王范華,徐漢坤,孫 靜

(1.內(nèi)蒙古察哈爾新能源有限公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，西安 710065)

0 前 言

BIM概念來自于20世紀(jì)70年代的美國(guó)，作為一種全新的理念和技術(shù)，在美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)，建筑行業(yè)工業(yè)化需求旺盛，基于BIM技術(shù)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化進(jìn)步明顯，并逐步向私人項(xiàng)目延申。在當(dāng)?shù)卣南鄳?yīng)政策鼓勵(lì)下，BIM技術(shù)首先在公建項(xiàng)目上得到了良好的應(yīng)用，并逐步向其他各領(lǐng)域推廣。近年來，BIM技術(shù)應(yīng)用較好地區(qū)的學(xué)者利用BIM技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用案例積累，提煉案例思路，將BIM技術(shù)的研究進(jìn)一步深化，將BIM技術(shù)的使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，基于具體問題具體分析的理念，提出了更明確的BIM技術(shù)優(yōu)化建議，加快了BIM技術(shù)向更完善的方向發(fā)展。

現(xiàn)階段，風(fēng)電項(xiàng)目BIM技術(shù)處在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用中，如在土建基礎(chǔ)、道路、變電站設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，但距離各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)尚存在一定差距，基于BIM的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化水平不高，制約了設(shè)計(jì)效率的提升，影響了工程進(jìn)度。在建筑、工廠等領(lǐng)域，BIM的應(yīng)用已比較成熟，協(xié)同化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化程度教高，一定程度地解決了工程應(yīng)用問題，提高了工程建設(shè)的精細(xì)度和效率，降低了工程造價(jià)。此外，BIM技術(shù)在工程建設(shè)階段也有深入的應(yīng)用，如施工進(jìn)度編排及模擬、工藝工法仿真、造價(jià)管理、工程建設(shè)項(xiàng)目管理等[1]?；贐IM技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)當(dāng)前尚處于起步階段，研究成果較少。本文通過梳理風(fēng)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位各專業(yè)對(duì)三維設(shè)計(jì)軟件以及業(yè)主單位對(duì)設(shè)計(jì)管理的需求，采用BIM+設(shè)計(jì)管理的形式，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)可視化設(shè)計(jì)信息管理平臺(tái)，為設(shè)計(jì)各專業(yè)內(nèi)部協(xié)同以及業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效管理提供平臺(tái)支持。

1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)

1.1 結(jié)構(gòu)雛形

IM應(yīng)用的目標(biāo)是消除信息孤島，促進(jìn)信息流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，通過構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的信息應(yīng)用平臺(tái)，通過格式轉(zhuǎn)換的方式納入各專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)數(shù)據(jù)，基于BIM輕量化數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享可視的BIM信息應(yīng)用平臺(tái)[2]。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

1.2 各層級(jí)架構(gòu)

(1) 數(shù)據(jù)層

基于輕量化引擎的數(shù)據(jù)中心，為數(shù)據(jù)層，其包含的數(shù)據(jù)庫信息在風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)施全過程中能夠動(dòng)態(tài)變化調(diào)整，能及時(shí)精確的調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從而加快決策進(jìn)度，提高決策質(zhì)量和項(xiàng)目質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本，增加項(xiàng)目利潤(rùn)[3]。

數(shù)據(jù)層利用輕量化引擎實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可視化，從而可以被各專業(yè)共享使用。BIM數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造應(yīng)注意3點(diǎn)：① 此數(shù)據(jù)庫用以存儲(chǔ)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)信息，是整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在建設(shè)期中所產(chǎn)生的所有設(shè)計(jì)信息，每個(gè)專業(yè)都可以利用此數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息來完成自己的設(shè)計(jì)工作，從而做到真正的信息共享；② 該數(shù)據(jù)庫可以儲(chǔ)存多個(gè)項(xiàng)目的模型，尤其BIM模型存在著數(shù)據(jù)量大，文件存讀取困難的問題，如何更好的解決成為數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的重點(diǎn)之一；③ 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，通過與各設(shè)計(jì)平臺(tái)數(shù)據(jù)互通的輕量化引擎，形成輕量化數(shù)據(jù)融合。

