河南許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目

1、河南許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目2013-04-03 11:03系統(tǒng)分類：技術(shù)資料專業(yè)分類：BIM瀏覽數(shù):1107河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目【摘要】河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目建設(shè)用地選址在許昌至長葛城鄉(xiāng)一體化推進區(qū)，建設(shè)場地東臨魏武大道，西臨學(xué)院路，北臨金黃大道、南臨萬通路，總用地面積為680畝，建設(shè)用地面積500畝。一、項目背景1、項目名稱：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目2、項目設(shè)計單位：機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司（簡稱“中機六院”）創(chuàng)建于1951年，是我國最早成立的、影響廣泛的設(shè)計單位之一，

2、是全國勘察設(shè)計行業(yè)綜合實力百強單位，隸屬于中央大型企業(yè)集團中國機械工業(yè)集團有限公司。2007年通過了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、GB/T28001職業(yè)健康安全管理體系“三標(biāo)一體化”認證。中機六院是國內(nèi)機床工具和無機非金屬材料兩個行業(yè)唯一的專業(yè)設(shè)計院。是煙草、鑄造、重礦、工程機械、民用建筑五大行業(yè)設(shè)計強院，在大型工廠和園區(qū)規(guī)劃、企業(yè)生產(chǎn)流程再造、高難度結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、工業(yè)除塵、信息智能化、綠色建筑、市政和環(huán)境工程等許多方面具有國內(nèi)一流的工程技術(shù)，同時也是國家綠色工業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)的主編單位。建院60年來，中機六院憑借綜合性甲級設(shè)計研究院的優(yōu)勢和實力，在工程設(shè)計和科研工作中

3、碩果累累，先后完成工程項目10000余項，主編、參編國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范21項；榮獲國家科技發(fā)明二等獎1項、中國土木工程創(chuàng)新最高獎?wù)蔡煊营?項、魯班獎6項、國家科技進步及優(yōu)秀工程設(shè)計金、銀、銅獎25項、省部級獎300余項。3、相關(guān)軟件應(yīng)用：Autodesk Revit ArchitectureAutodesk Revit StructureAutodesk Revit MEPAutodesk NavisworksAutodesk Ecotect AnalysisAutodesk 3ds MaxAutodesk ShowcaseAutodesk project vasariAutodesk Si

4、mulation CFDAutoCAD4、BIM應(yīng)用評價與反饋：利用歐特克的BIM產(chǎn)品作為軟件開發(fā)平臺，將BIM思想應(yīng)用于工廠運維管理中，可實現(xiàn)工廠從設(shè)計建造到運維階段的全生命周期的資料信息和空間信息的可視化和智能化管理，避免企業(yè)資產(chǎn)流失，同時極大地提高管理效率。機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司 BIM中心副主任、BIM應(yīng)用開發(fā)總負責(zé)人 張新生通過合理靈活拆分三維模型工作包并關(guān)聯(lián)進度計劃，采用進度模擬實現(xiàn)項目進度精確控制，施工工序模擬驗證施工方案可行性，為項目管理提供了更多的可視化管理輔助?；贐IM技術(shù)的歐特克軟件對項目管理確實有極大的助力。機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司BIM施工階段軟件開發(fā)

5、負責(zé)人 丁金聽通過公司領(lǐng)導(dǎo)及同事多年來的努力和經(jīng)驗積累，進一步提高了BIM技術(shù)在所承接項目的應(yīng)用水平，實現(xiàn)了一些技術(shù)上的突破，為BIM應(yīng)用于工程建設(shè)全生命周期服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司BIM現(xiàn)場經(jīng)理 盧自超二、正文：中機六院借助BIM技術(shù)開展全生命周期應(yīng)用提升項目品質(zhì)項目介紹河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司經(jīng)營范圍為煙草制品的生產(chǎn)、銷售、煙用物資、煙機零配件的經(jīng)營，煙葉進口和卷煙出口業(yè)務(wù)，與煙草制品相關(guān)的其他生產(chǎn)經(jīng)營、多元化經(jīng)營、資產(chǎn)經(jīng)營等。下設(shè)新鄭、鄭州、許昌、安陽、南陽、駐馬店、漯河、洛陽8個卷煙廠和河南卷煙工業(yè)煙草薄片有限公司，現(xiàn)有職工17000余人，年產(chǎn)銷卷煙322萬箱，總

