林 濤，李廣偉，李溫靜，劉靚雯，龔劉闖

無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

2015年,住建部發(fā)文《關(guān)于推薦建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》中提到：“到2020年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設(shè)計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實現(xiàn)BIM(建筑信息模型)與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用?！倍鄠€省份也陸續(xù)試點BIM審圖、推進BIM審圖。國內(nèi)的很多工業(yè)、民用、特別是一些復(fù)雜的特殊建筑也采用BIM技術(shù)獲得了成功，例如，2020年初新冠疫情肆虐，武漢地區(qū)上萬人不幸感染病毒，當(dāng)?shù)蒯t(yī)療系統(tǒng)不堪重負，雷神山、火神山醫(yī)院10 d之內(nèi)拔地而起，順利交付，解決了燃眉之急。中國速度再次刷新了世界對中國制造的認(rèn)知，得益于裝配式BIM的成功實施。此外，BIM技術(shù)在上海中心大廈、世博會中國館、中國尊等工程中的應(yīng)用同樣堪稱經(jīng)典。

可見，BIM技術(shù)的實施在國內(nèi)早已得到廣泛認(rèn)可，稻米工程行業(yè)也在不斷地積極推進，但是由于稻米加工企業(yè)規(guī)模大小不一，車間結(jié)構(gòu)及布局形式多樣，應(yīng)用領(lǐng)域通用性低，再加上業(yè)主低成本甚至零成本頻繁地設(shè)計變更，導(dǎo)致BIM技術(shù)在稻米工程行業(yè)的發(fā)展有一定的局限性，發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀。

1 稻米工藝設(shè)計的特點

1.1 與時俱進

隨著智能化、信息化時代的到來，稻米工藝設(shè)計理念在不斷更新，稻米工程行業(yè)也在與時俱進，稻米加工工藝設(shè)備，尤其是自動化程度高的設(shè)備，如色選機、包裝、碼垛系統(tǒng)等也在不斷的更新?lián)Q代。在時間及人工成本日益增加的今天，稻米加工廠的管理也逐漸由單一化到集成化發(fā)展，生產(chǎn)線規(guī)模也隨之逐漸擴大，BIM模型可視化展示功能需求越來越多，與其相關(guān)的軟硬件的配置要求也在逐漸提高。

1.2 多專業(yè)協(xié)同

稻米工藝設(shè)計在整個工程項目實施中并非獨立存在的，需要建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣等專業(yè)的協(xié)同。工藝專業(yè)需要向建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)提供廠房尺寸、功能分區(qū)、設(shè)備布局、孔洞、荷載及預(yù)埋件等條件；向給排水專業(yè)提供用水、排污等條件；向暖通專業(yè)提供部分功能用房的通風(fēng)要求等；向電氣專業(yè)提供某些功能用房及輔助設(shè)備如風(fēng)淋室、電控葫蘆等的用電條件等。由此可見，在整個稻米工程設(shè)計中，工藝設(shè)計往往需要先于其他專業(yè)開展，并且業(yè)主對工藝設(shè)計的變更可能會導(dǎo)致其他專業(yè)一同變更。

2 BIM技術(shù)在稻米工程工藝設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 可視化設(shè)計交底

可視化的設(shè)計交底可以對整個工程進行直觀的展示，可以改善設(shè)計方與業(yè)主方或施工方的溝通環(huán)境，尤其是當(dāng)業(yè)主方對稻米加工工藝不夠了解，或者施工方初次參與稻米工程行業(yè)的相關(guān)子項的施工時，可以減少各方的溝通障礙，降低未來現(xiàn)場在施工或者安裝過程中出現(xiàn)類似工藝設(shè)備吊裝空間不夠、工藝管網(wǎng)與圈梁、構(gòu)造柱沖突等問題的頻率。

2.2 參數(shù)化設(shè)計

稻米工程中采用BIM的參數(shù)化設(shè)計，不僅能夠?qū)に囋O(shè)備、管網(wǎng)等賦予幾何屬性，還可以模擬工藝相關(guān)的參數(shù)，如設(shè)備的功率、風(fēng)量、壓損等，并且可以通過公式將這些幾何參數(shù)與非幾何參數(shù)相結(jié)合，在設(shè)計時，只需要設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)，便可以根據(jù)工藝要求進行動態(tài)調(diào)整，從而節(jié)約時間，提高效率。

