呂東升

（中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司(南京)，江蘇 南京 211100）

0 引言

從2014 年開(kāi)始， 在住建部的大力推動(dòng)下，各省市相繼出臺(tái)BIM 推廣應(yīng)用文件，BIM 技術(shù)也真正實(shí)現(xiàn)在全國(guó)范圍內(nèi)的普及應(yīng)用。

BIM 是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)，是便于共享的知識(shí)資源，可為建筑從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)。 BIM 技術(shù)在水泥工廠設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)中也有很好的應(yīng)用。

1 水泥工廠應(yīng)用BIM 技術(shù)的目標(biāo)

1.1 提高項(xiàng)目實(shí)施效率

通過(guò)BIM 設(shè)計(jì)，可以真實(shí)地展現(xiàn)水泥廠模型，在方案評(píng)審、施工圖設(shè)計(jì)、施工交底等各個(gè)階段，各方使用模型進(jìn)行溝通，簡(jiǎn)單直觀，提高了工作效率。

應(yīng)用BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)， 明確分工， 減少重復(fù)工作；后續(xù)專業(yè)提早介入，縮短設(shè)計(jì)周期；多人同時(shí)工作，提高設(shè)計(jì)速度；工作集/鏈接模型，快速出成品圖，提高了設(shè)計(jì)效率。

通過(guò)深化設(shè)計(jì)， 將施工中的問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段予以解決；通過(guò)施工模擬，科學(xué)安排，應(yīng)用進(jìn)度管理等手段提高效率。

1.2 提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量

BIM 設(shè)計(jì)更直觀、更精細(xì)，設(shè)計(jì)的同時(shí)可以進(jìn)行土方量以及土建量的計(jì)算，有利于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

由計(jì)算機(jī)在施工前對(duì)建筑物和設(shè)備碰撞以及預(yù)留孔洞等問(wèn)題進(jìn)行精確檢查， 避免圖紙碰撞錯(cuò)誤，減少施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題以及造成返工，最終提高了工廠的交付質(zhì)量。

1.3 加強(qiáng)工程成本控制

通過(guò)從模型提取準(zhǔn)確的混凝土鋼材用量，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化采購(gòu)。

在項(xiàng)目管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)，對(duì)施工場(chǎng)地布置進(jìn)行合理優(yōu)化，對(duì)施工方案進(jìn)行模擬推演，提高項(xiàng)目精細(xì)化管理水平，減少浪費(fèi)。

在進(jìn)度管理基礎(chǔ)上，引入工程造價(jià)，實(shí)時(shí)管控項(xiàng)目成本。

1.4 為水泥廠運(yùn)營(yíng)增值

BIM 模型集成建筑物和設(shè)備的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的生產(chǎn)、檢修、備品、原燃料等信息，為工廠的運(yùn)營(yíng)維護(hù)及大數(shù)據(jù)分析提供支撐。

BIM 模型結(jié)合VR 技術(shù)，使員工在虛擬環(huán)境中接受生產(chǎn)操作以及應(yīng)急處置等培訓(xùn)，員工仿佛置身其中，培訓(xùn)效果得以提高。

1.5 提升企業(yè)品質(zhì)

積極響應(yīng)BIM 推廣及智能制造的政策， 促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

水泥廠BIM 模型可融入數(shù)字城市大模型，為三維數(shù)字城市建設(shè)進(jìn)程貢獻(xiàn)力量。

無(wú)論是從國(guó)際一流灣區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，還是從粵港澳大灣區(qū)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)來(lái)看，科技創(chuàng)新都應(yīng)該是大灣區(qū)建設(shè)的核心內(nèi)容?；浉郯拇鬄硡^(qū)要成為全球科技創(chuàng)新中心，面臨的最大問(wèn)題就是如何優(yōu)化區(qū)域創(chuàng)新合作機(jī)制。應(yīng)積極構(gòu)建跨區(qū)域的高等院校、中介、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、政府的創(chuàng)新合作體系，克服體制機(jī)制障礙，彼此通過(guò)交互協(xié)同與互利共享形成知識(shí)鏈、技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的縱向延伸，最終推動(dòng)“9+2”城市群協(xié)同發(fā)展。

三維模型可以做成動(dòng)畫(huà)、效果圖，更好地展示工廠形象，起到好的宣傳效果。

2 BIM 標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

2.1 數(shù)字協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)建設(shè)

建立基于數(shù)據(jù)庫(kù)的工程設(shè)計(jì)、 管理的綜合平臺(tái)。 以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)二、三維聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。建立各專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的工程數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)計(jì)管理平臺(tái)、專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)。