6、資產(chǎn)134億元。河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目建設(shè)用地選址在許昌至長葛城鄉(xiāng)一體化推進區(qū)，建設(shè)場地東臨魏武大道，西臨學(xué)院路，北臨金黃大道、南臨萬通路，總用地面積為680畝，建設(shè)用地面積500畝。新建聯(lián)合工房92700平方米，配置綜合生產(chǎn)能力為8000kg/h的制絲車間、1條800kg/h的二氧化碳膨脹煙絲生產(chǎn)線；建設(shè)原料配方庫、輔料平衡庫、成品暫存庫等生產(chǎn)物流系統(tǒng)。本項目設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模300億只（60萬箱）。圖1 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目鳥瞰圖項目挑戰(zhàn)1、如何優(yōu)化廠區(qū)方案廠區(qū)生產(chǎn)物流的科學(xué)合理是工廠園區(qū)布局的關(guān)鍵，廠區(qū)風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境的影響、車間噪聲處理

7、、異味氣體排放控制都是保障建筑與自然和諧共生以及建筑使用空間的健康、適用、高效的關(guān)鍵。其生產(chǎn)工藝為煙廠設(shè)計核心，結(jié)合煙廠生產(chǎn)特點，如何實現(xiàn)“提質(zhì)降耗、節(jié)支增效”為主題，提高產(chǎn)能，體現(xiàn)現(xiàn)代化工廠特點。2、如何協(xié)調(diào)公用專業(yè)設(shè)計多專業(yè)多系統(tǒng)在空間及時間上的協(xié)調(diào)工作量大；煙草工藝設(shè)備種類多樣，與各公共專業(yè)接口的類型及位置也較復(fù)雜，公用專業(yè)與設(shè)備對接難度大；站房、設(shè)備與管線對接等復(fù)雜部位的圖紙設(shè)計難度大。3、綜合管線設(shè)計傳統(tǒng)的綜合管線設(shè)計受二維設(shè)計手段的限制，往往僅考慮管線的排布而缺失對支吊架的設(shè)計，要想將三維綜合管線設(shè)計真正的用來指導(dǎo)施工，管線支吊架的設(shè)計卻是必不可少的。在三維設(shè)計環(huán)境中，如何高效的進

8、行管線支吊架的設(shè)計和計算，提高綜合管線設(shè)計的質(zhì)量和水平是亟待解決的問題。項目解決方案一、項目實施組織河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠易地技術(shù)改造項目作為工業(yè)項目，工藝專業(yè)是所有專業(yè)的中心，需要圍繞工藝設(shè)備的要求來合理安排相關(guān)專業(yè)的內(nèi)容，而煙草工藝繁瑣，設(shè)備眾多，公用專業(yè)管道、橋架布置更為復(fù)雜，交叉點多，傳統(tǒng)流程組織設(shè)計方案在處理此類問題時存在缺陷。廠區(qū)管線縱橫交錯，重力管道沿程標(biāo)高難以精確確定，極易發(fā)生碰撞且廠區(qū)工程耗時耗資巨大，返工代價難以估量。為很好地解決上述問題，在項目中采用BIM技術(shù)，使用Autodesk Revit系列軟件進行各專業(yè)的三維模型創(chuàng)建。項目內(nèi)各專業(yè)通過共享Autodes

9、k Revit中心文件，以工作集的形式進行設(shè)計，通過中心服務(wù)器和多臺本地服務(wù)器進行Revit Server的部署，將中心文件遷移到中心服務(wù)器，對數(shù)據(jù)進行備份和管理，提高了數(shù)據(jù)同步速度，實現(xiàn)了基于服務(wù)器的工作共享。項目設(shè)計完畢交付甲方時，采用三維模型綜合交付系統(tǒng)進行交付。該軟件基于Autodesk Navisworks進行二次開發(fā)使項目各參與方能夠基于統(tǒng)一的建筑信息模型、跨互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同工作，并以三維模型為信息載體集成項目從設(shè)計到竣工全過程的建設(shè)資料，最終交付給業(yè)主可用于三維運維系統(tǒng)和數(shù)字工廠系統(tǒng)集成開發(fā)的富含信息的建筑信息模型。功能包括：建筑信息模型和工程圖紙通過加密的方式交付；設(shè)計院服務(wù)器與項

