上汽通用五菱(重慶)涂裝車間BIM設計

龔巍煒　沈　禹

(中國汽車工業工程有限公司信息建筑工程室，天津　300119)

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上汽通用五菱(重慶)涂裝車間BIM設計

龔巍煒沈禹

(中國汽車工業工程有限公司信息建筑工程室，天津300119)

【摘要】在工程勘察設計領域中，民用建筑的BIM設計已經有眾多的成功案例可被遵循和借鑒，在工業建筑設計行業中，相對于民用建筑，BIM還處于起步和探索階段，同數字化工廠和中國制造2025對工業建筑數字化的要求相比，工業建筑的BIM還有很長的路要走。通過在本項目的BIM實際應用，在設計的各階段積極發揮BIM價值，改變原有二維設計協同模式，用流程去引導結果的改變，用技術去提升交付物的價值，試圖尋找一條適合汽車工業建筑設計的BIM之路，為工業建筑全生命周期的BIM應用進行有價值的探索。

【關鍵詞】BIM；工業建筑；汽車工業；價值；探索

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.07

1工程概況

1.1項目簡介

上汽通用五菱第三基地(重慶)工程建設項目位于重慶市兩江新區龍興鎮，總占地面積152.61公頃，包括沖壓車間、車身車間、涂裝車間、總裝車間、發動機車間及其他生產與生活輔助用房，總建筑面積25.51萬m2。本項目的實施將為實現上汽通用五菱汽車股份有限公司“成為微小型汽車領域國內領先，國際上具有競爭力的汽車公司”搭建優良的平臺。項目整體如圖1所示。

該基地于2013年初開工建設，一期投資66億元，嚴格遵循通用汽車全球制造體系和標準建設， 2015年建成投產，建成后將具備40萬輛整車和發動機生產能力。其中涂裝車間總建筑面積4.21萬m2，主體廠房兩層，為工藝生產區；局部3層，為空調機房區。建筑物總長300 m，寬68 m，為鋼筋混凝土框架結構，輕鋼屋面。涂裝車間建筑模型如圖2所示。

1.2工程特點和難點

本項目是工藝及廠房一體化設計的大型工業項目，其中涂裝車間是汽車工廠中自動化程度最高、工藝流程最復雜、潔凈度要求最嚴格、火災危險性最大的生產車間，管線排布及工藝設備復雜，常規手段難以保證設計質量。

2BIM組織與應用環境

2.1 BIM應用目標

BIM技術在本項目的應用主要在設計階段，包括工藝及土建公用方案設計、工藝仿真分析、建筑性能分析、三維協同設計、管線綜合分析、管線工程量統計等，力求以BIM技術解決二維設計難以實現的設計質量提升問題。

2.2實施方案

在本項目實施開始前，先行制定了完整的BIM實施方案；涂裝專業按照40萬輛整車生產綱領進行工藝設計，確定土建框架資料后提交下游專業，使用Inventor進行設備模型創建，并導入企業自主開發的參數化設備模型庫，快速拼裝工藝生產線。建筑、結構設計人員根據工藝框架資料，使用Revit軟件同步進行BIM設計，機電設計人員根據工藝及建筑需求組織設計方案，計算公用耗量，使用Revit建立中心文件并分工作集進行干管快速布置。

本項目首次嘗試土建機電專業與工藝設備專業協同的三維協調，通過歐特克公司BIM軟件平臺以及自主研發的插件的配合下進行協同，實現BIM信息的順暢流轉。

2.3 團隊組織

為了更好發揮BIM在設計中的作用，團隊的組織及團隊成員的技能非常重要，只有扎實的技術基礎，才有可能具備使用非常規手段進行創新的能力。本項目實施設置雙設總，即項目設總與BIM設總并行，并在各專業下設專業設計負責人與BIM負責人，分管二維設計團隊及BIM設計團隊，團隊間平行協同。

2.4應用措施

為引導和規范BIM設計，公司編制了一系列BIM相關標準，在命名、顏色、深度、存儲、協同、交付各方面加以指導，項目各參與專業嚴格遵照標準內容進行三維協同設計。

協同應用基于服務器共享文件夾進行，不同項目不同階段設置不同的存儲區域，設立專門的數據管理員，對項目文件和人員權限進行設定，做到設計人有寫入權限，配合設計人員有瀏覽權限，項目無關人員沒有任何權限，保證模型數據的安全與可靠。

2.5 軟硬件環境

本項目主要應用軟件為歐特克公司建筑設計系列軟件(如圖3所示)：

Autodesk AutoCAD

Autodesk Revit

Autodesk Inventor

Autodesk Navisworks

項目設計使用設備為專業圖形工作站，主要硬件配置如下：

CPU：Intel Xeon E5-2637 v2

內存： 4×8 GB 1866 MHz DDR3 ECC RDIMM

顯卡：NVIDIA Quadro K4000

硬盤： 1TB 3.5 inch SATA 7200 Rpm硬盤

3BIM應用

3.1BIM建模

項目BIM模型基于Revit平臺分專業分系統創建中心文件及工作集；工藝模型基于Inventor平臺，根據生產工藝分層分區創建；所有模型在Navisworks中整合后進行可視化校驗及匯總。通過可視化及碰撞檢測等手段，預判可能會產生的實際問題，對項目精細化實施提供幫助。本項目以涂裝專業為主導，協同建筑、結構及機電各專業緊密配合，二維設計與三維設計同步進行，其中涂裝專業模型包含所有工藝設備及管線，建筑、結構專業模型包含所有主要構件，機電模型為所有干管及重要支管，本次BIM設計主要解決管線及設備之間的碰撞干涉問題，因此模型深度等級為不低于LOD 200。

