基于大语言模型的三维建模助手开发和应用

引言

BIM 技术作为建筑行业数字化转型的核心工具，其建模过程涉及大量参数化操作与数据协同。然而，传统 BIM 软件依赖菜单驱动的图形界面，存在操作层级深、学习成本高等问题。近年来，大语言模型（LLM）的突破为自然语言与专业设计软件的交互提供了可能。

一、大语言模型的工具调用能力和智能体

LLM 能很好的理解人类自然语言并具有一定的逻辑推理能力，然而随着应用场景的不断拓展，仅仅依靠生成文本已经无法满足复杂多样的实际需求。智能体（AI Agent）的出现为 LLM 添加了任务规划、决策、同时通过Function Call、MCP 等技术或框架为 LLM 提供了工具使用的能力。

MCP（Model Context Protocol）协议由 Anthropic 提出，通过标准化接口实现 LLM 与外部系统的安全、动态交互，其核心价值在于为多源异构的外部工具（或资源）提供了统一接口。本文基于 MCP 架构构建了面向三维软件的对话式建模助手，为 BIM 软件与人工智能技术的结合提供了一种交互范式。

二、工具开发及应用

本工具通过 .NET SDK for the Model Context Protocol（以下简称C# MCP SDK）构建 MCP 框架；通过 Microsoft.Extensions.AI 构建大语言模型应用的主体框架；通过 WCF 技术连通三维软件与 MCP 服务器的数据通信。主要模块为 DDZ.MCP.Host（MCP 服务器模块）、DDZ.E3D.MCP.Implement（三维软件 API 的实现）、DDZ.MCP.RPC（通信模块）、DDZ.MCP.Client（MCP 客户端模块）。

1.MCP 服务器的开发

MCP 服务器承担了向 LLM 暴露可调用工具的责任。由于三维软件为独立软件，且已存在多种形式可供调用的 API（包括二次开发的），因此采用WCF 技术对这些API 接口进一步封装。主要过程为：

·MCP Host 框架的实现

·定义工具类·定义工具类中的功能函数，并为功能函数及其参数添加文字描述·在功能函数中通过WCF 调用三维软件的具体实现。

本工具的MCP 服务端定义的部分工具如表格 1 所示：

2.MCP 客户端的开发和第三方客户端的使用

MCP 客户端主要负责人机交互、大模型接入、动态上下文管理、工具链构建等。本工具通过 C# MCP SDK 和 Microsoft.Extensions.AI 框架构建了MCP 客户端，并定制了系统提示词，实现了对MCP 服务端的调用。

同时，市面上很多 AI 工具已具备 MCP 客户端功能，通过测试，Cline、Trae 等均可直接应用本工具开发的MCP 服务端。

三、项目应用

使用 Trae 作为 MCP 客户端，大模型采用 DeepSeek -R1，并设置自动运行命令和MCP 工具，在某设计项目中进行墙板创建和批量改名的应用。

1. 应用一：通过CAD 二维图，生成三维墙体

MCP 客户端（Trae）中输入指令：从CAD 中获取墙的路径，创建高度为2000mm ，厚度为 300mm 的墙。

输入指令后Trae 进入思考，等待一段时间后，要求在CAD 中选择图形，在 CAD 中手动选择如图 1 图形后，Trae 开始分析并自动不断调用“创建一个直墙”工具，最终在三维软件中生成的模型如图 2 所示。

2. 应用二：自动判断是横墙还是纵墙，并自动命名

Trae 中输入指令：判断当前物项下所有的墙是横墙还是纵墙，并重命名为“XX-YY”格式，其中XX 为横墙或纵墙，YY 为从1 开始的流水号。

输入指令后 Trae 进入思考，一段时间后，三维软件中墙板的名字完成了自动修改。

四、结论和展望

通过本工具的开发，验证了MCP 架构在BIM 软件中智能化开发的可行性。其标准化接口的设计降低了建筑行业的 AI 集成的门槛，提供了一种通用的解决方案。对话式智能助手的应用也大大降低了 BIM 软件的应用门槛，减少了繁琐复杂的操作，提高了设计效率。后续通过持续完善，基于大模型的三维建模助手或许将成为一种 BIM 软件的核心交互模型，推动建筑设计与人工智能技术的深度融合。