◎徐百靈，袁 芳

（1.鞍山市糧食儲(chǔ)備運(yùn)營集團(tuán)有限公司，遼寧 鞍山 114012；2.中央儲(chǔ)備糧鞍山直屬庫有限公司，遼寧 鞍山 114041）

以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)機(jī)電設(shè)備族庫，為糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)、施工與管理提供依據(jù)。在工藝設(shè)計(jì)中，通常使用Revit 圖形設(shè)計(jì)軟件，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與工藝設(shè)計(jì)。在機(jī)電產(chǎn)品庫研制過程中，既可以將2D 機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行三維化，又可以在各種設(shè)備上增加各種參數(shù)，以便于各參與方在具體設(shè)計(jì)、應(yīng)用過程中了解各種設(shè)備與信息。

1 BIM 技術(shù)用于糧食加工儲(chǔ)藏的必要性

在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)下，糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目設(shè)計(jì)逐漸朝向個(gè)性化、多樣化趨勢(shì)發(fā)展，同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的智能化、可視化要求也越來越高，以往CAD 繪圖方法已無法適應(yīng)糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目的需要。目前，我國糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)工作采用AutoCAD 繪圖軟件，根據(jù)圖紙要求采用平面布置圖、立面圖、剖面圖等方法將各個(gè)裝置空間位置關(guān)系表示出來。因2D 圖紙信息傳輸缺乏直觀性，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行二維圖紙解讀時(shí)，需要將平面與立面圖紙相結(jié)合，通過推理與想象將二維圖紙信息轉(zhuǎn)換成三維信息，這需要更高的閱讀能力。此外，在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、工藝等各專業(yè)繪圖具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，而各專業(yè)之間配合相對(duì)有限，如某個(gè)專業(yè)圖紙發(fā)生變化，相應(yīng)設(shè)計(jì)圖就需要改變，導(dǎo)致工作量增加。由于信息缺乏有效地交流，工藝、消防、暖通等方面很可能會(huì)產(chǎn)生沖突，從而導(dǎo)致項(xiàng)目變更與施工費(fèi)用提高，甚至?xí)绊懝て赱1]。

BIM 技術(shù)應(yīng)用于糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目，對(duì)改善傳統(tǒng)施工設(shè)計(jì)不足及保證設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性方面發(fā)揮著積極作用。BIM 建筑信息建模是以三維數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，將各類專業(yè)信息有機(jī)結(jié)合，同時(shí)將項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各個(gè)階段信息集成。其具有5 個(gè)主要特征：可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性與可出圖性。BIM技術(shù)在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目中應(yīng)用可以使設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)協(xié)作，利用BIM 軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)，可以有效查找與調(diào)整有關(guān)領(lǐng)域交叉與沖突，從而節(jié)約項(xiàng)目造價(jià)，推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)程，提高項(xiàng)目質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。綜上可以看出，加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目作為我國糧食生產(chǎn)與儲(chǔ)存的重要組成部分，在項(xiàng)目施工中應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，有效運(yùn)用BIM 技術(shù)。

2 BIM 技術(shù)在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目中的不足

（1）族庫資料亟待進(jìn)一步完善。應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目三維設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)效率和品質(zhì)與族庫完善有密切關(guān)系。當(dāng)前，我國糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目設(shè)計(jì)中還沒有引入BIM 技術(shù)，并且各生產(chǎn)企業(yè)專業(yè)設(shè)備型號(hào)、參數(shù)等信息不一致，導(dǎo)致族庫模型工作量很大，設(shè)計(jì)人員在生產(chǎn)過程中往往需要邊做邊設(shè)計(jì)，造成設(shè)計(jì)效率較低[2]。

（2）采用BIM 技術(shù)建立數(shù)據(jù)中心文件比較大。由于BIM 軟件將各個(gè)學(xué)科數(shù)據(jù)信息集成在一起，使得中心文件尺寸超過1 GB，因而對(duì)電腦硬件條件有很高要求。同時(shí)，文檔太大，電腦會(huì)產(chǎn)生卡頓，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

