BIM技術在大型工業(yè)設計中的應用——馬來西亞年產120萬噸球團生產項目

1、BIM技術在大型工業(yè)設計中的應用馬來西亞年產120萬噸球團生產項目摘要：BIM在馬來西亞年產120萬噸球團生產項目這一工業(yè)設計中發(fā)揮一定優(yōu)勢，多專業(yè)協(xié)同設計不僅可以減少設計錯誤、優(yōu)化設計、保證設計質量，而快速、準確的設備材料表統(tǒng)計對最終的投資及總承包有重大意義。 一、項目背景1.項目名稱：馬來西亞年產120萬噸球團生產項目2.項目設計單位：安徽馬鋼工程技術有限公司安徽馬鋼工程技術有限公司(METC)，原為馬鋼設計研究院有限責任公司，是馬鞍山鋼鐵股份有限公司控股的投資多元化的工程技術公司，2002年通過安徽省高新技術企業(yè)認定，2005年獲得全國精神文明工作先進單位的殊榮，2008年、2011年連

2、續(xù)榮獲第二批、第三批“全國文明單位”榮譽稱號，1999年通過質量管理體系認證，2006年10月實施了質量、環(huán)境和職業(yè)健康與安全“三標一體化”管理。具有國家頒發(fā)的冶金、建筑、環(huán)境行業(yè)的工程設計、工程咨詢、工程監(jiān)理甲級設計資質；市政公用行業(yè)（給水、排水）、火力發(fā)電工程設計、城市規(guī)劃、工程造價咨詢等乙級資質以及第一、二類壓力容器和“GB、GC”壓力管道設計等資質。國家商務部頒發(fā)的對外經營資格。具有上述資質相應業(yè)務范圍的工程總承包、項目管理總承包的資質和能力。3.相關軟件運用：AutodeskRevitArchitectureAutodeskRevitStructureAutodeskRevitMEP

3、AutodeskNavisworksAutodesk3dsMaxAutoCAD二、正文馬來西亞年產120萬噸球團生產項目BIM技術在大型工業(yè)設計中的應用 圖1馬來西亞年產120萬噸球團生產線工程效果圖 馬來西亞年產120萬噸球團生產線項目是馬來西亞PSSB（PerwajaSteelSdnBhd）投資建設的，項目由中鋼設備有限公司總承包，中鋼設備有限公司委托安徽馬鋼工程技術有限公司進行基本設計和施工圖設計，設計年產120萬噸球團礦，供直接還原廠使用。安徽馬鋼工程技術有限公司自2011年8月開始展開項目施工圖的設計工作，并在公司內部同步開展三維協(xié)同設計，于2012年10月完成該項目的施工圖三維設計

4、。在三維設計過程中主要完成了工程量統(tǒng)計、局部碰撞檢查、優(yōu)化設計等，這不僅為工程建設前期的工程材料備料提供了精確可靠的依據(jù)，更為后期的施工和設備安裝提供了方便，減少了傳統(tǒng)施工過程中的很多不必要的返工及重復勞動。由于業(yè)主開始就明確要求使用BIM進行設計，2011年底三維工作室開始組織實施，以燒結工藝為龍頭，機運、電控、暖通、結構、燃氣等14個專業(yè)配合，40多名設計師共同參與，歷時1年多完成，如此規(guī)模龐大的工業(yè)三維協(xié)同設計在全國工業(yè)勘察設計單位內可謂是屈指可數(shù)。AutodeskRevit系列軟件解決了設計師本身有可能產生的設計錯誤，明顯提高了個人的設計質量。BIM在中國已經推廣了多年，尤其在建筑業(yè)中

5、表現(xiàn)優(yōu)異，但冶金工業(yè)設計中的BIM應用及推廣一直存在諸多問題，其中主要的瓶頸在以下幾點：1、起點高。工業(yè)設計不能像建筑業(yè)那樣，可以先從單個的專業(yè)開始，比如建筑專業(yè)先開始開展BIM設計，然后再一步步增加到其他專業(yè)，逐步推進。而冶金工業(yè)設計一般項目都比較大，主體專業(yè)及專業(yè)協(xié)同相對較多，用在少數(shù)專業(yè)推廣上則意義不大。2、人員要求高。建筑業(yè)可以先一兩個人會使用BIM設計開始嘗試時投入的成本小，又可以見到成果。工廠設計卻要求同時十幾個專業(yè)同時都有即要懂設計又要會三維的人才，人員培訓的成本很高，周期長，初期投入也沒有利潤。大型設計院有這樣的底氣，中小型設計院很難做到，難以推廣。3、軟件的限制。眾所周知，A

6、utodeskRevit系列軟件主要是針對建筑設計開發(fā)的，而在工業(yè)設計中，復雜設備模型的缺乏、工業(yè)專用族的缺乏都導致三維設計無法順利展開，必須自己開發(fā)，增加了應用難度。4、三維設計周期比二維長。三維施工圖設計目前普遍是二維施工圖的1.5倍，工作效率初期比較低。但是BIM的優(yōu)勢在工業(yè)設計中也是顯而易見的，多專業(yè)協(xié)同設計不僅可以減少設計錯誤、優(yōu)化設計、保證設計質量，而快速、準確的設備材料表統(tǒng)計對最終的投資及總承包有重大意義。公司領導對BIM優(yōu)勢的充分認知，對推廣BIM起了關鍵性的作用，從戰(zhàn)略上制定了一個高效低成本推廣BIM設計的計劃。圖2環(huán)冷機設備及結構模型 圖3鏈箅機室 BIM技術的多專業(yè)協(xié)同設