10、目現(xiàn)場服務(wù)器實時同步數(shù)據(jù)，項目各參建單位基于同一數(shù)據(jù)源協(xié)同工作；基于建筑信息模型的建設(shè)過程資料采集和歸檔，在同一視圖中關(guān)聯(lián)顯示三維模型和二維設(shè)計圖紙，跨網(wǎng)絡(luò)的三維設(shè)計交底、變更分析及交互式進度模擬 。二、項目設(shè)計及軟件應(yīng)用1、總圖規(guī)劃設(shè)計廠區(qū)規(guī)劃根據(jù)生產(chǎn)和發(fā)展需要按總體規(guī)劃、一次設(shè)計、分步實施、整體協(xié)調(diào)、遠近結(jié)合，做到功能分區(qū)明確合理、工藝流暢、物流簡捷、配套完備齊全。合理使用土地，符合城市規(guī)劃、環(huán)境保護、安全衛(wèi)生、消防、節(jié)能、綠化等方面的要求，為達到這一目標(biāo)，BIM提供了良好的技術(shù)手段。圖2 大氣流動跡線分布圖在Autodesk Revit體量模型基礎(chǔ)上，利用Autodesk Simulat

11、ion CFD對項目的園區(qū)規(guī)劃方案進行室外風(fēng)環(huán)境分析，從園區(qū)規(guī)劃、建筑間距、工藝布局等方面進行優(yōu)化，確保室外風(fēng)場滿足建筑物周圍人行區(qū)距地1.5m高處，風(fēng)速V5m/s，冬季保證除迎風(fēng)面之外的建筑物前后壓差不大于5Pa，且有利于夏季、過渡季自然通風(fēng)。圖3 氣象數(shù)據(jù)分布在設(shè)計前期，采用Autodesk Ecotect內(nèi)置氣候分析工具Weather Tool對許昌市氣候數(shù)據(jù)進行分析，確定建筑適宜朝向范圍、被動式設(shè)計策略等，指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計和暖通設(shè)計；分析許昌市全年溫度頻率、逐月、逐日干濕球溫度等設(shè)計數(shù)據(jù)，為建筑設(shè)計師和設(shè)備工程師提供設(shè)計參考，指導(dǎo)建筑及空調(diào)設(shè)計。圖4 場地太陽輻射分析園區(qū)景觀設(shè)計結(jié)合Aut

12、odesk Ecotect場地全年累計日平均太陽輻射分析結(jié)果，太陽輻射能小于3MJ/d的區(qū)域種植喜陰性植物，太陽輻射能介于3MJ/d和6MJ/d的區(qū)域種植中性植物。圖5 廠區(qū)物流仿真分析保證物流通暢是總圖規(guī)劃設(shè)計的重要內(nèi)容，對于廠區(qū)物流的規(guī)劃采用Tecnomatix Plant Simulation仿真軟件進行模擬，設(shè)定仿真設(shè)計邊界條件，建立園區(qū)平衡物流仿真模型，對園區(qū)物流運輸進行定量仿真模擬分析，通過分析數(shù)據(jù)改善整個園區(qū)設(shè)計過程中存在的問題，通過置信的仿真數(shù)據(jù)與分析設(shè)計進行多方案對比，減少物流輸送與時間在量化的基礎(chǔ)上優(yōu)化比選方案。2、工藝專業(yè)設(shè)計圖6 仿真分析柔性平臺控制界面針對項目特點，基

13、于仿真軟件開發(fā)了仿真分析柔性平臺和設(shè)備模型庫，通過此平臺可實現(xiàn)對工廠或車間的工藝規(guī)劃，包括對生產(chǎn)工段的劃分、生產(chǎn)設(shè)備的添加或刪除，生產(chǎn)工段和設(shè)備的布局方案等，結(jié)合設(shè)備模型庫，可實現(xiàn)工廠或車間仿真分析邏輯模型的快速建立。通過建立的制絲生產(chǎn)線仿真模型，結(jié)合制絲車間的排產(chǎn)方案，可對制絲生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程進行仿真并進行虛擬試生產(chǎn)，完整而直觀地展示制絲線的工作情況，仿真運行的同時可實時監(jiān)測制絲線工單的執(zhí)行情況，實現(xiàn)對所制定的排產(chǎn)方案的驗證。3、建筑專業(yè)設(shè)計圖7 全自然采光時間百分比為達到最大限度利用自然光源的設(shè)計初衷，在方案階段利用Autodesk Ecotect對聯(lián)合工房進行自然采光的多方案對比分析，得