（3）設(shè)計(jì)單位、業(yè)主、審圖單位在溝通、審核、審批等過程中仍然需要2D 制圖，通過BIM 技術(shù)建立建筑物信息模型，最后還需要進(jìn)行二維圖轉(zhuǎn)換。在圖樣轉(zhuǎn)換時(shí)，容易產(chǎn)生表達(dá)不規(guī)范、圖幅不美觀、細(xì)節(jié)偏差等問題。這就使建筑信息模型在轉(zhuǎn)換成二維圖形后，需要進(jìn)一步處理與存儲(chǔ)，使其達(dá)到出圖要求。

（4）BIM 技術(shù)在糧食加工儲(chǔ)藏過程中應(yīng)用還不夠廣泛，很難在實(shí)際生產(chǎn)中得到推廣。在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目中，由2D 向3D 過渡是對(duì)制圖設(shè)計(jì)師思維方式的一大挑戰(zhàn)。AutoCAD 繪圖是設(shè)計(jì)者的慣性思維，這對(duì)BIM 軟件運(yùn)行水平造成很大限制。在BIM 技術(shù)早期應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者對(duì)BIM 技術(shù)認(rèn)識(shí)不夠透徹，同時(shí)缺少工藝裝備族庫，因此遇到許多技術(shù)上的困難。此外，國內(nèi)糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)往往出現(xiàn)項(xiàng)目周期短、設(shè)計(jì)任務(wù)重、工期緊等問題，給設(shè)計(jì)人員帶來了工作壓力，導(dǎo)致其應(yīng)用困難。

3 BIM 技術(shù)在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目中應(yīng)用分析

BIM 技術(shù)使糧食加工儲(chǔ)藏工藝設(shè)計(jì)由平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)細(xì)節(jié)都會(huì)自動(dòng)調(diào)整，省去煩瑣平面與立面調(diào)整，極大提高了設(shè)計(jì)效率。在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)中，溜管、風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)與布置耗時(shí)耗力，很容易導(dǎo)致溜管、風(fēng)網(wǎng)與設(shè)備、結(jié)構(gòu)梁、消防管道、暖通管道等發(fā)生碰撞。在檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，即使對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和修正，但忽視管件整體，很可能造成新沖撞。利用BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以從三維模型中直觀地看出設(shè)計(jì)問題，并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)修正，提高設(shè)計(jì)效率與精度，節(jié)省項(xiàng)目成本，降低設(shè)計(jì)的變化率。在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，工藝類專業(yè)通常以項(xiàng)目類為主，在工藝類專業(yè)遞交糧食加工儲(chǔ)藏工藝布局圖后，由建筑類專業(yè)依據(jù)技術(shù)及資金要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用BIM 技術(shù)，可以使工藝與其他學(xué)科在建立中心檔案后，進(jìn)行協(xié)作，互不影響，并及時(shí)更新設(shè)計(jì)內(nèi)容，減少專業(yè)間沖突，協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè)工作。通過Revit 軟件，可以快速地編制各種設(shè)備與物料生產(chǎn)清單，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，相比于傳統(tǒng)手工統(tǒng)計(jì)。其更加簡(jiǎn)便、快捷，而且在更新過程中，還可以對(duì)設(shè)備與物料進(jìn)行實(shí)時(shí)更新[3]。

4 BIM 技術(shù)在糧庫項(xiàng)目中應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

4.1 施工前期

（1）建立設(shè)備模型，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。糧食加工儲(chǔ)藏設(shè)備是特殊設(shè)備，模型構(gòu)造比較復(fù)雜，因此，利用Revit 軟件對(duì)其進(jìn)行建模，并在建模過程中對(duì)設(shè)備型號(hào)、尺寸、負(fù)載、功率等基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，且對(duì)其他細(xì)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)化，便于以后集成。

