BIM技術(shù)在大型工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)項(xiàng)目

1、BIM技術(shù)在大型工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)項(xiàng)目摘要：BIM在馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)項(xiàng)目這一工業(yè)設(shè)計(jì)中發(fā)揮一定優(yōu)勢(shì)，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)不僅可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、優(yōu)化設(shè)計(jì)、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，而快速、準(zhǔn)確的設(shè)備材料表統(tǒng)計(jì)對(duì)最終的投資及總承包有重大意義。 一、項(xiàng)目背景1.項(xiàng)目名稱：馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)項(xiàng)目2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(jì)研究院有限責(zé)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(guò)安徽省高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定，2005年獲得全國(guó)精神文明工作先進(jìn)單位的殊榮，2008年、2011年連

2、續(xù)榮獲第二批、第三批“全國(guó)文明單位”榮譽(yù)稱號(hào)，1999年通過(guò)質(zhì)量管理體系認(rèn)證，2006年10月實(shí)施了質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康與安全“三標(biāo)一體化”管理。具有國(guó)家頒發(fā)的冶金、建筑、環(huán)境行業(yè)的工程設(shè)計(jì)、工程咨詢、工程監(jiān)理甲級(jí)設(shè)計(jì)資質(zhì)；市政公用行業(yè)（給水、排水）、火力發(fā)電工程設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、工程造價(jià)咨詢等乙級(jí)資質(zhì)以及第一、二類(lèi)壓力容器和“GB、GC”壓力管道設(shè)計(jì)等資質(zhì)。國(guó)家商務(wù)部頒發(fā)的對(duì)外經(jīng)營(yíng)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(xiàng)目管理總承包的資質(zhì)和能力。3.相關(guān)軟件運(yùn)用：AutodeskRevitArchitectureAutodeskRevitStructureAutodeskRevitMEP

3、AutodeskNavisworksAutodesk3dsMaxAutoCAD二、正文馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)項(xiàng)目BIM技術(shù)在大型工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 圖1馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)線工程效果圖 馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)線項(xiàng)目是馬來(lái)西亞PSSB（PerwajaSteelSdnBhd）投資建設(shè)的，項(xiàng)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(jìn)行基本設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)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(kāi)始展開(kāi)項(xiàng)目施工圖的設(shè)計(jì)工作，并在公司內(nèi)部同步開(kāi)展三維協(xié)同設(shè)計(jì)，于2012年10月完成該項(xiàng)目的施工圖三維設(shè)計(jì)

