機電工程一體化信息模型構(gòu)建
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摘要:隨著BIM技術(shù)的成熟，越來越多水電項目采用BIM設(shè)計。由于缺乏專業(yè)化定制的軟件和設(shè)備資源庫等問題，大多水電工程BIM設(shè)計停留在展示階段。本課題以Revit軟件為BIM設(shè)計平臺，以傳統(tǒng)水電工程CAD制圖標準為參考，研發(fā)定制了BIM正向設(shè)計的軟件環(huán)境，建設(shè)并管理了水電設(shè)計中種類繁多、數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的水力機械設(shè)備專業(yè)資源庫，同時在BIM設(shè)計實踐中，對BIM設(shè)計流程進行了完善、更新，制定了與BIM設(shè)計匹配的管理規(guī)定及作業(yè)導(dǎo)則，真正將BIM技術(shù)融入設(shè)計生產(chǎn)中，實現(xiàn)了設(shè)計效率和質(zhì)量的雙重提升。
關(guān)鍵詞:BIM;定制開發(fā);專業(yè)資源庫;BIM流程;Revit
0前言
隨著技術(shù)的發(fā)展，BIM在工程設(shè)計、建設(shè)和管理方面的地位越來越重要，并在工業(yè)和民用建筑行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但在水電行業(yè)，很多設(shè)計院對機電BIM投入了大量的人力、物力進行研究、摸索，但仍存在以下問題:(1)目前BIM設(shè)計大多停留在三維模型展示階段，無法使用BIM軟件生成及交付符合國家標準的二維施工圖紙。(2)相較于設(shè)備資源庫成熟完整的建筑行業(yè)，水電工程中的機電設(shè)備種類繁多，數(shù)量龐大，且各廠家的尺寸規(guī)格差異巨大，應(yīng)用于水電工程機電BIM設(shè)計的設(shè)備資源庫極為匱乏。(3)相較于傳統(tǒng)CAD，BIM設(shè)計流程有諸多不同，比如三維模型校審、模型固化等，加之參與水電工程設(shè)計的專業(yè)較多，各專業(yè)的BIM應(yīng)用進展和技術(shù)水平不一，造成設(shè)計效率低下，BIM的優(yōu)勢得不到體現(xiàn)。針對以上水電行業(yè)BIM設(shè)計的三大難題，以筆者為主的“機電BIM設(shè)計專業(yè)應(yīng)用開發(fā)及基礎(chǔ)建設(shè)”課題組，以Revit軟件為BIM設(shè)計平臺，以傳統(tǒng)水電工程CAD制圖標準為參考，研發(fā)定制了讓BIM模型生成符合國家標準二維施工圖紙的軟件環(huán)境，建設(shè)并管理了水電設(shè)計中種類繁多、數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機電設(shè)備專業(yè)資源庫，同時在BIM設(shè)計實踐中，對BIM設(shè)計流程進行了完善、更新，制定了與BIM設(shè)計匹配的管理規(guī)定及作業(yè)導(dǎo)則。本課題成果真正將BIM技術(shù)融入機電專業(yè)設(shè)計生產(chǎn)中，實現(xiàn)了設(shè)計效率和質(zhì)量的雙重提升，開啟了超越傳統(tǒng)CAD制圖的新一輪水電設(shè)計方式的變革。
1總體思路及實施原則
為實現(xiàn)水電工程機電專業(yè)BIM正向設(shè)計，規(guī)范制圖標準，提高設(shè)計效率及品質(zhì)，需對AutodeskRe-vit軟件進行專業(yè)化定制和二次開發(fā)，通過對軟件進一步擴容、優(yōu)化、更新，使其內(nèi)部屬性滿足水電工程專業(yè)設(shè)計技術(shù)和標準要求。基于此，本課題制定以下五個實施原則:(1)滿足項目需求。所建立的BIM模型需滿足項目實施標準，BIM設(shè)計產(chǎn)品需滿足項目應(yīng)用。(2)符合制圖規(guī)范。所出圖紙能滿足傳統(tǒng)二維制圖標準，并使圖紙更規(guī)范、細致、美觀。(3)減少重復(fù)工作量。通過模板化最大限度地減少設(shè)計人員重復(fù)設(shè)計工作量。(4)保持靈活性。在減少重復(fù)工作量的同時，預(yù)留手動接口來處理設(shè)計中的特殊問題。(5)適用于專業(yè)間模型傳遞及整合。專業(yè)樣板文件需滿足BIM模型的通用傳遞性以及專業(yè)間模型的協(xié)同整合。
