■ 中冶南方工程技術(shù)有限公司 尤敏 褚學(xué)征 單良 王歡 賈鴻雷 易正鑫

核心看點(diǎn)：項(xiàng)目首次實(shí)現(xiàn)中國(guó)公司向歐洲市場(chǎng)輸出冷軋硅鋼技術(shù)和高端冷軋成套設(shè)備，建成后將成為“一帶一路”中俄合作的又一典范項(xiàng)目。項(xiàng)目全專業(yè)采用Autodesk軟件平臺(tái)，行業(yè)首創(chuàng)統(tǒng)一平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)路線。通過(guò)管理過(guò)程體系化、正向協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型的全過(guò)程管控；依靠中冶南方工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中冶南方”）強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)能力，助力設(shè)備、管道、電氣專業(yè)參數(shù)化、智能化設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)提速增效、實(shí)現(xiàn)精益制造；施工階段全面模擬施工真實(shí)場(chǎng)景，為資源規(guī)劃提供技術(shù)支撐；運(yùn)維模型實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行、能源介質(zhì)消耗等指標(biāo)監(jiān)測(cè)、安全管理的平滑過(guò)渡，可最終高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)數(shù)字化交付。

數(shù)字建造的背景與目標(biāo)

俄羅斯NLMK新能源汽車(chē)用硅鋼項(xiàng)目位于俄羅斯利佩茨克市，隸屬于俄羅斯最大的硅鋼生產(chǎn)企業(yè)——俄羅斯新利佩茨克鋼鐵公司，以生產(chǎn)新能源汽車(chē)用高端無(wú)取向電工鋼為主要目標(biāo)，覆蓋中頻用電工鋼薄帶的所有牌號(hào)，代表著目前電工鋼行業(yè)的最高水平。

舊廠房?jī)?nèi)新建機(jī)組。該項(xiàng)目系改造項(xiàng)目，在舊廠房?jī)?nèi)新建機(jī)組，周?chē)O(shè)備、設(shè)施、管線、橋隧復(fù)雜，接口多。場(chǎng)地集約布置，工程對(duì)象根據(jù)工藝要求布置于地下負(fù)6米、零平面混凝土基礎(chǔ)、正6米鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上，空間上交叉重疊。

項(xiàng)目分交復(fù)雜。項(xiàng)目由中冶南方設(shè)計(jì)、供貨，設(shè)備及部分元件由國(guó)內(nèi)運(yùn)輸至海外，管道、橋架及土建、鋼結(jié)構(gòu)部分在海外制作施工；多方參與，嚴(yán)格遵守國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，管路采用DIN標(biāo)，電氣及土建設(shè)計(jì)遵循俄標(biāo)規(guī)范。

項(xiàng)目參與專業(yè)多，設(shè)計(jì)過(guò)程相互交織。項(xiàng)目涉及20個(gè)專業(yè)，50多個(gè)參與者參與設(shè)計(jì)、審核、管理；參與者分布在多個(gè)辦公地點(diǎn)。項(xiàng)目系統(tǒng)多、非標(biāo)設(shè)備多、建模精度高；采用正向設(shè)計(jì)，模型顆粒度達(dá)到LOD400，模型體量大。

針對(duì)上述項(xiàng)目特點(diǎn)，為響應(yīng)業(yè)主的交付需求，采用BIM技術(shù)以實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：一是構(gòu)建統(tǒng)一平臺(tái)的冶金工業(yè)正向協(xié)同設(shè)計(jì)體系；二是以物理實(shí)體的一個(gè)模型、多場(chǎng)景衍生、N維信息集成，實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)的數(shù)字化交付和后端持續(xù)應(yīng)用。

主要?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用點(diǎn)

一是完善組織流程，助力數(shù)字化實(shí)施。以業(yè)主需求為導(dǎo)向，確定協(xié)同實(shí)施流程和數(shù)據(jù)傳輸流程。

項(xiàng)目初期，響應(yīng)項(xiàng)目各階段交付要求及項(xiàng)目邏輯，制定從方案設(shè)計(jì)、基本設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)的協(xié)同設(shè)計(jì)流及各階段模型深度要求。