4、。在三維設(shè)計(jì)過(guò)程中主要完成了工程量統(tǒng)計(jì)、局部碰撞檢查、優(yōu)化設(shè)計(jì)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(guò)程中的很多不必要的返工及重復(fù)勞動(dòng)。由于業(yè)主開(kāi)始就明確要求使用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)，2011年底三維工作室開(kāi)始組織實(shí)施，以燒結(jié)工藝為龍頭，機(jī)運(yùn)、電控、暖通、結(jié)構(gòu)、燃?xì)獾?4個(gè)專業(yè)配合，40多名設(shè)計(jì)師共同參與，歷時(shí)1年多完成，如此規(guī)模龐大的工業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)在全國(guó)工業(yè)勘察設(shè)計(jì)單位內(nèi)可謂是屈指可數(shù)。AutodeskRevit系列軟件解決了設(shè)計(jì)師本身有可能產(chǎn)生的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，明顯提高了個(gè)人的設(shè)計(jì)質(zhì)量。BIM在中國(guó)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(jì)中的BIM應(yīng)用及推廣一直存在諸多問(wèn)題，其中主要的瓶頸在以下幾點(diǎn)：1、起點(diǎn)高。工業(yè)設(shè)計(jì)不能像建筑業(yè)那樣，可以先從單個(gè)的專業(yè)開(kāi)始，比如建筑專業(yè)先開(kāi)始開(kāi)展BIM設(shè)計(jì)，然后再一步步增加到其他專業(yè)，逐步推進(jìn)。而冶金工業(yè)設(shè)計(jì)一般項(xiàng)目都比較大，主體專業(yè)及專業(yè)協(xié)同相對(duì)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(gè)人會(huì)使用BIM設(shè)計(jì)開(kāi)始嘗試時(shí)投入的成本小，又可以見(jiàn)到成果。工廠設(shè)計(jì)卻要求同時(shí)十幾個(gè)專業(yè)同時(shí)都有即要懂設(shè)計(jì)又要會(huì)三維的人才，人員培訓(xùn)的成本很高，周期長(zhǎng)，初期投入也沒(méi)有利潤(rùn)。大型設(shè)計(jì)院有這樣的底氣，中小型設(shè)計(jì)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(duì)建筑設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，而在工業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)無(wú)法順利展開(kāi)，必須自己開(kāi)發(fā)，增加了應(yīng)用難度。4、三維設(shè)計(jì)周期比二維長(zhǎng)。三維施工圖設(shè)計(jì)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(shì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中也是顯而易見(jiàn)的，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)不僅可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、優(yōu)化設(shè)計(jì)、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，而快速、準(zhǔn)確的設(shè)備材料表統(tǒng)計(jì)對(duì)最終的投資及總承包有重大意義。公司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)BIM優(yōu)勢(shì)的充分認(rèn)知，對(duì)推廣BIM起了關(guān)鍵性的作用，從戰(zhàn)略上制定了一個(gè)高效低成本推廣BIM設(shè)計(jì)的計(jì)劃。圖2環(huán)冷機(jī)設(shè)備及結(jié)構(gòu)模型 圖3鏈箅機(jī)室 BIM技術(shù)的多專業(yè)協(xié)同設(shè)

7、計(jì)不僅可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、優(yōu)化設(shè)計(jì)、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，而快速、準(zhǔn)確的設(shè)備材料表統(tǒng)計(jì)對(duì)最終的投資及總承包有重大意義。金字塔BIM團(tuán)隊(duì)圖4BIM團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)圖針對(duì)馬來(lái)西亞年產(chǎn)120萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)線項(xiàng)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(tuán)隊(duì)，以BIM工作室為核心，在普及性BIM培訓(xùn)過(guò)程中，從每個(gè)專業(yè)中挑選出一位優(yōu)秀設(shè)計(jì)師，重點(diǎn)培訓(xùn)指導(dǎo)，使這些設(shè)計(jì)師成為即懂設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)，這樣，僅在馬來(lái)西亞項(xiàng)目中就有40多位設(shè)計(jì)師全部使用AutodeskRevit及其他三維軟件完成了三維協(xié)同設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)。通過(guò)

8、一系列典型子項(xiàng)的三維設(shè)計(jì)探索，各專業(yè)設(shè)計(jì)師逐漸轉(zhuǎn)化為BIM設(shè)計(jì)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(xiàng)的實(shí)戰(zhàn)中探索出了一條高效率的協(xié)同設(shè)計(jì)流程。這樣就解決了起點(diǎn)高和人員要求高這兩個(gè)問(wèn)題，這為完成馬來(lái)西亞這樣大型的工業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。精簡(jiǎn)復(fù)雜的設(shè)備模型工業(yè)設(shè)計(jì)中無(wú)法避免各式各樣復(fù)雜造型的機(jī)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(jì)難以使用三維的主要原因之一。三維協(xié)同設(shè)計(jì)中，沒(méi)有大量的設(shè)備族是沒(méi)法完成多專業(yè)協(xié)作的，為了解決這一問(wèn)題，安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司的對(duì)策是：1、在各專業(yè)按本專業(yè)典型項(xiàng)目組織開(kāi)發(fā)專業(yè)設(shè)備族庫(kù)。2、所有采購(gòu)