3.2BIM應用情況

(1)實時模型整合及三維校審

由于工藝模型數據量巨大，因此在項目初期，涂裝專業與土建機電專業按照以往設計經驗分開建模，這種協同方式的前提是必須具有成熟穩定的前期方案設計，待雙方模型完成至70%左右的階段，將模型轉為NWC格式，并在Navisworks中進行合并檢查，發現并解決問題，直至設計結束。項目內部模型如圖4所示。

(2)族庫建設

根據汽車工業廠房業務特點，按照專業、功能及特性，依據國家標準及常用設備樣本，定制了參數化企業標準族庫，族文件不僅包含幾何信息，同時包含非幾何信息以及二維表達符號，符合工程設計及建設需要，提高了模型搭建、后續設計變更以及后期出圖的效率。

(3)綠色設計

在本項目方案設計階段中，對建筑物進行了一系列綠色模擬分析(圖5)，如：日照分析、風速分析、風向分析、臨界照度分析、光控照明節能分析、全自然采光百分比分析等。通過模擬分析，更多的利用被動措施，減少主動措施，提升建筑設計合理性，降低使用消耗。

(4)工藝仿真

本項目工藝設備排布密集，在車間的一層及二層有多級立體物流，為保證40萬輛整車生產綱領，對車間生產工藝節拍進行工藝仿真模擬，確定工藝方案合理性及可實施性，改善工藝設計流程，解決工藝瓶頸，合理設置工藝節拍。

(5)二次開發

由于行業的特殊性，為提高BIM效率，針對汽車工業廠房設計進行大量的二次開發，基于Revit平臺及Navisworks軟件，形成了建筑專業快速方案布置、結構輕鋼標準廠房結構體系快模、機電設備及管線設計及調整批處理、工程量清單統計、機電設備三維標注等一系列插件，并開發了集項目管理、樣板管理、族庫管理、資料管理、軟件管理于一體的基于Web的企業BIM管理平臺，可以使項目參與方不需安裝任何軟件就能實時了解項目信息。

4應用效果

通過運用BIM技術，在模型的應用過程中針對設計中的重點、難點進行模擬，尋找更加合理的設計解決方案。三維模型為二維圖紙提供了審核與校驗，并為二維圖紙的深化設計提供幫助。本次BIM設計，將工藝設備模型與BIM模型整合在一起，解決了工廠設計中常見的管線碰撞問題，并對重要管線進行優化設計，將大部分的施工現場臨時變更在設計階段進行有效消除。項目設備及機電模型如圖6所示。

5總結

5.1創新點

通過將土建機電模型與工藝模型結合，有效打破傳統設計數據傳遞的瓶頸。對模型進行碰撞檢查、虛擬漫游，在施工未進行時優化管線排布，減少設計誤差，極大的節約了施工周期與成本。

5.2經驗教訓

項目的前期組織與策劃是三維協同成功與否的關鍵，通過制定企業BIM標準，以規范BIM設計人員，對模型的深入利用至關重要。工廠設計不同于民用建筑設計，項目參與方較民用建筑項目更多，制約因素更加復雜，因此在工廠設計中BIM的深度應用方面仍有更長的路要走。

參考文獻

[1]清華大學BIM課題組. 互聯立方(isBIM)公司BIM課題組.設計企業BIM實施標準指南[M]. 中國建筑工業出版社， 2013.

[2]中國勘察設計協會. 歐特克軟件(中國)有限公司. Autodesk BIM實施計劃[M]. 中國建筑工業出版社， 2010.

[3]何關培.BIM總論[M]. 中國建筑工業出版社， 2011.

[4]何關培. 新浪博客相關文獻，http：//blog.sina.com.cn/heguanpei.

[5]寶琦.基于BIM的工業建筑協同設計[M]. 工業建筑， 2010(S1).

BIM Design of Painting Workshop for SGMW (ChongQing)

Gong Weiwei， Shen Yu

(InformationArchitectureEngineeringDivisionofAutomotiveEngineeringCorporation，Tianjin300119,China)

Key Words：BIM; Industrial Building; Automobile Industry; Value; Discovery

Abstract:Many successful BIM design case can be studied and referred to in project survey and design for civil building. According to the requirements of China 2025 Strategy for digitalized factory and the industrial building, BIM application in industrial building is still at its starting stage and has a long way to go. The value of BIM design has been proven in the real application for different stages in SGMW CHONGQING Project. The main values of BIM design include changing the traditional cooperative design mode, improving the result-oriented procedure, and valuing the delivery through BIM. Through the article, we try to find a way for BIM design and the full life cycle applications of automobile industrial building.

【作者簡介】龔巍煒(1975-)，男，高級工程師，主要研究方向：BIM應用與管理；

【中圖分類號】TU17

【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-7461(2016)02-0044-04

沈禹(1980-)，男，高級工程師，主要研究方向：BIM流程與標準。