為保證機電專業(yè)BIM設(shè)計成果的統(tǒng)一性、完整性和準確性;促進全體設(shè)計人員規(guī)范化、標準化的實施BIM設(shè)計;滿足BIM設(shè)計全生命周期管理以及提高BIM設(shè)計效率的目的，本課題完成了以下三部分工作:(1)Revit水電工程專業(yè)化定制。(2)機電設(shè)備資源庫建設(shè)。(3)完善更新BIM設(shè)計流程。
2．1Revit水電工程專業(yè)化定制
將水電行業(yè)機電專業(yè)眾多的標準規(guī)范，以Revit軟件可識別的方式輸入對應(yīng)參數(shù)，導(dǎo)入水電行業(yè)103本標準規(guī)范，定制了全新的圖形界面、圖案、線形線寬、尺寸標注、焊接標注、圖紙字體、軸網(wǎng)、剖切、注釋、各型管路、管件、管材、剖面模板等功能模塊。同時，本課題開發(fā)定制了Revit軟件材料表自動識別、自動分類統(tǒng)計機電專業(yè)的設(shè)備及材料功能(未開發(fā)前Revit軟件是不能識別水機專業(yè)的設(shè)備及材料)，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中常出現(xiàn)的圖紙材料量統(tǒng)計不準、錯數(shù)、漏標等人為失誤。大量的標準輸入及定制，使Revit軟件符合水電行業(yè)技術(shù)規(guī)范，成為適用于水電行業(yè)機電專業(yè)設(shè)計的BIM軟件。在定制的Revit機電工程環(huán)境下建立的BIM模型有實際意義，其生成的二維圖紙包含表達了傳統(tǒng)CAD圖紙的設(shè)計內(nèi)容，具備技施藍圖的要求。因此，具有同樣的實用價值和法律效力。
2．2機電設(shè)備資源庫建設(shè)
在以Revit平臺實施BIM設(shè)計過程中，資源庫中的設(shè)備族數(shù)量和質(zhì)量直接影響著設(shè)計效率和品質(zhì)，高質(zhì)量族積累越多，效率就越高。每個設(shè)備族的建族過程包括樣本篩選、族幾何構(gòu)建、族參數(shù)、公式邏輯構(gòu)建和族測試。機電專業(yè)族庫的基礎(chǔ)建設(shè)采用參數(shù)化建模方法，以真實設(shè)備的樣本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將數(shù)以千計的設(shè)備族精簡為83個參數(shù)化族和40個項目應(yīng)用族，適用于2452個場景，使設(shè)計人員在BIM設(shè)計過程中快速、準確地提取優(yōu)質(zhì)的設(shè)備模型。其中水力機械專業(yè)設(shè)備資源庫模型內(nèi)容涵蓋了8大設(shè)備系統(tǒng)，包括閥門、油氣水設(shè)備、消防系統(tǒng)、自動化元件、起重設(shè)備等，滿足了常規(guī)水電站BIM設(shè)計的要求。
2．3BIM流程完善優(yōu)化
BIM設(shè)計有別于傳統(tǒng)的二維設(shè)計，不僅軟件、操作不同，而且設(shè)計思維思路也與傳統(tǒng)CAD差異巨大。故本課題組認為，在BIM設(shè)計過程需總結(jié)一套專有設(shè)計流程，設(shè)計人員按照BIM設(shè)計流程進行工作，才能獲得BIM設(shè)計的最大價值。因此，BIM設(shè)計流程和BIM管理辦法的定制是BIM設(shè)計中不可缺少的一部分。