(2) 圖形平臺(tái)層

第二層為圖形顯示編輯平臺(tái)，基于BIM的數(shù)據(jù)可視化顯示特點(diǎn)，將工程生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)集成并顯示，調(diào)動(dòng)各專業(yè)工種更早地參與工程的設(shè)計(jì)活動(dòng)，進(jìn)行較早的并行工作[4]。各專業(yè)可利用此顯示編輯平臺(tái)，完成各專業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)等工作。該平臺(tái)與各專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)入口對(duì)接，集專業(yè)自設(shè)計(jì)、專業(yè)間提資、專業(yè)模型總裝為一體。

(3) BIM應(yīng)用層

第三層為利用設(shè)計(jì)信息進(jìn)行BIM應(yīng)用平臺(tái)層，是基于模型數(shù)據(jù)中心，整合符合風(fēng)電項(xiàng)目BIM應(yīng)用需求的，集分析計(jì)算、碰撞檢測(cè)、工程量提取等功能為一體的應(yīng)用平臺(tái)[5]。各層級(jí)架構(gòu)如圖2所示。

2 基于BIM技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)信息應(yīng)用平臺(tái)的功能定位

(1) BIM引擎模塊

軍事國(guó)防教育是大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一堂課，通過對(duì)軍事理論學(xué)習(xí)，可以把國(guó)防教育、愛國(guó)主義教育結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生個(gè)愛國(guó)情操。通過軍訓(xùn)可以對(duì)新生身體素質(zhì)和意志品質(zhì)一次很好的鍛煉，鍛煉大學(xué)生意志力，軍訓(xùn)還可以培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性、團(tuán)結(jié)友愛、互幫互助的精神，讓大學(xué)生進(jìn)一步建立集體生活的行為規(guī)范，養(yǎng)成積極向上的團(tuán)隊(duì)精神。

基于BIM輕量化引擎，實(shí)現(xiàn)在BIM場(chǎng)景中對(duì)BIM成果進(jìn)行查看及操作，支持多窗口的BIM模型查看，實(shí)現(xiàn)BIM模型操作功能，如縮放、平移、漫游、視圖記錄、測(cè)量(測(cè)距、測(cè)角度、測(cè)體積、測(cè)坐標(biāo))、定制漫游路徑等。BIM窗口下可顯示子模型結(jié)構(gòu)樹，能夠?qū)τ脩糇远x視圖、定制飛行路徑等進(jìn)行記錄。

(2) BIM設(shè)備樹模塊

項(xiàng)目設(shè)備樹是BIM平臺(tái)系統(tǒng)中的核心功能，根據(jù)設(shè)備為主線，進(jìn)行橫向項(xiàng)目全生命周期關(guān)聯(lián)，縱向業(yè)務(wù)功能單據(jù)關(guān)聯(lián)，達(dá)到事前預(yù)警、事后可追溯的目標(biāo)。系統(tǒng)通過設(shè)備樹結(jié)構(gòu)為主，與BIM模型樹對(duì)應(yīng)。對(duì)不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過程類文件結(jié)構(gòu)劃分，在劃分的文件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，包含附件。

(3) 設(shè)計(jì)管理模塊

設(shè)計(jì)管理模塊應(yīng)當(dāng)滿足概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖到圖及領(lǐng)用、設(shè)計(jì)變更等工作。

實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)各階段的關(guān)鍵信息和成果資料的記錄，包括概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等階段進(jìn)度情況，設(shè)計(jì)各階段審查意見的審批和備案；設(shè)計(jì)方案及任務(wù)書等資料的落實(shí)與備案；設(shè)計(jì)變更的管理與設(shè)計(jì)圖紙的管理。

實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)各階段的關(guān)鍵信息和成果資料的記錄，包括概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等階段進(jìn)度情況，設(shè)計(jì)各階段審查意見的審批和備案；設(shè)計(jì)方案及任務(wù)書等資料的落實(shí)與備案；設(shè)計(jì)變更的管理與設(shè)計(jì)圖紙的管理。

圖紙文件是設(shè)計(jì)院依據(jù)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各單項(xiàng)工程及建筑群體進(jìn)行的工程實(shí)物的圖示表達(dá)；在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)單位根據(jù)圖紙到圖分類劃分，將對(duì)應(yīng)的圖紙文件進(jìn)行錄入上傳，通過流程審核，確定最終圖紙樣式，便于管理與下載查閱。

設(shè)計(jì)方應(yīng)使用本功能進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的流程管理。包括任務(wù)下達(dá)、校核、審查、核定環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)成果應(yīng)按照規(guī)范要求(包括且不限于二維圖紙、三維設(shè)計(jì)文件等)，存在放對(duì)應(yīng)的文件夾下。