2.2 設(shè)計(jì)規(guī)范及樣板建設(shè)

制定項(xiàng)目BIM 工作流程、協(xié)同設(shè)計(jì)流程，即通過(guò)對(duì)三維設(shè)計(jì)規(guī)范、 設(shè)計(jì)樣板以及編碼體系的完善，形成BIM 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 族庫(kù)建設(shè)

為提高設(shè)計(jì)效率，建立標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的全專業(yè)項(xiàng)目族庫(kù)，部分族實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)。

3 BIM 正向?qū)I(yè)設(shè)計(jì)

3.1 方案及地形設(shè)計(jì)

使用Civil 3D 建立地形模型， 實(shí)現(xiàn)土方計(jì)算、道路的縱、橫斷面設(shè)計(jì)等。

3.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)

基于設(shè)計(jì)平臺(tái)，將設(shè)備數(shù)據(jù)與流程圖和三維模型相互關(guān)聯(lián)，自動(dòng)生成表單，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)從流程圖到模型的有效傳遞。

將設(shè)計(jì)原則、規(guī)范固化在設(shè)計(jì)平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的“自由設(shè)計(jì)”向“規(guī)則設(shè)計(jì)”的轉(zhuǎn)變；通過(guò)對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的積累、分析，實(shí)現(xiàn)“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)”向“數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)”的轉(zhuǎn)變。

3.3 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)計(jì)

水泥工廠的非標(biāo)件是三維設(shè)計(jì)的難點(diǎn)， 形狀復(fù)雜。通過(guò)族庫(kù)建設(shè)構(gòu)建了完整的非標(biāo)部件族，合理配置風(fēng)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)的自動(dòng)化建模。通過(guò)自主開(kāi)發(fā)非標(biāo)設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)了材料統(tǒng)計(jì)和快速二維出圖。

3.4 支吊架參數(shù)化設(shè)計(jì)及材料表統(tǒng)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)的系列管道支吊架通過(guò)構(gòu)建參數(shù)化管道附件族實(shí)現(xiàn)，并對(duì)支吊架材料量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.5 結(jié)構(gòu)計(jì)算、設(shè)計(jì)一體化

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)Revit 模型和計(jì)算模型的互導(dǎo)，計(jì)算建模一次完成。

3.6 工程量計(jì)算

各專業(yè)通過(guò)對(duì)模型的挖掘， 鋼支架鋼桁架的鋼材用量、混凝土工程量、以及非標(biāo)材料量和管道管件量實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)提取。 設(shè)計(jì)階段， 可實(shí)時(shí)監(jiān)控項(xiàng)目工程量，控制合同限定量；施工階段，提升了采購(gòu)的精確性。

4 BIM 助力項(xiàng)目建設(shè)

在BIM 設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上增加采購(gòu)、物流信息，形成設(shè)計(jì)采購(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，為施工階段的設(shè)備、材料管理提供支撐。

基于三維模型，對(duì)施工場(chǎng)地布置進(jìn)行合理優(yōu)化，對(duì)施工方案進(jìn)行模擬推演，有助于尋找合理方案。

將模型構(gòu)件與質(zhì)量驗(yàn)收相關(guān)聯(lián)， 構(gòu)件驗(yàn)收后，形成施工的真實(shí)進(jìn)度，構(gòu)件與價(jià)格關(guān)聯(lián)后，形成項(xiàng)目的成本進(jìn)度，從而更好的管控進(jìn)度和成本。

5 工廠運(yùn)維及數(shù)字化交付

運(yùn)維階段的應(yīng)用主要包括DCS 系統(tǒng)、 文檔管理系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。使用過(guò)程中通過(guò)三維展示模型， 便可直接查看該設(shè)備的維修工單、控制系統(tǒng)采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)、二維圖紙和該設(shè)備的備品備件信息。

在設(shè)計(jì)、建設(shè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，集成工廠運(yùn)行及管理數(shù)據(jù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理與分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠的交付。 通過(guò)數(shù)字化管理工廠的運(yùn)營(yíng)，從而實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)為水泥企業(yè)打造智慧工廠創(chuàng)建了數(shù)據(jù)平臺(tái)，提升企業(yè)管理水平的同時(shí)，提高了生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)的最終落地，水泥行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上的設(shè)備廠商、設(shè)計(jì)施工方以及運(yùn)營(yíng)方都面臨新的要求。BIM 技術(shù)為水泥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展注入了新的活力。