BIM技术在大型冶金工程中的实际应用

BIM技术在大型冶金工程中的实际应用

王长富

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摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，BIM技术在民用建筑领域得到了快速发展和广泛应用，但在冶金行业应用还是比较少，针对冶金行业的特点，阐述了一个冶金项目实施过程，通过BIM技术，对于提高行业整体效率和管理水平具有重要意义。

关键词：BIM技术；冶金工程；设计应用

0引言

BIM技术(Building Information modeling)，即工程三维数字化也就是建筑信息模型，他是以建筑工程项目信息作为载体，进行建筑模型的构建，通过三维数字模型来表达其真实的工程属性信息。信息是BIM模型的灵魂，脱离了信息的三维模型不能称之为BIM模型，附加的信息主要包括几何信息和非几何属性。这些信息通过数字化模型附属的相关工程信息在项目的各个阶段进行实时传递和共享，从而提高了设计专业的协同设计效率，优化设计周期、提高设计质量等方面相对传统二维具有明显优势，成为民用建筑行业发展的主流趋势。民用建筑行业 BIM的含义和范围相对冶金行业，有较大的不同，它所涉及的专业要少，工程建设周期相对比较短。由于行业涉及的对象不同，决定了行业的差异，因而BIM技术应用方向也不尽相同。本文以一个具体的冶金工程着重探讨BIM技术在其设计中的应用，从项目的布置、模型的构建，项目的出图以及模型的碰撞检查等方面进行总结，以供从事冶金工程三维设计的同行借鉴。

1市场背景及应用BIM技术解决的问题

1.1市场背景

自上世纪90年代开始，BIM技术在工业的管道设备设计领域开始应用，解决复杂的工艺管道设备系统，并积累了大量工程实践经验。近几年，随着BIM技术在民用设计领域不断发展成熟，政府有相关部门连续出台BIM相关政策法规，推动BIM技术更加广泛的应用：精细化设计、准确的材料信息、工厂化预制加工、标准化管理、建筑可视化、建筑沉浸式体验、建筑信息化运营维护等。

BIM技术不断影响建筑工程行业的方方面面，作为行业参与者掌握BIM技术是必然趋势。

1.2 BIM 的工程实际应用

在计算机辅助设计领域，目前占据主导地位的2D CAD技术及其应用系统已经无法满足信息化社会的需要。日新月异的计算机技术和信息技术不仅给设计的精度和深度带来更高的要求，也提供更加先进的工具和方法—BIM建筑信息模型。运用BIM 技术，异形体量复杂建筑的设计有更准确、高效的解决方案；同时 BIM 技术满足了能够快速准确的完成工程概预算工作，提高开发决策效率的要求；另外结合BIM 技术提出了针对工程精细化管理的实施方案。

2 BIM具有的特性

2.1可视化

可视化是BIM的一个固有特性，BIM 的工作过程就是三维几何信息、构件属性信息(如窗的宽度和高度)和规则信息（如在墙上设置门窗后，墙就自动将洞口体积扣减）的形成过程。

2.2协调性

协调是项目管理工作的重要任务之一，是完成其他目标的重要保障。

2.3模拟性

模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物，如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟、施工模拟等。

2.4优化性

建筑物复杂程度高到一定程度时，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。

2.5可出图性

BIM 通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化后，帮助业主出综合管线图、综合结构留洞图(预埋套管图)、碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

3项目实施过程

本工程为超薄带项目，年生产规模为60万吨热轧商品卷的薄带铸轧生产线。主要参与设计的专业有，连铸、轧钢、钢结构、建筑、混凝土、设备、液压、给排水，通风、热力、燃气、电力等12个专业协同设计。从项目的定制，到模型的构建，在到项目出施工图，全过程采用BIM技术设计。

3.1项目采用的三维设计模块

BIM技术的应用并非单一软件平台的运用，而是多软件的协作，并要求信息模型能在各软件之间无损交换、无缝间接，因此可选择同系列的软件相互配合以实现BIM技术的引用。此项目采用的如下图所示的软件模块作为三维设计的软件架构，此架构分为四个子模块，分别是：协同管理模块Projectwise，工程设计模块MicroStation等，设备设计模块SolidEdge等，计算模块为主的其他模块。

3.2项目的定制

项目的制定包含以下几个部分的内容：

(1)项目的分解。(2)项目相关人员的权限划分(3)建立项目的标准(模型精度等级、赋予各个专业构建模型的技术参数指标)(4)模型的图层、颜色、线性的制定。(5)定制三维协同设计流程。

3.3模型构建

ABD是一套采用面向对象技术，多专业集成的专业应用软件系统。系统的一个最重要特点是：建立全面信息三维模型作为设计的唯一数据源，所有的二维图纸、统计报告及其他成果(可视化表现）都是通过这个唯一的数据源生成。这种方式保障了结果的一致性。

RDS武汉意和信息技术有限公司推出的一款三维结构设计软件，主要针对工业建筑复杂设备基础三维结构设计，有混凝土三维建模、螺栓预埋件设计、出图功能、配筋功能、统计材料等功能。

因RDS对复杂的冶金基础配筋能提高工作效率因此首先建筑专业根据工艺专业提的资料在Bentley AECOsimBuilding Designer（以下简称ABD）模块搭建轴网文件，把轴网文件放在ProjectWise (以下简称PW）中，供其他专业参考定位。然后建筑专业，结构专业软件根据工艺提供的资料在ABD软件模块中设计本专业的模型。同时模型也供其他专业参考最后结构专业通过ABD 软件的插件导出模型在 RDS中进行三维配筋。

建筑、结构专业的三维模型，在完成设计之后就成够被其他专业作为背景模型参考使用，在三维协同设计中作为其它相关专业的重要设计依据。其他专业可以随时利用三维建筑，结构模型进行布置设计时的辅助定位、碰撞检查，在整个设计阶段尽可能减少碰撞，提高设计效率、设计质量。

3.4模型校核、碰撞检查

设计人员需要通过Navigate软件对土建三维模型与机电设备模型实时快速有效的查找碰撞点。详细的碰撞检查报告。各专业责任人根据三维模型直观的审视设计的合理性。规避时间，空间不足。实现方案优化。利用技术可以在施工前发现问题，避免施工返工造成资金浪费等风险。

3.5二维出图

三维模型构建完成之后，各专业对模型会审无误，通过三维模型生成二维图纸是一个比较快捷的过程，利用软件提供的抽图工具，可以抽取二维平、立剖面及任何视角的投影图。后期根据公司制图规范及专业规定，调整、完善图面相关信息，形成成品设计文件，存放于相应PW目录下。

4结论

冶金行业三维设计相比其他行业发展较慢，现在正处在二维设计向三维设计的转换阶段，应借此机会在发展BIM设计的同时引入新设计思想更好的BIM设计流程，届时对设计单位生产管理还是下游施工都可带来巨大的价值。本文只是对冶金项目在 BIM 设计的初步成果，冶金项目三维设计模式的细化及相关理论的完善有待同行学者更加深入的研究。

参考文献

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[2]宫德龙.大型冶金工程项目机电安装BIM应用研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(01):179-180.

[3]薛明升,胡孟梁.BIM技术在大型冶金工程中的实际应用[J].工程建设,2017,49(01):25-27+35.