（2）建立總圖專業(yè)總圖中心檔案。在編制總圖中心文件后，由總圖專家按照設(shè)計(jì)要求，確定卸糧棚、工作塔、原料庫、糧食庫、成品庫、配電房、辦公樓等各個(gè)子項(xiàng)大小與位置關(guān)系。

（3）建筑、結(jié)構(gòu)、工藝、給排水、暖通、電氣等總圖相關(guān)專業(yè)，在總圖中心文檔中進(jìn)行合作。

（4）建筑專業(yè)按照總繪圖中心文件所列各個(gè)子項(xiàng)目與各個(gè)專業(yè)要求，創(chuàng)建工作塔、糧食車間等子項(xiàng)目核心文檔，并將其與總圖紙相連接，以達(dá)到各個(gè)子項(xiàng)目之間協(xié)作的目的。

（5）工藝專業(yè)按作業(yè)要求，選用適宜糧食加工儲(chǔ)存工藝流程，并按有關(guān)分項(xiàng)中心文件進(jìn)行工藝布置與其他具體設(shè)計(jì)。

4.2 施工階段

在施工階段，要及時(shí)維護(hù)BIM 模型，根據(jù)業(yè)主提出修改方案或設(shè)計(jì)變化，對(duì)其進(jìn)行修正與更新。為項(xiàng)目信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確、完整集成提供有效協(xié)作與共享。

（1）建筑仿真。對(duì)項(xiàng)目方案可行性進(jìn)行仿真，包括土方開挖、基坑圍護(hù)、內(nèi)支撐、高大模板、重要機(jī)電設(shè)備安裝、鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝、二次結(jié)構(gòu)施工方案。根據(jù)以上施工仿真結(jié)果，組織有關(guān)方面協(xié)助進(jìn)行項(xiàng)目方案合理性審核，并在專家論證中協(xié)助進(jìn)行方案解釋，對(duì)施工過程進(jìn)行仿真。利用三維可視化方法，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目總體進(jìn)度或局部項(xiàng)目三維可視化仿真，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行輔助檢查與分析，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目可視化與4D 進(jìn)度控制。通過對(duì)施工過程中各關(guān)鍵階段的實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)進(jìn)行記錄，以強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理；建立高模擬場(chǎng)景布景與現(xiàn)場(chǎng)漫游動(dòng)畫；明確塔吊數(shù)量、噸位、覆蓋范圍與拆卸順序；記錄項(xiàng)目全過程、實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬布置[4]。

（2）鋼架吊運(yùn)。BIM 4D 技術(shù)可以完整地演示吊裝全過程，所有零件尺寸參數(shù)都真實(shí)，所以在吊裝之前，可以用動(dòng)畫演示來驗(yàn)證吊裝方案的可行性，而3D 動(dòng)畫則取代最初文字與平面圖。同時(shí)3D 動(dòng)畫演示吊裝過程風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)清晰顯示，提高了施工人員安全意識(shí)，因此三維動(dòng)畫展示相比于初始吊裝方案更能保證吊裝過程順利完成。漏斗結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，漏斗板厚度為12 mm，采用Q235 材料，為確保吊裝過程中鋼漏斗不發(fā)生變形，在其上口設(shè)有2 個(gè)槽鋼，漏斗及倉上鋼結(jié)構(gòu)均為整體吊裝施工。由于其吊裝高度超過30 m，所以如何準(zhǔn)確、安全地進(jìn)行吊裝是施工難題。鋼質(zhì)漏斗吊裝仿真與上述滑模裝配過程仿真一樣，采用定制仿真方法，參考施工計(jì)劃，利用“移動(dòng)”與“旋轉(zhuǎn)”等工具，完成關(guān)鍵動(dòng)作，再通過調(diào)整時(shí)間關(guān)系，生成完整動(dòng)畫。4D 模型能夠直觀、準(zhǔn)確地決定起吊順序，制定具體起重方案，避免因盲目起重而造成安全隱患，提高施工安全性，同時(shí)，還可以對(duì)型鋼梁進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，確保鋼結(jié)構(gòu)安裝對(duì)接質(zhì)量。

