BIM技術(shù)在水泥工廠全生命周期的應(yīng)用
時間:2022-05-05 16:22:51
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摘要:bim技術(shù)貫穿在工程項目設(shè)計、建設(shè)、運營各個階段,也為水泥企業(yè)打造智慧工廠創(chuàng)建了數(shù)據(jù)平臺。文章主要介紹了水泥工廠應(yīng)用BIM技術(shù)的目標(biāo)以及BIM應(yīng)用方案。
關(guān)鍵詞:BIM應(yīng)用;水泥工廠
從2014年開始,在住建部的大力推動下,各省市相繼出臺BIM推廣應(yīng)用文件,BIM技術(shù)也真正實現(xiàn)在全國范圍內(nèi)的普及應(yīng)用。BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達,是便于共享的知識資源,可為建筑從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)。BIM技術(shù)在水泥工廠設(shè)計、建造及運營中也有很好的應(yīng)用。
1水泥工廠應(yīng)用BIM技術(shù)的目標(biāo)
1.1提高項目實施效率
通過BIM設(shè)計,可以真實地展現(xiàn)水泥廠模型,在方案評審、施工圖設(shè)計、施工交底等各個階段,各方使用模型進行溝通,簡單直觀,提高了工作效率。應(yīng)用BIM協(xié)同設(shè)計,明確分工,減少重復(fù)工作;后續(xù)專業(yè)提早介入,縮短設(shè)計周期;多人同時工作,提高設(shè)計速度;工作集/鏈接模型,快速出成品圖,提高了設(shè)計效率。通過深化設(shè)計,將施工中的問題在設(shè)計階段予以解決;通過施工模擬,科學(xué)安排,應(yīng)用進度管理等手段提高效率。
1.2提高項目建設(shè)質(zhì)量
BIM設(shè)計更直觀、更精細(xì),設(shè)計的同時可以進行土方量以及土建量的計算,有利于設(shè)計方案的優(yōu)化。由計算機在施工前對建筑物和設(shè)備碰撞以及預(yù)留孔洞等問題進行精確檢查,避免圖紙碰撞錯誤,減少施工過程中出現(xiàn)問題以及造成返工,最終提高了工廠的交付質(zhì)量。
1.3加強工程成本控制
通過從模型提取準(zhǔn)確的混凝土鋼材用量,實現(xiàn)項目的精細(xì)化采購。在項目管理中應(yīng)用BIM技術(shù),對施工場地布置進行合理優(yōu)化,對施工方案進行模擬推演,提高項目精細(xì)化管理水平,減少浪費。在進度管理基礎(chǔ)上,引入工程造價,實時管控項目成本。
1.4為水泥廠運營增值
BIM模型集成建筑物和設(shè)備的設(shè)計數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)運營中的生產(chǎn)、檢修、備品、原燃料等信息,為工廠的運營維護及大數(shù)據(jù)分析提供支撐。BIM模型結(jié)合VR技術(shù),使員工在虛擬環(huán)境中接受生產(chǎn)操作以及應(yīng)急處置等培訓(xùn),員工仿佛置身其中,培訓(xùn)效果得以提高。
1.5提升企業(yè)品質(zhì)
積極響應(yīng)BIM推廣及智能制造的政策,促進企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。水泥廠BIM模型可融入數(shù)字城市大模型,為三維數(shù)字城市建設(shè)進程貢獻力量。三維模型可以做成動畫、效果圖,更好地展示工廠形象,起到好的宣傳效果。
2BIM標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)
2.1數(shù)字協(xié)同設(shè)計平臺建設(shè)
建立基于數(shù)據(jù)庫的工程設(shè)計、管理的綜合平臺。以數(shù)據(jù)庫為中心,數(shù)據(jù)驅(qū)動二、三維聯(lián)動設(shè)計。建立各專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的工程數(shù)據(jù)庫、設(shè)計管理平臺、專業(yè)設(shè)計平臺。
2.2設(shè)計規(guī)范及樣板建設(shè)制定項目BIM工作流程、協(xié)同設(shè)計流程,即通過對三維設(shè)計規(guī)范、設(shè)計樣板以及編碼體系的完善,形成BIM設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
2.3族庫建設(shè)