7、計不僅可以減少設計錯誤、優(yōu)化設計、保證設計質量，而快速、準確的設備材料表統(tǒng)計對最終的投資及總承包有重大意義。金字塔BIM團隊圖4BIM團隊結構圖針對馬來西亞年產120萬噸球團生產線項目，安徽馬鋼工程技術有限公司建立了一支金字塔形的工作團隊，以BIM工作室為核心，在普及性BIM培訓過程中，從每個專業(yè)中挑選出一位優(yōu)秀設計師，重點培訓指導，使這些設計師成為即懂設計又能熟練使用AutodeskRevit軟件的專業(yè)BIM工程師，然后由他們指導本專業(yè)已具備三維基本應用的工程師團隊，這樣，僅在馬來西亞項目中就有40多位設計師全部使用AutodeskRevit及其他三維軟件完成了三維協(xié)同設計及施工圖設計。通過

8、一系列典型子項的三維設計探索，各專業(yè)設計師逐漸轉化為BIM設計師，即懂專業(yè)，又懂使用AutodeskRevit軟件，也積累了足夠多的常用族，并在典型子項的實戰(zhàn)中探索出了一條高效率的協(xié)同設計流程。這樣就解決了起點高和人員要求高這兩個問題，這為完成馬來西亞這樣大型的工業(yè)設計項目奠定了基礎。精簡復雜的設備模型工業(yè)設計中無法避免各式各樣復雜造型的機械設備，設備廠家并不提供這樣的三維模型，這就成為多數(shù)工廠設計難以使用三維的主要原因之一。三維協(xié)同設計中，沒有大量的設備族是沒法完成多專業(yè)協(xié)作的，為了解決這一問題，安徽馬鋼工程技術有限公司的對策是：1、在各專業(yè)按本專業(yè)典型項目組織開發(fā)專業(yè)設備族庫。2、所有采購

9、的設備均簡化模型，只留基本外殼，而接口部位要求精細化，精確定位，確保專業(yè)間的協(xié)同設計能精確進行，并完成設備明細表統(tǒng)計。如此解決了族庫及復雜的設備模型問題，這些都將成為安徽馬鋼工程技術有限公司的構件庫，可以再利用。 用BIM標準化提高工作效率提高三維設計的工作效率是安徽馬鋼工程技術有限公司在馬來西亞項目中的大膽嘗試。對馬來西亞項目進行梳理后發(fā)現(xiàn)，在結構設計中存在很多十分有共性的設計，于是安徽馬鋼工程技術有限公司制定了一個可以提高設計效率的方案制作三維設計施工圖標準化模板。圖5皮帶通廊施工圖模板模型效果圖 在結構專業(yè)的皮帶通廊和轉運站中嘗試，BIM工作室繪制完模板，結構設計師試用并提出修改意見，最

10、終達到設計師僅通過修改尺寸及簡單的復制就可以完成80%工作量的效果，大大提高了三維設計的工作效率。經過不斷的測試對比，三維設計施工圖模板確實幫助結構專業(yè)提高了工作效率，不僅可以達到二維施工圖的繪制速度，同時又完成了材料統(tǒng)計和設計協(xié)同，這在結構專業(yè)的BIM設計中是一大飛躍，安徽馬鋼工程技術有限公司已把這個案例細化后形成了公司的系列三維設計標準，并延伸到其他專業(yè)推廣應用，進一步提高三維設計的工作效率。綜合其他方面，BIM技術還可以提高項目的整體工作效率。·圖紙修改時間可以縮短一倍；·專業(yè)之間溝通的時間縮短2倍（不同專業(yè)之間看圖紙是很浪費時間的事情）；·審核的時間縮短2

11、.5倍，真正實現(xiàn)屏幕審核。 協(xié)同優(yōu)化設計在工廠設計中，BIM最大的優(yōu)勢就是協(xié)同設計、優(yōu)化設計，尤其是管線綜合的優(yōu)化設計，不僅可以避免各種管線碰撞，也在后期指導施工中有重大意義。馬來西亞項目涉及15個專業(yè)，其中給排水、暖通、除塵、燃氣、熱力、電力、電控、計器等專業(yè)都有大量的管道設計，如果沒有三維協(xié)同設計，這么多專業(yè)要做到沒有碰撞是幾乎不可能的。AutodeskRevit系列軟件首先解決了設計師本身有可能產生的設計錯誤，明顯提高了個人的設計質量；局部整合在Revit模型中可以通過鏈接實現(xiàn)，可以快速找出可能的碰撞，迅速做出調整；多專業(yè)大型整合可以在AutodeskNavisworks中進行，隨時進行整體碰撞檢查，直觀明了，方便多專業(yè)之間討論設計優(yōu)化，在提高設計質量上有極大的優(yōu)勢。圖6各專業(yè)管線綜合 圖7各專業(yè)管線綜合 實用的材料統(tǒng)計設備統(tǒng)計表：所有設備都用族的方式繪制，非常便于統(tǒng)計，避免缺漏少項，并為施工采購提供直接的目錄。管線材料表：管線材料統(tǒng)計精確、對指導采購及施工有極大幫助。鋼結構明細表：對應的鋼材明細表突破了以往必須靠概預算完成的材料統(tǒng)計，幫助設計師及時了解用鋼量，也可驗證施工過程中的材料損耗，鋼材明細表是本次設計的突破點。BIM應用的效益馬來西亞項目的BIM成功應用為安徽馬鋼工程技術有限公司在招投標中爭取項