上汽通用五菱(重慶)涂裝車間BIM設(shè)計(jì)

龔巍煒　沈　禹

(中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司信息建筑工程室，天津　300119)

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上汽通用五菱(重慶)涂裝車間BIM設(shè)計(jì)

龔巍煒沈禹

(中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司信息建筑工程室，天津300119)

【摘要】在工程勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，民用建筑的BIM設(shè)計(jì)已經(jīng)有眾多的成功案例可被遵循和借鑒，在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中，相對(duì)于民用建筑，BIM還處于起步和探索階段，同數(shù)字化工廠和中國(guó)制造2025對(duì)工業(yè)建筑數(shù)字化的要求相比，工業(yè)建筑的BIM還有很長(zhǎng)的路要走。通過(guò)在本項(xiàng)目的BIM實(shí)際應(yīng)用，在設(shè)計(jì)的各階段積極發(fā)揮BIM價(jià)值，改變?cè)卸S設(shè)計(jì)協(xié)同模式，用流程去引導(dǎo)結(jié)果的改變，用技術(shù)去提升交付物的價(jià)值，試圖尋找一條適合汽車工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的BIM之路，為工業(yè)建筑全生命周期的BIM應(yīng)用進(jìn)行有價(jià)值的探索。

【關(guān)鍵詞】BIM；工業(yè)建筑；汽車工業(yè)；價(jià)值；探索

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.07

1工程概況

1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

上汽通用五菱第三基地(重慶)工程建設(shè)項(xiàng)目位于重慶市兩江新區(qū)龍興鎮(zhèn)，總占地面積152.61公頃，包括沖壓車間、車身車間、涂裝車間、總裝車間、發(fā)動(dòng)機(jī)車間及其他生產(chǎn)與生活輔助用房，總建筑面積25.51萬(wàn)m2。本項(xiàng)目的實(shí)施將為實(shí)現(xiàn)上汽通用五菱汽車股份有限公司“成為微小型汽車領(lǐng)域國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，國(guó)際上具有競(jìng)爭(zhēng)力的汽車公司”搭建優(yōu)良的平臺(tái)。項(xiàng)目整體如圖1所示。

該基地于2013年初開(kāi)工建設(shè)，一期投資66億元，嚴(yán)格遵循通用汽車全球制造體系和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)， 2015年建成投產(chǎn)，建成后將具備40萬(wàn)輛整車和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)能力。其中涂裝車間總建筑面積4.21萬(wàn)m2，主體廠房?jī)蓪?，為工藝生產(chǎn)區(qū)；局部3層，為空調(diào)機(jī)房區(qū)。建筑物總長(zhǎng)300 m，寬68 m，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，輕鋼屋面。涂裝車間建筑模型如圖2所示。

1.2工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

本項(xiàng)目是工藝及廠房一體化設(shè)計(jì)的大型工業(yè)項(xiàng)目，其中涂裝車間是汽車工廠中自動(dòng)化程度最高、工藝流程最復(fù)雜、潔凈度要求最嚴(yán)格、火災(zāi)危險(xiǎn)性最大的生產(chǎn)車間，管線排布及工藝設(shè)備復(fù)雜，常規(guī)手段難以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

BIM技術(shù)在本項(xiàng)目的應(yīng)用主要在設(shè)計(jì)階段，包括工藝及土建公用方案設(shè)計(jì)、工藝仿真分析、建筑性能分析、三維協(xié)同設(shè)計(jì)、管線綜合分析、管線工程量統(tǒng)計(jì)等，力求以BIM技術(shù)解決二維設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量提升問(wèn)題。

2.2實(shí)施方案

在本項(xiàng)目實(shí)施開(kāi)始前，先行制定了完整的BIM實(shí)施方案；涂裝專業(yè)按照40萬(wàn)輛整車生產(chǎn)綱領(lǐng)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，確定土建框架資料后提交下游專業(yè)，使用Inventor進(jìn)行設(shè)備模型創(chuàng)建，并導(dǎo)入企業(yè)自主開(kāi)發(fā)的參數(shù)化設(shè)備模型庫(kù)，快速拼裝工藝生產(chǎn)線。建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員根據(jù)工藝框架資料，使用Revit軟件同步進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)，機(jī)電設(shè)計(jì)人員根據(jù)工藝及建筑需求組織設(shè)計(jì)方案，計(jì)算公用耗量，使用Revit建立中心文件并分工作集進(jìn)行干管快速布置。

本項(xiàng)目首次嘗試土建機(jī)電專業(yè)與工藝設(shè)備專業(yè)協(xié)同的三維協(xié)調(diào)，通過(guò)歐特克公司BIM軟件平臺(tái)以及自主研發(fā)的插件的配合下進(jìn)行協(xié)同，實(shí)現(xiàn)BIM信息的順暢流轉(zhuǎn)。

