關(guān)于水泥工廠設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的運(yùn)用研究

【摘要】本文概述了BIM技術(shù)的基本含義及其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，并對(duì)BIM 技術(shù)在某水泥公司工廠設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；水泥工廠設(shè)計(jì)；應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，BIM 技術(shù)在建筑工程的多個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，。通過(guò) BIM 技術(shù)的應(yīng)用一方面可以提升建筑設(shè)計(jì)方案的可行性和實(shí)施性，另一方面也為建筑工程算量、施工模擬以及三維碰撞等工作的開(kāi)展創(chuàng)造了良好的條件。

1、BIM技術(shù)的概念

BIM （building information modeling），即建筑信息模型，BIM思想最早起源于美國(guó)，之后許多建筑行業(yè)的學(xué)者、建筑等都對(duì)其涵義進(jìn)行了闡述，目前相對(duì)較全面的是美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo) 準(zhǔn) （national building information modelingstandard，NBIMS） 的定義：“BIM 是設(shè)備物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)方式，是一種可以在整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)維護(hù)全壽命周期內(nèi)為決策提供可靠的共享的知識(shí)資源平臺(tái)；在項(xiàng)目不同階段，不同參與方通過(guò)在 BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同工作。

2、BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

BIM 是繼 CAD 之后在建設(shè)工程信息應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生的又一次技術(shù)性創(chuàng)新革命，但 CAD只改變了設(shè)計(jì)成果交付的形式， 并沒(méi)有改變交付的內(nèi)容——圖紙，而B(niǎo)IM不僅僅改變了成果交付的形式， 更重要地是改變了成果交付的內(nèi)容，從二維圖紙變成了三維甚至多維模型， 從而也必將逐步改變成果交付的方法和流程。

目前， 市場(chǎng)上BIM 三維設(shè)計(jì)軟件有很多款，其中，開(kāi)發(fā)得較為成熟、應(yīng)用得較為廣泛的有Revit和Bently 兩款軟件。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的對(duì)比性試用發(fā)現(xiàn)，Revit 軟件開(kāi)放性相對(duì)較好，用戶界面和操作方法與CAD 軟件一脈相承， 各專業(yè)輔助計(jì)算軟件能夠較好地與之相鏈接。最終，該公司采用Revit 軟件及其設(shè)計(jì)平臺(tái)作為主要設(shè)計(jì)軟件， 同時(shí)運(yùn)用SolidWorks、NavisWorks、Lumion 和Fuzor 等多款輔助軟件。

Revit 軟件的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息的一體化，不同專業(yè)可以通過(guò)設(shè)計(jì)平臺(tái)同步開(kāi)展設(shè)計(jì)，通過(guò)服務(wù)器上傳、下載中心文件，及時(shí)更新設(shè)計(jì)模型，縮短項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期。水泥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)到完成最終成品，必然會(huì)經(jīng)歷多次方案改進(jìn)和設(shè)備資料的變更。采用傳統(tǒng)的CAD 軟件二維設(shè)計(jì)時(shí)，最容易出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候往往就是設(shè)計(jì)變更的時(shí)候，尤其是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)施工工期緊張時(shí)更容易出錯(cuò)。當(dāng)某專業(yè)施工圖完成后，方案發(fā)生變動(dòng)（或者設(shè)備資料）需要修改，未及時(shí)通知其他專業(yè)，往往現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。采用CAD 軟件二維設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖紙中某處錯(cuò)誤，修改也會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間，或可能在某一平面未及時(shí)修改，到現(xiàn)場(chǎng)才發(fā)現(xiàn)圖紙相互矛盾， 更甚者出現(xiàn)施工或安裝的失誤。

3、BIM 技術(shù)在水泥工廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 Revit 三維族庫(kù)的建立

對(duì)比化工、電力等行業(yè)，水泥廠工藝設(shè)備類型較多， 設(shè)備外形較復(fù)雜?，F(xiàn)階段設(shè)備廠家提供的多為CAD 二維圖紙。所以，在開(kāi)展Revit 三維設(shè)計(jì)的初期，須進(jìn)行各專業(yè)設(shè)備族庫(kù)的建立。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間的族庫(kù)建設(shè)，該公司形成一套合理的族庫(kù)管理方法和族庫(kù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。主機(jī)設(shè)備族一般根據(jù)設(shè)備尺寸繪制模型，不要求參數(shù)化設(shè)計(jì)。一方面，由于主機(jī)設(shè)備比較復(fù)雜，部件多，參數(shù)設(shè)置過(guò)多后，模型易出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤；另一方面，主機(jī)設(shè)備選型比較固定，重復(fù)利用率較高。

