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机电工程一体化信息模型构建

前言:想要写出一篇引人入胜的文章?我们特意为您整理了机电工程一体化信息模型构建范文,希望能给你带来灵感和参考,敬请阅读。

机电工程一体化信息模型构建

摘要:随着BIM技术的成熟,越来越多水电项目采用BIM设计。由于缺乏专业化定制的软件和设备资源库等问题,大多水电工程BIM设计停留在展示阶段。本课题以Revit软件为BIM设计平台,以传统水电工程CAD制图标准为参考,研发定制了BIM正向设计的软件环境,建设并管理了水电设计中种类繁多、数量庞大、结构复杂的水力机械设备专业资源库,同时在BIM设计实践中,对BIM设计流程进行了完善、更新,制定了与BIM设计匹配的管理规定及作业导则,真正将BIM技术融入设计生产中,实现了设计效率和质量的双重提升。

关键词:BIM;定制开发;专业资源库;BIM流程;Revit

0前言

随着技术的发展,BIM在工程设计、建设和管理方面的地位越来越重要,并在工业和民用建筑行业得到广泛应用,但在水电行业,很多设计院对机电BIM投入了大量的人力、物力进行研究、摸索,但仍存在以下问题:(1)目前BIM设计大多停留在三维模型展示阶段,无法使用BIM软件生成及交付符合国家标准的二维施工图纸。(2)相较于设备资源库成熟完整的建筑行业,水电工程中的机电设备种类繁多,数量庞大,且各厂家的尺寸规格差异巨大,应用于水电工程机电BIM设计的设备资源库极为匮乏。(3)相较于传统CAD,BIM设计流程有诸多不同,比如三维模型校审、模型固化等,加之参与水电工程设计的专业较多,各专业的BIM应用进展和技术水平不一,造成设计效率低下,BIM的优势得不到体现。针对以上水电行业BIM设计的三大难题,以笔者为主的“机电BIM设计专业应用开发及基础建设”课题组,以Revit软件为BIM设计平台,以传统水电工程CAD制图标准为参考,研发定制了让BIM模型生成符合国家标准二维施工图纸的软件环境,建设并管理了水电设计中种类繁多、数量庞大、结构复杂的机电设备专业资源库,同时在BIM设计实践中,对BIM设计流程进行了完善、更新,制定了与BIM设计匹配的管理规定及作业导则。本课题成果真正将BIM技术融入机电专业设计生产中,实现了设计效率和质量的双重提升,开启了超越传统CAD制图的新一轮水电设计方式的变革。

1总体思路及实施原则

为实现水电工程机电专业BIM正向设计,规范制图标准,提高设计效率及品质,需对AutodeskRe-vit软件进行专业化定制和二次开发,通过对软件进一步扩容、优化、更新,使其内部属性满足水电工程专业设计技术和标准要求。基于此,本课题制定以下五个实施原则:(1)满足项目需求。所建立的BIM模型需满足项目实施标准,BIM设计产品需满足项目应用。(2)符合制图规范。所出图纸能满足传统二维制图标准,并使图纸更规范、细致、美观。(3)减少重复工作量。通过模板化最大限度地减少设计人员重复设计工作量。(4)保持灵活性。在减少重复工作量的同时,预留手动接口来处理设计中的特殊问题。(5)适用于专业间模型传递及整合。专业样板文件需满足BIM模型的通用传递性以及专业间模型的协同整合。

2机电一体化信息模型构建技术

为保证机电专业BIM设计成果的统一性、完整性和准确性;促进全体设计人员规范化、标准化的实施BIM设计;满足BIM设计全生命周期管理以及提高BIM设计效率的目的,本课题完成了以下三部分工作:(1)Revit水电工程专业化定制。(2)机电设备资源库建设。(3)完善更新BIM设计流程。