2.3 團(tuán)隊(duì)組織

為了更好發(fā)揮BIM在設(shè)計(jì)中的作用，團(tuán)隊(duì)的組織及團(tuán)隊(duì)成員的技能非常重要，只有扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，才有可能具備使用非常規(guī)手段進(jìn)行創(chuàng)新的能力。本項(xiàng)目實(shí)施設(shè)置雙設(shè)總，即項(xiàng)目設(shè)總與BIM設(shè)總并行，并在各專業(yè)下設(shè)專業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人與BIM負(fù)責(zé)人，分管二維設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)及BIM設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)間平行協(xié)同。

2.4應(yīng)用措施

為引導(dǎo)和規(guī)范BIM設(shè)計(jì)，公司編制了一系列BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在命名、顏色、深度、存儲(chǔ)、協(xié)同、交付各方面加以指導(dǎo)，項(xiàng)目各參與專業(yè)嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行三維協(xié)同設(shè)計(jì)。

協(xié)同應(yīng)用基于服務(wù)器共享文件夾進(jìn)行，不同項(xiàng)目不同階段設(shè)置不同的存儲(chǔ)區(qū)域，設(shè)立專門(mén)的數(shù)據(jù)管理員，對(duì)項(xiàng)目文件和人員權(quán)限進(jìn)行設(shè)定，做到設(shè)計(jì)人有寫(xiě)入權(quán)限，配合設(shè)計(jì)人員有瀏覽權(quán)限，項(xiàng)目無(wú)關(guān)人員沒(méi)有任何權(quán)限，保證模型數(shù)據(jù)的安全與可靠。

2.5 軟硬件環(huán)境

本項(xiàng)目主要應(yīng)用軟件為歐特克公司建筑設(shè)計(jì)系列軟件(如圖3所示)：

Autodesk AutoCAD

Autodesk Revit

Autodesk Inventor

Autodesk Navisworks

項(xiàng)目設(shè)計(jì)使用設(shè)備為專業(yè)圖形工作站，主要硬件配置如下：

CPU：Intel Xeon E5-2637 v2

內(nèi)存： 4×8 GB 1866 MHz DDR3 ECC RDIMM

顯卡：NVIDIA Quadro K4000

硬盤(pán)： 1TB 3.5 inch SATA 7200 Rpm硬盤(pán)

3BIM應(yīng)用

3.1BIM建模

項(xiàng)目BIM模型基于Revit平臺(tái)分專業(yè)分系統(tǒng)創(chuàng)建中心文件及工作集；工藝模型基于Inventor平臺(tái)，根據(jù)生產(chǎn)工藝分層分區(qū)創(chuàng)建；所有模型在Navisworks中整合后進(jìn)行可視化校驗(yàn)及匯總。通過(guò)可視化及碰撞檢測(cè)等手段，預(yù)判可能會(huì)產(chǎn)生的實(shí)際問(wèn)題，對(duì)項(xiàng)目精細(xì)化實(shí)施提供幫助。本項(xiàng)目以涂裝專業(yè)為主導(dǎo)，協(xié)同建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電各專業(yè)緊密配合，二維設(shè)計(jì)與三維設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，其中涂裝專業(yè)模型包含所有工藝設(shè)備及管線，建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)模型包含所有主要構(gòu)件，機(jī)電模型為所有干管及重要支管，本次BIM設(shè)計(jì)主要解決管線及設(shè)備之間的碰撞干涉問(wèn)題，因此模型深度等級(jí)為不低于LOD 200。

3.2BIM應(yīng)用情況

(1)實(shí)時(shí)模型整合及三維校審

由于工藝模型數(shù)據(jù)量巨大，因此在項(xiàng)目初期，涂裝專業(yè)與土建機(jī)電專業(yè)按照以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分開(kāi)建模，這種協(xié)同方式的前提是必須具有成熟穩(wěn)定的前期方案設(shè)計(jì)，待雙方模型完成至70%左右的階段，將模型轉(zhuǎn)為NWC格式，并在Navisworks中進(jìn)行合并檢查，發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，直至設(shè)計(jì)結(jié)束。項(xiàng)目?jī)?nèi)部模型如圖4所示。

(2)族庫(kù)建設(shè)

根據(jù)汽車工業(yè)廠房業(yè)務(wù)特點(diǎn)，按照專業(yè)、功能及特性，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及常用設(shè)備樣本，定制了參數(shù)化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)族庫(kù)，族文件不僅包含幾何信息，同時(shí)包含非幾何信息以及二維表達(dá)符號(hào)，符合工程設(shè)計(jì)及建設(shè)需要，提高了模型搭建、后續(xù)設(shè)計(jì)變更以及后期出圖的效率。

