借力信息技術(shù) 打造行業(yè)典范

文｜本刊記者 寧冉

六七年前的國內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域，大部分設(shè)計師可能對建筑信息模型這一詞匯還很陌生，而如今整個工程建設(shè)行業(yè)幾乎都在談?wù)摻ㄖ畔⒛Ｐ图捌鋺?yīng)用。眼下，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對于推進(jìn)建筑信息模型的應(yīng)用已經(jīng)提出了指導(dǎo)意見，并對工程建設(shè)行業(yè)應(yīng)用建筑信息模型提出了明確要求。與此同時，越來越多的企業(yè)對建筑信息模型有了一定的認(rèn)識并積極進(jìn)行實(shí)踐，尤其在一些大型復(fù)雜的超高層項目中得到成功應(yīng)用，也涌現(xiàn)出了一大批建筑信息模型應(yīng)用的標(biāo)桿項目。

建筑信息模型起步于建筑行業(yè)，隨著建筑信息模型在建筑行業(yè)的優(yōu)秀表現(xiàn)，現(xiàn)在正在逐步擴(kuò)展到其它行業(yè)，如石油、化工等行業(yè)。在勘察設(shè)計領(lǐng)域，機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司應(yīng)用建筑信息模型可謂頗具成效。機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司（簡稱“中機(jī)六院”）創(chuàng)建于1951年，是我國最早成立的、影響廣泛的設(shè)計單位之一，是全國勘察設(shè)計行業(yè)綜合實(shí)力百強(qiáng)單位，隸屬于中央大型企業(yè)集團(tuán)——中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司。2007年通過了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、GB/T28001職業(yè)健康安全管理體系“三標(biāo)一體化”認(rèn)證。

機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司是國內(nèi)機(jī)床工具和無機(jī)非金屬材料兩個行業(yè)唯一的專業(yè)設(shè)計院。是煙草、鑄造、重礦、工程機(jī)械、民用建筑五大行業(yè)設(shè)計強(qiáng)院，在大型工廠和園區(qū)規(guī)劃、企業(yè)生產(chǎn)流程再造、高難度結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、工業(yè)除塵、信息智能化、綠色建筑、市政和環(huán)境工程等許多方面具有國內(nèi)一流的工程技術(shù)，同時也是國家綠色工業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)的主編單位。“中機(jī)六院”讓建筑信息模型的優(yōu)勢在中國石油科技創(chuàng)新基地北京石油機(jī)械廠搬遷改造項目、寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠示范工程，這兩個項目中得到了最好的詮釋和鑒證。

信息技術(shù)綻放石油行業(yè)——北京石油機(jī)械廠搬遷改造項目

北京石油機(jī)械廠搬遷改造項目是集科技創(chuàng)新、研究實(shí)驗(yàn)、成果轉(zhuǎn)化為一體，面向國內(nèi)外石油勘探開發(fā)市場，以鉆井尖端技術(shù)為先導(dǎo)，打造“資源充分共享，生產(chǎn)能力合理，配套設(shè)施齊全，廠區(qū)環(huán)境優(yōu)美”的科研成果轉(zhuǎn)化基地。該項目包括聯(lián)合廠房、室外裝配場地、油化庫、總配電室、綜合樓、雨水回收站、主大門及門衛(wèi)、次入口及門衛(wèi)、物流門及門衛(wèi)等主要生產(chǎn)部分以及生產(chǎn)輔助部門和辦公設(shè)施。

一開始接觸中國石油科技創(chuàng)新基地北京石油機(jī)械廠搬遷改造項目時，中機(jī)六院 BIM設(shè)計負(fù)責(zé)人馮衛(wèi)闖經(jīng)過認(rèn)真分析后認(rèn)為，這個項目的規(guī)模和難度都不是很大，但是卻涵蓋了典型機(jī)械工廠所有的建設(shè)內(nèi)容，具有很強(qiáng)的代表意義。