對(duì)于輔機(jī)設(shè)備則要求進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。輔機(jī)設(shè)備雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但是規(guī)格較多，項(xiàng)目中應(yīng)用較多，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)同一項(xiàng)目由多個(gè)廠家提供同類型輔機(jī)設(shè)備的情況，而且不同廠家的同類型設(shè)備尺寸上往往存在少許的差異。所以，參數(shù)化設(shè)計(jì)就很有必要了。

3.2 Revit 三維設(shè)計(jì)開(kāi)展

一條完整的水泥生產(chǎn)線一般包括25 個(gè)以上的車間（子項(xiàng)）。從車間設(shè)計(jì)的流程上看，Revit 三維設(shè)計(jì)和CAD 二維設(shè)計(jì)基本相同。

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的開(kāi)始階段，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（或者工藝負(fù)責(zé)人替代）在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中建立中心文件，并設(shè)置項(xiàng)目基點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)。總圖專業(yè)可以通過(guò)導(dǎo)入dwg/dxf/dgn 格式的三維等高線數(shù)據(jù)， 創(chuàng)建地形表面，并可在“體量”和“場(chǎng)地”選項(xiàng)卡中修改和簡(jiǎn)化場(chǎng)地模型；并對(duì)全廠車間布置一個(gè)大致的位置，初步計(jì)算場(chǎng)地的土、石方平衡。

3.3自動(dòng)生成明細(xì)表

在Revit 三維模型設(shè)計(jì)完成后， 可以在項(xiàng)目中進(jìn)行設(shè)備、材料統(tǒng)計(jì)，并自動(dòng)形成明細(xì)表。此功能為EPC工程總承包項(xiàng)目材料采購(gòu)提供了可靠的數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和材料管理提供更好的服務(wù)。

3.4三維模型的“碰撞檢查”

在專業(yè)間協(xié)同方面，Revit 軟件提供“碰撞檢查”的功能。“碰撞檢查”功能是目前民用建筑行業(yè)應(yīng)用比較好的一個(gè)功能。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，我們進(jìn)行“碰撞檢查”操作，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別不同專業(yè)設(shè)備、構(gòu)件矛盾“碰撞”的部分，通過(guò)醒目的顏色加以區(qū)分，并給出“碰撞檢查”報(bào)表。此功能對(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷起到很大的作用，規(guī)避了施工錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

3.5三維模型的二維出圖

在車間的三維模型設(shè)計(jì)完成后，二維圖紙也可直接在Revit 軟件中生成。當(dāng)然，由于目前BIM 三維設(shè)計(jì)出圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布， 且由于Revit 軟件的局限，二維圖紙的二次加工量比較大。

3.6 Fuzor 軟件三維漫游

當(dāng)Revit 三維設(shè)計(jì)完成后， 運(yùn)用Fuzor 輔助軟件可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行漫游和瀏覽。Revit 三維設(shè)計(jì)修改還能夠與Fuzor 軟件做到實(shí)時(shí)同步。運(yùn)用Fuzor 軟件輸出某一項(xiàng)目的一個(gè)Fuzor 三維模型，可以在其他未安裝Fuzor 和Revit 軟件的電腦中打開(kāi)，而且，對(duì)電腦的配置要求相對(duì)要低很多。該公司將這一技術(shù)應(yīng)用到指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)土建施工和設(shè)備安裝中。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行某復(fù)雜基礎(chǔ)施工（或某主機(jī)設(shè)備安裝）時(shí)，設(shè)計(jì)院將三維模型發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)模型進(jìn)行全方位的展示，核對(duì)模型中的尺寸參數(shù)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，盡管目前BIM技術(shù)發(fā)展還不成熟，但是作為建筑行業(yè)新興的一種理念，它的理論、技術(shù)、方法、軟件工具都處于快速發(fā)展的階段，未來(lái)一定會(huì)對(duì)建筑業(yè)生產(chǎn)方式產(chǎn)生巨大影響。

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