2.1Revit水电工程专业化定制

将水电行业机电专业众多的标准规范,以Revit软件可识别的方式输入对应参数,导入水电行业103本标准规范,定制了全新的图形界面、图案、线形线宽、尺寸标注、焊接标注、图纸字体、轴网、剖切、注释、各型管路、管件、管材、剖面模板等功能模块。同时,本课题开发定制了Revit软件材料表自动识别、自动分类统计机电专业的设备及材料功能(未开发前Revit软件是不能识别水机专业的设备及材料),避免了传统设计中常出现的图纸材料量统计不准、错数、漏标等人为失误。大量的标准输入及定制,使Revit软件符合水电行业技术规范,成为适用于水电行业机电专业设计的BIM软件。在定制的Revit机电工程环境下建立的BIM模型有实际意义,其生成的二维图纸包含表达了传统CAD图纸的设计内容,具备技施蓝图的要求。因此,具有同样的实用价值和法律效力。

2.2机电设备资源库建设

在以Revit平台实施BIM设计过程中,资源库中的设备族数量和质量直接影响着设计效率和品质,高质量族积累越多,效率就越高。每个设备族的建族过程包括样本筛选、族几何构建、族参数、公式逻辑构建和族测试。机电专业族库的基础建设采用参数化建模方法,以真实设备的样本数据为基础,将数以千计的设备族精简为83个参数化族和40个项目应用族,适用于2452个场景,使设计人员在BIM设计过程中快速、准确地提取优质的设备模型。其中水力机械专业设备资源库模型内容涵盖了8大设备系统,包括阀门、油气水设备、消防系统、自动化元件、起重设备等,满足了常规水电站BIM设计的要求。

2.3BIM流程完善优化

BIM设计有别于传统的二维设计,不仅软件、操作不同,而且设计思维思路也与传统CAD差异巨大。故本课题组认为,在BIM设计过程需总结一套专有设计流程,设计人员按照BIM设计流程进行工作,才能获得BIM设计的最大价值。因此,BIM设计流程和BIM管理办法的定制是BIM设计中不可缺少的一部分。在传统CAD设计流程的基础上,结合BIM设计的特点,制定了《常规水电项目招标技施阶段三维设计出图分类管理规定》《机电样板文件的制定标准和管理维护规定》《机电族库的创建标准和管理维护规定》《机电BIM建模和BIM出图的标准和管理规定》和《BIM设计校核、审查导则》5项BIM设计管理文件。这些既是BIM设计的生产管理规定,也是BIM设计专业生产导则,更是BIM设计标准的支撑,它们是水电行业机电专业BIM设计的基础建设,在后期的实践中要正确地维护、保护本项目创造的成果,形成一套完整的措施。

3创新与特点

本课题基于Revit设计平台,研发定制了符合水电工程机电专业设计需求的BIM软件,具有以下特点:(1)BIM机电专业化定制。参考现行相关出图标准和专业技术标准,为水电工程机电专业定制了BIM设计软件环境,使Revit软件的默认设置符合水电工程机电专业设计要求,其成果满足机电专业相关规范。(2)BIM正向设计。实现了从三维模型展示到三维出图,用BIM模型生成及交付符合国家标准的二维施工图纸。目前该成果已全面运用于两河口水电工程、加查水电工程机电技施设计中,从真正意义上实现了可生成三维施工图纸的BIM正向设计。相较传统CAD图纸,使用BIM模型生成三维图纸效率更高,更加清晰直观,图纸质量、效果焕然一新,获得业主的一致认可与好评。(3)参数化资源库。建设了以设备厂家样本数据支撑的、以参数化技术构建的机电专用资源库。参数化的族库减少了重复建族的时间成本,提高了资源库的使用和管理效率。

4结语

目前,在国家尚未出台水电行业BIM设计标准的情况下,本课题成果是水电工程BIM设计基础建设的重要内容,也是新一轮水电设计领域机电专业的技术革新,也将促进BIM技术在水电设计领域内的进一步推广与应用。在逐渐超越传统CAD设计的潮流过程中,本项目成果符合现有行业标准规范的样板文件、丰富优质的水电设备资源库和完善的BIM设计流程,实现了设计效率和质量的双重提升,其价值将会在不断发展的BIM设计中显得越来越明显。

参考文献:

[1]李云贵.建筑工程设计BIM应用指南(第2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2017.

[2]张吕伟,蒋力俭.中国市政设计行业BIM指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2017.

[3]何关培.BIM总论[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[4]宦国胜,王海俊,沈国华.水利工程中三维信息模型技术平台的比选和应用[J].江苏水利,2015(1):40-43.

作者:幸智 朱毅 孙文彬 刘丁 陈向东 单位:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

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