結(jié)合公司標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目特點(diǎn)，制定項(xiàng)目級(jí)深化BIM標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)則，指導(dǎo)項(xiàng)目BIM正向協(xié)同設(shè)計(jì)的開(kāi)展，保證項(xiàng)目數(shù)字化交付。

設(shè)計(jì)專業(yè)通過(guò)Vault實(shí)現(xiàn)提資及模型的實(shí)時(shí)參考和數(shù)據(jù)的無(wú)損傳遞，實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)，確定并行設(shè)計(jì)路線。

模型總體概覽

創(chuàng)建項(xiàng)目級(jí)族庫(kù)、等級(jí)庫(kù)，采用Vault集中存儲(chǔ)，統(tǒng)一管理，集中維護(hù)、多人共享。英語(yǔ)、俄語(yǔ)雙語(yǔ)表達(dá)，便于項(xiàng)目各參與方溝通交流。

創(chuàng)建項(xiàng)目級(jí)編碼，確定模型層級(jí)，制定模型編碼規(guī)則；編制物料編碼規(guī)則，辨識(shí)物料的類別及物理屬性，為大宗材料統(tǒng)計(jì)、采購(gòu)作準(zhǔn)備；編制工廠標(biāo)識(shí)碼規(guī)則，重點(diǎn)辨識(shí)現(xiàn)場(chǎng)安裝件的類別及位號(hào)，方便現(xiàn)場(chǎng)施工。

二是求同存異，以標(biāo)準(zhǔn)化促規(guī)范化。同一個(gè)專業(yè)、同一個(gè)建模標(biāo)準(zhǔn)、同一個(gè)平臺(tái)，共繪一種藍(lán)圖。

冷軋生產(chǎn)線中，非標(biāo)設(shè)備模型占比達(dá)65%，均由中冶南方自行研發(fā)設(shè)計(jì)，有利于對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量的精準(zhǔn)管控。設(shè)備與機(jī)上配管、電氣端子箱及開(kāi)關(guān)一體化建模，為下游專業(yè)三維提資打好基礎(chǔ)，模型精度滿足制造圖層級(jí)。項(xiàng)目采用自頂向下設(shè)計(jì)流，集成衍生式布局、交互式尺寸驅(qū)動(dòng)、iLogic邏輯控制實(shí)現(xiàn)冷軋非標(biāo)設(shè)備的冷軋非標(biāo)設(shè)備參數(shù)化、智能化設(shè)計(jì)。

利用MDB三維標(biāo)注技術(shù)，實(shí)現(xiàn)3D視圖與2D工程圖的自動(dòng)銜接和聯(lián)動(dòng)，以加速同類設(shè)備的復(fù)制設(shè)計(jì)。以單個(gè)零件標(biāo)準(zhǔn)化為起點(diǎn)，促進(jìn)整個(gè)非標(biāo)復(fù)雜設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，效率提升60%。

iLogic表單應(yīng)用及三維標(biāo)注與2D工程圖聯(lián)動(dòng)

所有專業(yè)均通過(guò)Vault協(xié)同，共享統(tǒng)一的出圖模板和出圖環(huán)境，出圖過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、流程化。

三是融合設(shè)計(jì)知識(shí)的開(kāi)發(fā)，助力設(shè)計(jì)提速增效。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)打通設(shè)備與其他專業(yè)提資創(chuàng)新方案，通過(guò)在設(shè)備模型中添加管嘴電接點(diǎn)信息，二次開(kāi)發(fā)插件，將幾何信息批量轉(zhuǎn)換成數(shù)字表達(dá)，并在管道Plant3D軟件中批量添加管嘴和電接點(diǎn)。

開(kāi)發(fā)智能出圖工具集，設(shè)計(jì)不同專業(yè)的自動(dòng)出圖和部分專業(yè)的自動(dòng)標(biāo)注。同時(shí)，基于設(shè)計(jì)規(guī)范和冷軋生產(chǎn)線特點(diǎn)，自主開(kāi)發(fā)工具集, 適應(yīng)承擔(dān)項(xiàng)目的冷軋環(huán)保、通風(fēng)、液壓、工業(yè)爐、熱力、給排水等所有專業(yè)的參數(shù)化管道支吊架，實(shí)現(xiàn)精益設(shè)計(jì)、精益建造。