在傳統(tǒng)CAD設(shè)計流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合BIM設(shè)計的特點，制定了《常規(guī)水電項目招標技施階段三維設(shè)計出圖分類管理規(guī)定》《機電樣板文件的制定標準和管理維護規(guī)定》《機電族庫的創(chuàng)建標準和管理維護規(guī)定》《機電BIM建模和BIM出圖的標準和管理規(guī)定》和《BIM設(shè)計校核、審查導(dǎo)則》5項BIM設(shè)計管理文件。這些既是BIM設(shè)計的生產(chǎn)管理規(guī)定，也是BIM設(shè)計專業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)則，更是BIM設(shè)計標準的支撐，它們是水電行業(yè)機電專業(yè)BIM設(shè)計的基礎(chǔ)建設(shè)，在后期的實踐中要正確地維護、保護本項目創(chuàng)造的成果，形成一套完整的措施。
3創(chuàng)新與特點
本課題基于Revit設(shè)計平臺，研發(fā)定制了符合水電工程機電專業(yè)設(shè)計需求的BIM軟件，具有以下特點:(1)BIM機電專業(yè)化定制。參考現(xiàn)行相關(guān)出圖標準和專業(yè)技術(shù)標準，為水電工程機電專業(yè)定制了BIM設(shè)計軟件環(huán)境，使Revit軟件的默認設(shè)置符合水電工程機電專業(yè)設(shè)計要求，其成果滿足機電專業(yè)相關(guān)規(guī)范。(2)BIM正向設(shè)計。實現(xiàn)了從三維模型展示到三維出圖，用BIM模型生成及交付符合國家標準的二維施工圖紙。目前該成果已全面運用于兩河口水電工程、加查水電工程機電技施設(shè)計中，從真正意義上實現(xiàn)了可生成三維施工圖紙的BIM正向設(shè)計。相較傳統(tǒng)CAD圖紙，使用BIM模型生成三維圖紙效率更高，更加清晰直觀，圖紙質(zhì)量、效果煥然一新，獲得業(yè)主的一致認可與好評。(3)參數(shù)化資源庫。建設(shè)了以設(shè)備廠家樣本數(shù)據(jù)支撐的、以參數(shù)化技術(shù)構(gòu)建的機電專用資源庫。參數(shù)化的族庫減少了重復(fù)建族的時間成本，提高了資源庫的使用和管理效率。
4結(jié)語
目前，在國家尚未出臺水電行業(yè)BIM設(shè)計標準的情況下，本課題成果是水電工程BIM設(shè)計基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容，也是新一輪水電設(shè)計領(lǐng)域機電專業(yè)的技術(shù)革新，也將促進BIM技術(shù)在水電設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的進一步推廣與應(yīng)用。在逐漸超越傳統(tǒng)CAD設(shè)計的潮流過程中，本項目成果符合現(xiàn)有行業(yè)標準規(guī)范的樣板文件、豐富優(yōu)質(zhì)的水電設(shè)備資源庫和完善的BIM設(shè)計流程，實現(xiàn)了設(shè)計效率和質(zhì)量的雙重提升，其價值將會在不斷發(fā)展的BIM設(shè)計中顯得越來越明顯。
參考文獻:
［1］李云貴．建筑工程設(shè)計BIM應(yīng)用指南(第2版)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2017．
［2］張呂偉，蔣力儉．中國市政設(shè)計行業(yè)BIM指南［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2017．
［3］何關(guān)培．BIM總論［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011．
［4］宦國勝，王?？?，沈國華．水利工程中三維信息模型技術(shù)平臺的比選和應(yīng)用［J］．江蘇水利，2015(1):40－43．
作者：幸智 朱毅 孫文彬 劉丁 陳向東 單位：中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司