(3)綠色設(shè)計(jì)

在本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)階段中，對(duì)建筑物進(jìn)行了一系列綠色模擬分析(圖5)，如：日照分析、風(fēng)速分析、風(fēng)向分析、臨界照度分析、光控照明節(jié)能分析、全自然采光百分比分析等。通過(guò)模擬分析，更多的利用被動(dòng)措施，減少主動(dòng)措施，提升建筑設(shè)計(jì)合理性，降低使用消耗。

(4)工藝仿真

本項(xiàng)目工藝設(shè)備排布密集，在車間的一層及二層有多級(jí)立體物流，為保證40萬(wàn)輛整車生產(chǎn)綱領(lǐng)，對(duì)車間生產(chǎn)工藝節(jié)拍進(jìn)行工藝仿真模擬，確定工藝方案合理性及可實(shí)施性，改善工藝設(shè)計(jì)流程，解決工藝瓶頸，合理設(shè)置工藝節(jié)拍。

(5)二次開(kāi)發(fā)

由于行業(yè)的特殊性，為提高BIM效率，針對(duì)汽車工業(yè)廠房設(shè)計(jì)進(jìn)行大量的二次開(kāi)發(fā)，基于Revit平臺(tái)及Navisworks軟件，形成了建筑專業(yè)快速方案布置、結(jié)構(gòu)輕鋼標(biāo)準(zhǔn)廠房結(jié)構(gòu)體系快模、機(jī)電設(shè)備及管線設(shè)計(jì)及調(diào)整批處理、工程量清單統(tǒng)計(jì)、機(jī)電設(shè)備三維標(biāo)注等一系列插件，并開(kāi)發(fā)了集項(xiàng)目管理、樣板管理、族庫(kù)管理、資料管理、軟件管理于一體的基于Web的企業(yè)BIM管理平臺(tái)，可以使項(xiàng)目參與方不需安裝任何軟件就能實(shí)時(shí)了解項(xiàng)目信息。

4應(yīng)用效果

通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，在模型的應(yīng)用過(guò)程中針對(duì)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行模擬，尋找更加合理的設(shè)計(jì)解決方案。三維模型為二維圖紙?zhí)峁┝藢徍伺c校驗(yàn)，并為二維圖紙的深化設(shè)計(jì)提供幫助。本次BIM設(shè)計(jì)，將工藝設(shè)備模型與BIM模型整合在一起，解決了工廠設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的管線碰撞問(wèn)題，并對(duì)重要管線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將大部分的施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)變更在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行有效消除。項(xiàng)目設(shè)備及機(jī)電模型如圖6所示。

5總結(jié)

5.1創(chuàng)新點(diǎn)

通過(guò)將土建機(jī)電模型與工藝模型結(jié)合，有效打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞的瓶頸。對(duì)模型進(jìn)行碰撞檢查、虛擬漫游，在施工未進(jìn)行時(shí)優(yōu)化管線排布，減少設(shè)計(jì)誤差，極大的節(jié)約了施工周期與成本。

5.2經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

項(xiàng)目的前期組織與策劃是三維協(xié)同成功與否的關(guān)鍵，通過(guò)制定企業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范BIM設(shè)計(jì)人員，對(duì)模型的深入利用至關(guān)重要。工廠設(shè)計(jì)不同于民用建筑設(shè)計(jì)，項(xiàng)目參與方較民用建筑項(xiàng)目更多，制約因素更加復(fù)雜，因此在工廠設(shè)計(jì)中BIM的深度應(yīng)用方面仍有更長(zhǎng)的路要走。

參考文獻(xiàn)

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BIM Design of Painting Workshop for SGMW (ChongQing)

Gong Weiwei， Shen Yu

(InformationArchitectureEngineeringDivisionofAutomotiveEngineeringCorporation，Tianjin300119,China)

Key Words：BIM; Industrial Building; Automobile Industry; Value; Discovery

Abstract:Many successful BIM design case can be studied and referred to in project survey and design for civil building. According to the requirements of China 2025 Strategy for digitalized factory and the industrial building, BIM application in industrial building is still at its starting stage and has a long way to go. The value of BIM design has been proven in the real application for different stages in SGMW CHONGQING Project. The main values of BIM design include changing the traditional cooperative design mode, improving the result-oriented procedure, and valuing the delivery through BIM. Through the article, we try to find a way for BIM design and the full life cycle applications of automobile industrial building.

【作者簡(jiǎn)介】龔巍煒(1975-)，男，高級(jí)工程師，主要研究方向：BIM應(yīng)用與管理；

【中圖分類號(hào)】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1674-7461(2016)02-0044-04

沈禹(1980-)，男，高級(jí)工程師，主要研究方向：BIM流程與標(biāo)準(zhǔn)。