建立了数字化管理模块，使三维模型能够在设计、施工模拟、钢筋深化加工和数据统计等多场景中共享应用，推动核电工程设计与施工深度融合。
面向后续发展，核电工程建筑类型可分为核岛厂房、常规岛厂房和BOP配套附属建筑。核岛厂房土建专业已率先实现三维软件国产化开发和应用，在缓解关键工业软件“卡脖子”问题上取得进展，但工艺、通风、电气、仪控等布置专业仍需继续推进国产化替代。常规岛厂房可借鉴核岛厂房数字化平台建设经验，逐步构建相应的数字化设计板块。BOP配套附属建筑兼具工业与民用建筑特点，适合基于国产BIM软件开展一体化设计平台建设。随着全专业国产三维软件持续开发和广泛应用，核电工程将在设计质量、施工效率、项目成本、进度、安全和质量精细化控制，以及数据资产积累方面获得更强支撑，并为核电建设和运维数字化奠定基础。