為提高設(shè)計效率,建立標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的全專業(yè)項目族庫,部分族實現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計。
3BIM正向?qū)I(yè)設(shè)計
3.1方案及地形設(shè)計
使用Civil3D建立地形模型,實現(xiàn)土方計算、道路的縱、橫斷面設(shè)計等。
3.2數(shù)字化設(shè)計
基于設(shè)計平臺,將設(shè)備數(shù)據(jù)與流程圖和三維模型相互關(guān)聯(lián),自動生成表單,實現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)從流程圖到模型的有效傳遞。將設(shè)計原則、規(guī)范固化在設(shè)計平臺中,實現(xiàn)由傳統(tǒng)的“自由設(shè)計”向“規(guī)則設(shè)計”的轉(zhuǎn)變;通過對平臺數(shù)據(jù)的積累、分析,實現(xiàn)“經(jīng)驗設(shè)計”向“數(shù)據(jù)設(shè)計”的轉(zhuǎn)變。
3.3非標(biāo)自動化設(shè)計
水泥工廠的非標(biāo)件是三維設(shè)計的難點,形狀復(fù)雜。通過族庫建設(shè)構(gòu)建了完整的非標(biāo)部件族,合理配置風(fēng)管系統(tǒng),實現(xiàn)非標(biāo)的自動化建模。通過自主開發(fā)非標(biāo)設(shè)計軟件,實現(xiàn)了材料統(tǒng)計和快速二維出圖。
3.4支吊架參數(shù)化設(shè)計及材料表統(tǒng)計
標(biāo)準(zhǔn)的系列管道支吊架通過構(gòu)建參數(shù)化管道附件族實現(xiàn),并對支吊架材料量進行統(tǒng)計。
3.5結(jié)構(gòu)計算、設(shè)計一體化
在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,通過軟件實現(xiàn)Revit模型和計算模型的互導(dǎo),計算建模一次完成。
3.6工程量計算
各專業(yè)通過對模型的挖掘,鋼支架鋼桁架的鋼材用量、混凝土工程量、以及非標(biāo)材料量和管道管件量實現(xiàn)實時提取。設(shè)計階段,可實時監(jiān)控項目工程量,控制合同限定量;施工階段,提升了采購的精確性。
4BIM助力項目建設(shè)
在BIM設(shè)計模型基礎(chǔ)上增加采購、物流信息,形成設(shè)計采購數(shù)據(jù)庫,為施工階段的設(shè)備、材料管理提供支撐。基于三維模型,對施工場地布置進行合理優(yōu)化,對施工方案進行模擬推演,有助于尋找合理方案。將模型構(gòu)件與質(zhì)量驗收相關(guān)聯(lián),構(gòu)件驗收后,形成施工的真實進度,構(gòu)件與價格關(guān)聯(lián)后,形成項目的成本進度,從而更好的管控進度和成本。
5工廠運維及數(shù)字化交付
運維階段的應(yīng)用主要包括DCS系統(tǒng)、文檔管理系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。使用過程中通過三維展示模型,便可直接查看該設(shè)備的維修工單、控制系統(tǒng)采集的檢測數(shù)據(jù)、設(shè)備的設(shè)計參數(shù)、二維圖紙和該設(shè)備的備品備件信息。在設(shè)計、建設(shè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,集成工廠運行及管理數(shù)據(jù),統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理與分析,實現(xiàn)數(shù)字工廠的交付。通過數(shù)字化管理工廠的運營,從而實現(xiàn)智能生產(chǎn)。
6結(jié)語
BIM技術(shù)為水泥企業(yè)打造智慧工廠創(chuàng)建了數(shù)據(jù)平臺,提升企業(yè)管理水平的同時,提高了生產(chǎn)效率。為實現(xiàn)BIM技術(shù)的最終落地,水泥行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上的設(shè)備廠商、設(shè)計施工方以及運營方都面臨新的要求。BIM技術(shù)為水泥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展注入了新的活力。
作者:呂東升 單位:中國中材國際工程股份有限公司