BIM技術(shù)在大型工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用——馬來西亞年產(chǎn)120萬噸球團生產(chǎn)項目

1、BIM技術(shù)在大型工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用馬來西亞年產(chǎn)120萬噸球團生產(chǎn)項目摘要：BIM在馬來西亞年產(chǎn)120萬噸球團生產(chǎn)項目這一工業(yè)設(shè)計中發(fā)揮一定優(yōu)勢，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計不僅可以減少設(shè)計錯誤、優(yōu)化設(shè)計、保證設(shè)計質(zhì)量，而快速、準確的設(shè)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(chǎn)120萬噸球團生產(chǎn)項目2.項目設(shè)計單位：安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司(METC)，原為馬鋼設(shè)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(shù)公司，2002年通過安徽省高新技術(shù)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(zhì)量管理體系認證，2006年10月實施了質(zhì)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(shè)計、工程咨詢、工程監(jiān)理甲級設(shè)計資質(zhì)；市政公用行業(yè)（給水、排水）、火力發(fā)電工程設(shè)計、城市規(guī)劃、工程造價咨詢等乙級資質(zhì)以及第一、二類壓力容器和“GB、GC”壓力管道設(shè)計等資質(zhì)。國家商務(wù)部頒發(fā)的對外經(jīng)營資格。具有上述資質(zhì)相應(yīng)業(yè)務(wù)范圍的工程總承包、項目管理總承包的資質(zhì)和能力。3.相關(guān)軟件運用：AutodeskRevitArchitectureAutodeskRevitStructureAutodeskRevitMEP

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

4、。在三維設(shè)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(shè)計等，這不僅為工程建設(shè)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(shè)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(fù)勞動。由于業(yè)主開始就明確要求使用BIM進行設(shè)計，2011年底三維工作室開始組織實施，以燒結(jié)工藝為龍頭，機運、電控、暖通、結(jié)構(gòu)、燃氣等14個專業(yè)配合，40多名設(shè)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(shè)計在全國工業(yè)勘察設(shè)計單位內(nèi)可謂是屈指可數(shù)。AutodeskRevit系列軟件解決了設(shè)計師本身有可能產(chǎn)生的設(shè)計錯誤，明顯提高了個人的設(shè)計質(zhì)量。BIM在中國已經(jīng)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(shè)計中的BIM應(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計開始嘗試時投入的成本小，又可以見到成果。工廠設(shè)計卻要求同時十幾個專業(yè)同時都有即要懂設(shè)計又要會三維的人才，人員培訓(xùn)的成本很高，周期長，初期投入也沒有利潤。大型設(shè)計院有這樣的底氣，中小型設(shè)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(shè)計開發(fā)的，而在工業(yè)設(shè)計中，復(fù)雜設(shè)備模型的缺乏、工業(yè)專用族的缺乏都導(dǎo)致三維設(shè)計無法順利展開，必須自己開發(fā)，增加了應(yīng)用難度。4、三維設(shè)計周期比二維長。三維施工圖設(shè)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(shè)計中也是顯而易見的，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計不僅可以減少設(shè)計錯誤、優(yōu)化設(shè)計、保證設(shè)計質(zhì)量，而快速、準確的設(shè)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(lǐng)導(dǎo)對BIM優(yōu)勢的充分認知，對推廣BIM起了關(guān)鍵性的作用，從戰(zhàn)略上制定了一個高效低成本推廣BIM設(shè)計的計劃。圖2環(huán)冷機設(shè)備及結(jié)構(gòu)模型 圖3鏈箅機室 BIM技術(shù)的多專業(yè)協(xié)同設(shè)

7、計不僅可以減少設(shè)計錯誤、優(yōu)化設(shè)計、保證設(shè)計質(zhì)量，而快速、準確的設(shè)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(jié)構(gòu)圖針對馬來西亞年產(chǎn)120萬噸球團生產(chǎn)線項目，安徽馬鋼工程技術(shù)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(xùn)過程中，從每個專業(yè)中挑選出一位優(yōu)秀設(shè)計師，重點培訓(xùn)指導(dǎo)，使這些設(shè)計師成為即懂設(shè)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(dǎo)本專業(yè)已具備三維基本應(yīng)用的工程師團隊，這樣，僅在馬來西亞項目中就有40多位設(shè)計師全部使用AutodeskRevit及其他三維軟件完成了三維協(xié)同設(shè)計及施工圖設(shè)計。通過

8、一系列典型子項的三維設(shè)計探索，各專業(yè)設(shè)計師逐漸轉(zhuǎn)化為BIM設(shè)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(shè)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(shè)計項目奠定了基礎(chǔ)。精簡復(fù)雜的設(shè)備模型工業(yè)設(shè)計中無法避免各式各樣復(fù)雜造型的機械設(shè)備，設(shè)備廠家并不提供這樣的三維模型，這就成為多數(shù)工廠設(shè)計難以使用三維的主要原因之一。三維協(xié)同設(shè)計中，沒有大量的設(shè)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(shù)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(shè)備族庫。2、所有采購

9、的設(shè)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(shè)計能精確進行，并完成設(shè)備明細表統(tǒng)計。如此解決了族庫及復(fù)雜的設(shè)備模型問題，這些都將成為安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司的構(gòu)件庫，可以再利用。 用BIM標準化提高工作效率提高三維設(shè)計的工作效率是安徽馬鋼工程技術(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計中存在很多十分有共性的設(shè)計，于是安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司制定了一個可以提高設(shè)計效率的方案制作三維設(shè)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(jié)構(gòu)專業(yè)的皮帶通廊和轉(zhuǎn)運站中嘗試，BIM工作室繪制完模板，結(jié)構(gòu)設(shè)計師試用并提出修改意見，最

10、終達到設(shè)計師僅通過修改尺寸及簡單的復(fù)制就可以完成80%工作量的效果，大大提高了三維設(shè)計的工作效率。經(jīng)過不斷的測試對比，三維設(shè)計施工圖模板確實幫助結(jié)構(gòu)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(shè)計協(xié)同，這在結(jié)構(gòu)專業(yè)的BIM設(shè)計中是一大飛躍，安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司已把這個案例細化后形成了公司的系列三維設(shè)計標準，并延伸到其他專業(yè)推廣應(yīng)用，進一步提高三維設(shè)計的工作效率。綜合其他方面，BIM技術(shù)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(shè)計在工廠設(shè)計中，BIM最大的優(yōu)勢就是協(xié)同設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計，尤其是管線綜合的優(yōu)化設(shè)計，不僅可以避免各種管線碰撞，也在后期指導(dǎo)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(shè)計，如果沒有三維協(xié)同設(shè)計，這么多專業(yè)要做到?jīng)]有碰撞是幾乎不可能的。AutodeskRevit系列軟件首先解決了設(shè)計師本身有可能產(chǎn)生的設(shè)計錯誤，明顯提高了個人的設(shè)計質(zhì)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(diào)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(shè)計優(yōu)化，在提高設(shè)計質(zhì)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(shè)備統(tǒng)計表：所有設(shè)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(dǎo)采購及施工有極大幫助。鋼結(jié)構(gòu)明細表：對應(yīng)的鋼材明細表突破了以往必須靠概預(yù)算完成的材料統(tǒng)計，幫助設(shè)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(shè)計的突破點。BIM應(yīng)用的效益馬來西亞項目的BIM成功應(yīng)用為安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司在招投標中爭取項