（3）進(jìn)程仿真。傳統(tǒng)進(jìn)度計(jì)劃編制僅能在項(xiàng)目實(shí)施初期對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行一些優(yōu)化，但由于編制方法的缺陷，使項(xiàng)目最優(yōu)方案并沒有達(dá)到最好結(jié)果，從而導(dǎo)致項(xiàng)目早期出現(xiàn)一些問題，但如果在項(xiàng)目進(jìn)行中被發(fā)現(xiàn)，就會(huì)讓項(xiàng)目陷入被動(dòng)，難以解決，甚至有可能需要拆除原有建筑。BIM 4D 施工進(jìn)度仿真能夠?qū)φ麄€(gè)項(xiàng)目、整個(gè)進(jìn)度進(jìn)行全面監(jiān)控，包括前期、中期與后期。在項(xiàng)目前期，由BIM 4D 模式取代傳統(tǒng)平面圖，對(duì)施工進(jìn)行多次仿真，通過不斷地觀察與分析，發(fā)現(xiàn)問題并反饋給設(shè)計(jì)者，再經(jīng)過一系列修正，最終在項(xiàng)目開工之前，就能得到最優(yōu)施工方案，極大地縮短了工期，確保項(xiàng)目順利完工。

4.3 BIM 項(xiàng)目質(zhì)量管理

采用無人機(jī)技術(shù)，對(duì)建筑外部進(jìn)行全方位掃描與全息掃描，并將其與BIM 模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。建立安全設(shè)施家族庫，對(duì)其進(jìn)行布局仿真，對(duì)主要安全隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)與分析，做到事前防范，防止事故發(fā)生，運(yùn)用BIM 技術(shù)保證項(xiàng)目安全性。通過智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量缺陷、安全風(fēng)險(xiǎn)、文明施工等信息，并與BIM 模型實(shí)時(shí)連接，使缺陷問題可視化，便于對(duì)施工中、竣工后的質(zhì)量缺陷等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理[5]。

4.4 作業(yè)維保

以往獨(dú)立運(yùn)作各個(gè)設(shè)備，都是由RFID 等技術(shù)集成在統(tǒng)一平臺(tái)上進(jìn)行管理與控制，賦予各個(gè)設(shè)備空間坐標(biāo)，將原本數(shù)字與符號(hào)轉(zhuǎn)換成立體圖像。這樣既方便尋找，又方便閱讀。在BIM 模型中，可以查看糧食倉庫中有關(guān)設(shè)備的詳細(xì)資料。設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)整合了設(shè)備搜索、查詢、定位等功能，在BIM 模型中點(diǎn)擊設(shè)備，即可查詢供應(yīng)商、使用期限、聯(lián)系電話、維護(hù)情況、位置等設(shè)備信息。該系統(tǒng)能有效地管理設(shè)備的整個(gè)生命周期，例如，對(duì)使用壽命已盡的設(shè)備及時(shí)進(jìn)行故障預(yù)警，并更換零部件，預(yù)防意外。在虛擬建筑中，通過查找設(shè)備名稱或描述域，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有相關(guān)設(shè)備精確定位的功能，管理者可以在任何時(shí)候使用BIM 四維化模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行與維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，是非?？茖W(xué)有效的管理方法，可以根據(jù)資料對(duì)現(xiàn)有問題與隱患進(jìn)行分析，并對(duì)現(xiàn)有管理進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。

5 結(jié)語

綜上所述，本文對(duì)BIM 技術(shù)在糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究、分析和總結(jié)，并對(duì)BIM 技術(shù)在糧庫項(xiàng)目中的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入探討。隨著國家、行業(yè)大力推進(jìn)，BIM 技術(shù)將會(huì)在更多糧食生產(chǎn)、倉儲(chǔ)項(xiàng)目中得到應(yīng)用，從而使我國糧食加工儲(chǔ)藏項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)入全新階段。