14、出采光系數(shù)、全自然采光時間百分比等。因受限于工藝布局，車間采用側(cè)面采光，在進深深處自然采光效果不太理想，需借助于人工照明，運用Autodesk Ecotect人工照明分析，指導(dǎo)照明設(shè)計，最大限度地節(jié)省了能耗。圖8 Autodesk Ecotect與Daysim交互計算結(jié)果Autodesk Ecotect與Daysim交互計算進行更精確的采光分析，得出最大全自然采光時間百分比、有效全自然采光時間百分比等動態(tài)光環(huán)境評價指標(biāo)，Daysim計算結(jié)果反導(dǎo)入Autodesk Ecotect中可直觀地描繪所得計算數(shù)據(jù)，便于分析。4、結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計圖9 框架結(jié)構(gòu)配筋圖利用Autodesk Revit Struc

15、ture中的REX（擴展插件）可以簡單快捷的繪制出準(zhǔn)確直觀的鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的三維節(jié)點圖，因此，在結(jié)構(gòu)施工圖中階段性應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以大大提高工作效率，更好的指導(dǎo)施工，控制工程用量。5、公用專業(yè)設(shè)計公用專業(yè)涵蓋二十多個專業(yè)子系統(tǒng)，管道種類多樣，閥門儀表類型復(fù)雜，保溫層厚度各不相同。各專業(yè)不同功能分區(qū)管線標(biāo)高多變，且需要與相應(yīng)工藝設(shè)備準(zhǔn)確對接，采用三維設(shè)計方式使公用專業(yè)設(shè)計更加精確和直觀。a-b 暖通-動力 c-d 給排水-強弱電圖10 公用專業(yè)設(shè)計6、管線綜合深化設(shè)計在有限的空間里進行管道設(shè)計，綜合考慮管道路由、管道種類、管道標(biāo)高、管道管管徑等，在出圖表達上以三維模型軸測、剖面加平面

16、的方式多角度對各專業(yè)管線敷設(shè)安裝進行展示，彌補了傳統(tǒng)二維設(shè)計空間表現(xiàn)的不足，同時在滿足檢修空間和施工空間的前提下，對管道支吊架和預(yù)制件進行深化設(shè)計，使設(shè)計成品質(zhì)量水平和施工階段指導(dǎo)作用明顯提高。圖11 地下管廊綜合管線圖12 管線綜合深化設(shè)計三維軸測圖三、拓展應(yīng)用1、基于Autodesk Revit三維輔助設(shè)計系統(tǒng)Autodesk Revit系列軟件提供了便于二次開發(fā)的接口，可方便進行輔助設(shè)計工具的開發(fā)。中機六院利用開發(fā)接口開發(fā)了一系列輔助設(shè)計插件，包含企業(yè)三維構(gòu)件庫、綜合管線支吊架以及其他輔助設(shè)計工具。圖13 企業(yè)三維構(gòu)件庫圖14 綜合管線支吊架圖15 其他輔助設(shè)計工具2、設(shè)計規(guī)范檢查及碰撞檢測云服務(wù)設(shè)計規(guī)范檢查及碰撞檢測云服務(wù)按照定時模式或工單模式自動保存并上傳Autodesk Revit文件到云端，云端服務(wù)依據(jù)企業(yè)設(shè)計規(guī)范和預(yù)設(shè)的碰撞檢測規(guī)則，調(diào)用Autodesk Revit插件和Autodesk Navisworks插件完成設(shè)計規(guī)范檢查和碰撞檢測任務(wù)，并將生成的報告反饋給設(shè)計人員。圖16 碰撞檢測云服務(wù)3、基于BIM項目管理系統(tǒng)的應(yīng)用。基于BIM的項目管理方式是一種全新項目管理方式。系統(tǒng)著眼于實現(xiàn)項目管理中信息、資源的共享與整合，解決項目管理過程中不同單位內(nèi)部、不同單位之間以及不同層面上的分工合作與交流，從而幫助項目管理全面提高項目管理質(zhì)量