支吊架管理工具，實(shí)現(xiàn)一鍵導(dǎo)出支吊架與管道信息表；管道ISO圖號(hào)、支吊架位號(hào)、支吊架圖號(hào)關(guān)聯(lián)，打通管道設(shè)計(jì)“最后一公里”。

四是以模型、數(shù)據(jù)為紐帶，拓展BIM應(yīng)用邊界。通過(guò)模型，直接自動(dòng)出管道ISO圖，自動(dòng)切正交圖，自動(dòng)導(dǎo)出材料表，支撐現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制。

將管道預(yù)制信息集成在圖紙二維碼中，按工序?qū)⑹┕?shù)據(jù)深度細(xì)化到每條管線、每道焊縫、每名焊工、每張拍片等；現(xiàn)場(chǎng)勘察，實(shí)景捕捉，掃描并上傳至施工管理平臺(tái)，獲取實(shí)際施工工作量及實(shí)時(shí)材料用量。

五是可視化交流、無(wú)縫數(shù)據(jù)流、簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)傳輸，向每個(gè)參與者提供正確的信息。項(xiàng)目執(zhí)行期間，國(guó)內(nèi)外疫情嚴(yán)重，設(shè)計(jì)全階段采用BIM模型進(jìn)行線上方案交流和審核。

項(xiàng)目工業(yè)管道預(yù)制加工

項(xiàng)目人員之間存在語(yǔ)言文化差異，利用BIM模型進(jìn)行施工交底，并指導(dǎo)施工人員更好地理解項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，確保實(shí)際施工成果與模型一一對(duì)應(yīng)。

施工階段利用模型鏈接時(shí)間、資源、成本等信息，創(chuàng)建BIM4D及5D模型，合理規(guī)劃人、材、機(jī)資源的用量及成本，預(yù)測(cè)分析并提前規(guī)避潛在施工安全隱患，根據(jù)施工進(jìn)度，進(jìn)行進(jìn)度延期預(yù)警。

交付階段，將數(shù)據(jù)及圖紙、文檔集成在模型中形成基于模型的系統(tǒng)工程，集中交付、集中管理，將過(guò)去以文檔為中心的交付方式轉(zhuǎn)變?yōu)榛谀Ｐ偷慕桓斗绞健＞S修人員僅需在交付模型界面即可獲得關(guān)注對(duì)象的屬性信息、文檔信息、采購(gòu)信息等，大大提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和資料利用效率。

六是自主研發(fā)WisdriDiplant平臺(tái)，虛實(shí)連接，為復(fù)雜的物理系統(tǒng)注入透明度和洞察力。將數(shù)字化模型與實(shí)際生產(chǎn)節(jié)奏相連，實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)行跟蹤、能源狀態(tài)檢測(cè)、指標(biāo)管理等生產(chǎn)要素精準(zhǔn)控制。

結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目通過(guò)管理過(guò)程體系化、協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)化，提高了管理標(biāo)準(zhǔn)化水平；將BIM技術(shù)與傳統(tǒng)理念相融合，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)了質(zhì)量、進(jìn)度、成本的管控提升；結(jié)合BIM的多項(xiàng)應(yīng)用，拓展了BIM應(yīng)用邊界，可實(shí)現(xiàn)高度可視、自我協(xié)調(diào)、多維模擬、全面可交付的冷軋智慧工廠。

項(xiàng)目在執(zhí)行過(guò)程中多次受到業(yè)主的肯定和高度贊賞，為中國(guó)公司在俄羅斯贏得了信譽(yù)和市場(chǎng)。未來(lái)，中冶南方將繼續(xù)深耕數(shù)字化技術(shù)并為項(xiàng)目、產(chǎn)品賦能，為客戶提供數(shù)字化工廠整體解決方案，助力客戶高質(zhì)量發(fā)展，為推動(dòng)中國(guó)及世界鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。