9、的設(shè)備均簡(jiǎn)化模型，只留基本外殼，而接口部位要求精細(xì)化，精確定位，確保專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計(jì)能精確進(jìn)行，并完成設(shè)備明細(xì)表統(tǒng)計(jì)。如此解決了族庫(kù)及復(fù)雜的設(shè)備模型問(wèn)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(kù)，可以再利用。 用BIM標(biāo)準(zhǔn)化提高工作效率提高三維設(shè)計(jì)的工作效率是安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司在馬來(lái)西亞項(xiàng)目中的大膽嘗試。對(duì)馬來(lái)西亞項(xiàng)目進(jìn)行梳理后發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在很多十分有共性的設(shè)計(jì)，于是安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司制定了一個(gè)可以提高設(shè)計(jì)效率的方案制作三維設(shè)計(jì)施工圖標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)站中嘗試，BIM工作室繪制完模板，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師試用并提出修改意見(jiàn)，最

10、終達(dá)到設(shè)計(jì)師僅通過(guò)修改尺寸及簡(jiǎn)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(jì)的工作效率。經(jīng)過(guò)不斷的測(cè)試對(duì)比，三維設(shè)計(jì)施工圖模板確實(shí)幫助結(jié)構(gòu)專業(yè)提高了工作效率，不僅可以達(dá)到二維施工圖的繪制速度，同時(shí)又完成了材料統(tǒng)計(jì)和設(shè)計(jì)協(xié)同，這在結(jié)構(gòu)專業(yè)的BIM設(shè)計(jì)中是一大飛躍，安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司已把這個(gè)案例細(xì)化后形成了公司的系列三維設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并延伸到其他專業(yè)推廣應(yīng)用，進(jìn)一步提高三維設(shè)計(jì)的工作效率。綜合其他方面，BIM技術(shù)還可以提高項(xiàng)目的整體工作效率。·圖紙修改時(shí)間可以縮短一倍；·專業(yè)之間溝通的時(shí)間縮短2倍（不同專業(yè)之間看圖紙是很浪費(fèi)時(shí)間的事情）；·審核的時(shí)間縮短2

11、.5倍，真正實(shí)現(xiàn)屏幕審核。 協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)在工廠設(shè)計(jì)中，BIM最大的優(yōu)勢(shì)就是協(xié)同設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，尤其是管線綜合的優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(lái)西亞項(xiàng)目涉及15個(gè)專業(yè)，其中給排水、暖通、除塵、燃?xì)?、熱力、電力、電控、?jì)器等專業(yè)都有大量的管道設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有三維協(xié)同設(shè)計(jì)，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(jì)師本身有可能產(chǎn)生的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，明顯提高了個(gè)人的設(shè)計(jì)質(zhì)量；局部整合在Revit模型中可以通過(guò)鏈接實(shí)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(jìn)行，隨時(shí)進(jìn)行整體碰撞檢查，直觀明了，方便多專業(yè)之間討論設(shè)計(jì)優(yōu)化，在提高設(shè)計(jì)質(zhì)量上有極大的優(yōu)勢(shì)。圖6各專業(yè)管線綜合 圖7各專業(yè)管線綜合 實(shí)用的材料統(tǒng)計(jì)設(shè)備統(tǒng)計(jì)表：所有設(shè)備都用族的方式繪制，非常便于統(tǒng)計(jì)，避免缺漏少項(xiàng)，并為施工采購(gòu)提供直接的目錄。管線材料表：管線材料統(tǒng)計(jì)精確、對(duì)指導(dǎo)采購(gòu)及施工有極大幫助。鋼結(jié)構(gòu)明細(xì)表：對(duì)應(yīng)的鋼材明細(xì)表突破了以往必須靠概預(yù)算完成的材料統(tǒng)計(jì)，幫助設(shè)計(jì)師及時(shí)了解用鋼量，也可驗(yàn)證施工過(guò)程中的材料損耗，鋼材明細(xì)表是本次設(shè)計(jì)的突破點(diǎn)。BIM應(yīng)用的效益馬來(lái)西亞項(xiàng)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(biāo)中爭(zhēng)取項(xiàng)