圖紙到圖具備版本管理功能，根據(jù)審批結(jié)束后的版本號(hào)定版為最新版，圖紙經(jīng)過項(xiàng)目參建單位會(huì)檢后，提出圖紙調(diào)整要求，設(shè)計(jì)單位依照要求修改圖紙后，在原到圖記錄中發(fā)起圖紙升版，達(dá)到過程可追溯，版本控制的目的。設(shè)計(jì)圖紙到圖如圖4所示。

圖紙會(huì)檢是項(xiàng)目參建單位(建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等相關(guān)單位)在收到施工圖后，各單位相關(guān)人員應(yīng)熟悉工程設(shè)計(jì)文件，并應(yīng)參加建設(shè)單位主持的圖紙會(huì)審會(huì)議，建設(shè)單位應(yīng)及時(shí)主持召開圖紙會(huì)審會(huì)議，組織監(jiān)理單位、施工單位等相關(guān)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，并整理成會(huì)審問題清單，由建設(shè)單位在設(shè)計(jì)交底前約定的時(shí)間提交設(shè)計(jì)單位。設(shè)計(jì)圖紙會(huì)檢如圖5所示。

圖紙到圖領(lǐng)用是建設(shè)方、監(jiān)理、總包單位通過系統(tǒng)對(duì)已會(huì)檢完成并定版后的施工圖紙進(jìn)行線上領(lǐng)用申請(qǐng)的功能。申請(qǐng)單位可自行選擇圖紙卷冊(cè)信息，通過流程審批后，系統(tǒng)自動(dòng)獲取電子版圖紙至單據(jù)附件中。設(shè)計(jì)到圖領(lǐng)用如圖6所示。

設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)單又稱設(shè)計(jì)聯(lián)系單，是設(shè)計(jì)單位與各參建方針對(duì)設(shè)計(jì)問題日常溝通的主要方式之一，并作為設(shè)計(jì)變更的重要依據(jù)項(xiàng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)單與設(shè)計(jì)變更單功能與數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，記錄經(jīng)批準(zhǔn)則會(huì)保留，后續(xù)可對(duì)設(shè)計(jì)變更溝通過程進(jìn)行源頭追溯。設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)單如圖7所示。

提供設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)單的創(chuàng)建、更新、刪除功能。設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)單內(nèi)容包括變更申請(qǐng)單編號(hào)、變更類型、變更圖號(hào)、變更原因說明等，同時(shí)可以填寫關(guān)聯(lián)的合同信息及合同增減額、概算增減額、變更的工程清單等相關(guān)工程施工影響信息。支持通過變更的圖號(hào)，能自動(dòng)按照?qǐng)D紙的關(guān)聯(lián)關(guān)系，給出建議變更的圖紙。支持設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)表、設(shè)計(jì)變更審批表的預(yù)覽及打印功能。支持添加設(shè)計(jì)變更相關(guān)的依據(jù)文件及函件。如：審查委員會(huì)明確的意見和政府的書面文件、集團(tuán)公司會(huì)議及紀(jì)要等。設(shè)計(jì)變更單如圖8所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)突破

構(gòu)建基于BIM技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)信息平臺(tái)，需要解決設(shè)計(jì)工具選擇、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)融合等問題。

3.1 探索出了最適合各專業(yè)的三維設(shè)計(jì)工具

梳理各專業(yè)對(duì)三維設(shè)計(jì)軟件的需求，對(duì)比分析軟件的適用情況，嘗試軟件間是否存在可靠的數(shù)據(jù)接口，形成了一套適用于各專業(yè)的三維設(shè)計(jì)工具。

3.2 實(shí)現(xiàn)了軟件間的數(shù)據(jù)傳遞

調(diào)研設(shè)計(jì)流程，梳理數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)方向和數(shù)據(jù)格式，開發(fā)上下游數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)軟件間的數(shù)據(jù)傳遞。

3.3 研發(fā)出了適用于各軟件的模型輕量化轉(zhuǎn)換工具

解析各專業(yè)三維設(shè)計(jì)工具的文件格式，開發(fā)出不損失模型真實(shí)性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的輕量化轉(zhuǎn)換工具，將各軟件的模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)了BIM數(shù)據(jù)的集成。

4 結(jié) 語

BIM技術(shù)的核心是數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心解決最底層的數(shù)據(jù)問題，各專業(yè)的圖形平臺(tái)由統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心來承載數(shù)據(jù)，再交由BIM應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)用，使數(shù)據(jù)發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值[6]。