2.3 提高專業(yè)間的協(xié)同效率

與稻米工藝設(shè)計相關(guān)的不同專業(yè)之間存在差異性，通過建立BIM協(xié)同平臺，進行多專業(yè)合模，讓各專業(yè)能夠協(xié)同作業(yè)，可以對三維模型進行實時查看，降低因?qū)I(yè)差異性造成的誤解，從而提高溝通效率和設(shè)計質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)在稻米工程行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 軟件開發(fā)的局限性

自2002年revit軟件進入國內(nèi)以來，經(jīng)過多年的發(fā)展已成為國內(nèi)推進BIM技術(shù)的主流軟件，但是稻米工程行業(yè)不像建筑、水利、交通等行業(yè)有廣泛的影響力，并非大眾耳熟能詳?shù)男袠I(yè)，因此，revit軟件并沒有研發(fā)專門基于這方面的樣板系統(tǒng)，稻米工藝設(shè)計模型的建立受到諸多局限，例如，稻米加工車間中溜管的繪制需要用給排水樣板中的水管替代，風(fēng)管的繪制需要用暖通樣板中的風(fēng)管替代等。但是，考慮到稻谷表面的摩擦力，輸送稻谷的溜管以及礱谷工段的風(fēng)網(wǎng)一般需要內(nèi)襯耐磨材料，但是revit軟件系統(tǒng)沒有這樣的管道配置，如果用水管或者暖通樣板中的風(fēng)管替代，統(tǒng)計出來的明細表與實際會有很大的出入；如果通過內(nèi)建族或者插入外部族文件的方式來實現(xiàn)，就會嚴(yán)重影響工作效率，并且若業(yè)主提出設(shè)計變更需要修改的時候，修改過程更是繁瑣不堪。

3.2 專業(yè)技術(shù)人員缺乏

目前稻米工程設(shè)計行業(yè)的BIM技術(shù)主要用于向業(yè)主進行方案演示、或者用于招投標(biāo)的加分項，基本處于翻模階段，并沒有對BIM的可視化交底、參數(shù)化設(shè)計、專業(yè)間的協(xié)同作業(yè)進行深入的開發(fā)應(yīng)用，因從，大多數(shù)人把BIM技術(shù)等同于revit軟件。然而，BIM技術(shù)的進一步發(fā)展需要追求在稻米工程設(shè)計項目的整個生命周期中的全面發(fā)展。這個過程僅僅通過一個revit軟件是遠遠不夠的，還需要多種相關(guān)插件的協(xié)助，如利用Navisworks、Fuzor、Lumion進行虛擬漫游、動畫渲染，利用dynamo 進行異型構(gòu)件的創(chuàng)建,這就需要一個專業(yè)的團隊來共同合作完成,而行業(yè)里面精通revit軟件的人才本就稀少,同時能結(jié)合這么多插件熟練運用的人更是鳳毛麟角,即便企業(yè)加大培訓(xùn)力度,BIM技術(shù)所用到的三維軟件與CAD之類的二維軟件有諸多不同，對三維空間想象能力要求比較高，并且需要投入大量的時間和精力來學(xué)習(xí)，而參加培訓(xùn)的大多是缺少工作經(jīng)驗的年輕員工，并且在來自家庭和工作的雙重壓力下并沒有足夠多的時間對所學(xué)的知識進行系統(tǒng)的消化吸收,因此,專業(yè)人才團隊的組建困難重重。

3.3 投資回報率低

稻米工程行業(yè)門檻相對較低，整體的生產(chǎn)經(jīng)營利潤偏低，導(dǎo)致設(shè)計費收費標(biāo)準(zhǔn)一般低于工程設(shè)計行業(yè)的平均標(biāo)準(zhǔn)，而BIM技術(shù)對所需要的人員能力以及軟硬件的配置等投資較高，技術(shù)人員的水平從入門到精通，并非一朝一夕就能實現(xiàn)的，投資回收期長。此外，隨著BIM技術(shù)在國內(nèi)的推進速度日益加快，競爭也日趨激烈，而且建設(shè)工程領(lǐng)域的一些大眾行業(yè)的BIM設(shè)計有一定的通用性，導(dǎo)致BIM設(shè)計的收費標(biāo)準(zhǔn)呈下降趨勢，早期的設(shè)計費可以做到每平米十幾元，到后來每平米只有幾元錢甚至更低。然而，稻米工程各項目的工藝、設(shè)備、車間布局幾乎無通用性，如果按照目前市場上BIM設(shè)計收費標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計費就會遠低于先行的行業(yè)設(shè)計收費標(biāo)準(zhǔn)，就像稻米工程設(shè)計相關(guān)的子項，如清理中心、大米車間、成品庫、副產(chǎn)品庫等，建筑面積加起來一般也不超過2萬m2，如果采用BIM設(shè)計，即使可以做到20元/m2，也低于二維設(shè)計的收費標(biāo)準(zhǔn)，投資回報率有多低就可想而知了。

4 現(xiàn)階段推行BIM技術(shù)在稻米工程工藝設(shè)計中的困難與阻礙

4.1 BIM標(biāo)準(zhǔn)文件的制定

BIM技術(shù)作為建設(shè)工程行業(yè)從2D到3D的變革，有助于進一步增強企業(yè)的核心競爭力，因此受到了政府和行業(yè)的高度重視。但是，目前這部分內(nèi)容缺乏強制性標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于工藝設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、出圖標(biāo)準(zhǔn)、取費標(biāo)準(zhǔn)等方面的規(guī)范相對欠缺，從單專業(yè)合模到多專業(yè)合模再到全專業(yè)合模，各專業(yè)之間的銜接協(xié)調(diào)比較困難。

4.2 族庫的建立

Revit軟件作為BIM技術(shù)的核心軟件，并沒有配置關(guān)于稻米工程工藝設(shè)計相關(guān)的系統(tǒng)族，而且構(gòu)件塢、族庫大師等族庫相關(guān)的插件也沒有配置，因此，基于稻米工程工藝設(shè)計的BIM機電模型中的族庫，包括全套的主機設(shè)備、輔助設(shè)備、非標(biāo)設(shè)備等，都需要相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員自行一一創(chuàng)建、并賦予風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、耗氣量、耗水量等參數(shù)，并且同樣的設(shè)備如果來自不同的生產(chǎn)廠家，其外形尺寸也不盡相同，再加上一些主機設(shè)備為了緊隨行業(yè)發(fā)展的潮流，也在不斷地更新?lián)Q代，對應(yīng)的族庫也要定期更新維護。當(dāng)然，有些設(shè)備廠家也有單機設(shè)備的三維模型，但是大多數(shù)都是采用solidworks軟件制作的，與revit軟件并不兼容，無法載入調(diào)用。因此，稻米工程工藝設(shè)計行業(yè)族庫的建立、更新與維護任重而道遠。

4.3 工程變更

工程變更在建設(shè)工程行業(yè)已成常態(tài)，稻米工程行業(yè)也不例外，這一現(xiàn)狀的產(chǎn)生是由多方面因素引起的，主要包括設(shè)計方、業(yè)主方、施工方、監(jiān)理方以及不可抗力的自然因素等。在進行BIM設(shè)計的過程中，任何一方導(dǎo)致的變更都需要對模型重新調(diào)整，變更發(fā)生的時間越晚，返工任務(wù)量就越大，就稻米加工工藝而言，一些設(shè)計變更可以說是牽一發(fā)而動全身，比如，工藝流程的變更會導(dǎo)致設(shè)備選型的變化、通風(fēng)除塵與氣力輸送風(fēng)網(wǎng)參數(shù)的調(diào)整等。其中，設(shè)備選型的變化，可能會影響車間的設(shè)備布局，變化大的地方甚至?xí)?dǎo)致其他專業(yè)的同步調(diào)整；而通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整就需要將工藝管網(wǎng)與其他專業(yè)的管網(wǎng)，如噴淋管、消防管、電纜橋架等相結(jié)合，重新進行碰撞檢測并對管線綜合布局重新優(yōu)化。此外，面對各種紛至沓來的設(shè)計變更，即便采用二維設(shè)計，返工任務(wù)就已經(jīng)繁重不堪，而BIM的設(shè)計變更更是對人工成本、時間成本等的巨大消耗，因此，BIM技術(shù)在稻米工程工藝設(shè)計中目前的應(yīng)用只局限于初步設(shè)計階段，在進一步的深化設(shè)計中的應(yīng)用阻礙重重。

5 展望

目前，BIM技術(shù)在稻米工程工藝設(shè)計中的推進速度慢，推行阻力大，但是，隨著專業(yè)技術(shù)人員運用BIM技術(shù)的能力不斷提升，標(biāo)準(zhǔn)族庫以及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件的日臻完善，BIM技術(shù)的價值與優(yōu)勢會得到充分地體現(xiàn)；并且采用BIM技術(shù)，既可以對工藝方案進行直觀的展示，也可以提高設(shè)計協(xié)同能力，從而減少設(shè)計變更，提高工作效率，節(jié)約人工及時間成本；再加上國家政策的大力支持，BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)訉I(yè)化，同時，稻米工程設(shè)計的技術(shù)人員也一定會迎難而上，克服種種艱難阻礙，從而成功的完成這項技術(shù)變革！