出于對該項目的高度重視，項目相關(guān)團(tuán)隊的組建和籌備工作等共有20多人參與，其中包括一個項目主師、一個副主師和一個BIM專業(yè)負(fù)責(zé)人，并由二維設(shè)計、BIM設(shè)計和仿真分析近二十個人組成的設(shè)計團(tuán)隊。項目從一開始的項目進(jìn)度計劃安排上就充分的與BIM專業(yè)進(jìn)行溝通，積極準(zhǔn)備，制定了相互配合、互提資料的流程和機(jī)制，預(yù)留BIM設(shè)計、仿真分析等相關(guān)驗(yàn)證分析的時間，確保最終設(shè)計方案的水平和質(zhì)量。

中國石油科技創(chuàng)新基地北京石油機(jī)械廠與中機(jī)六院共同制定了項目建設(shè)的目標(biāo)：打造“資源充分共享，生產(chǎn)能力合理，配套設(shè)施齊全，廠區(qū)環(huán)境優(yōu)美”的科研成果轉(zhuǎn)化基地，實(shí)現(xiàn)北京石油機(jī)械廠和鉆井院新產(chǎn)品的快速轉(zhuǎn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，形成一個科技含量一流的石油鉆采裝備制造基地。同時，中機(jī)六院也希望借助信息技術(shù)將這個項目做精做細(xì)，創(chuàng)建機(jī)械工廠建筑信息模型應(yīng)用標(biāo)桿項目、品牌工程。

北京石油機(jī)械廠搬遷改造項目是典型的機(jī)械工廠項目，其工藝特點(diǎn)是整個生產(chǎn)車間的生產(chǎn)工藝是離散型的，故而對生產(chǎn)物流路徑以及車間生產(chǎn)的平衡性分析和優(yōu)化就成為了項目的一個需求。同時，作為搬遷改造項目，北京石油機(jī)械廠老廠房內(nèi)還有很多原有設(shè)備需要搬遷至新廠房內(nèi)繼續(xù)使用。有很多設(shè)備由于時間太久，原始的圖紙資料都已經(jīng)沒有了，這些設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計、設(shè)備的外形尺寸信息和管道的對接定位等資料收集整理的工作量和難度比較大。

面對北京石油機(jī)械廠搬遷改造項目的種種特點(diǎn)，中機(jī)六院通過結(jié)合自己的優(yōu)勢經(jīng)驗(yàn)以及建筑信息模型理念，在項目中進(jìn)行了各種創(chuàng)新。首先在設(shè)計方面，中機(jī)六院基于Revit平臺開發(fā)了綜合管線設(shè)計系統(tǒng)，能夠在同一個圖形界面中完成管線排布方案比較、管線位置、標(biāo)高調(diào)整。同時可進(jìn)行綜合支吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計，指定約束關(guān)系后，自動提取載荷進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，確定出型鋼截面尺寸，在項目中生成全參數(shù)化支吊架模型。其次，在項目建設(shè)的過程中，中機(jī)六院開發(fā)了基于Navisworks平臺的輔助項目管理系統(tǒng)，將項目管理與建筑信息模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對項目工期、質(zhì)量和成本的控制。再者，在工藝仿真方面，中機(jī)六院結(jié)合建筑信息模型，將仿真技術(shù)和生產(chǎn)工藝進(jìn)行了有效的融合，不但對生產(chǎn)工藝的準(zhǔn)確性和最優(yōu)性進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，還在成本節(jié)約以及模型的完整性方面起到了關(guān)鍵性作用。

信息技術(shù)落地機(jī)械制造行業(yè)——寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠項目

寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠項目用地面積22665平方米，建筑面積為24948平方米，年生產(chǎn)力為20000噸關(guān)鍵高端鑄件，生產(chǎn)方式為典型的“多品種，小批量”生產(chǎn)組織方式。

通過對世界當(dāng)前的先進(jìn)成形技術(shù)的深入研究，綜合考慮工藝流程、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、投入成本、廠房面積等5大因素，采用快速成型與消失模鑄造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。產(chǎn)品定位于裝備制造業(yè)的“工作母機(jī)”重要配套鑄件和裝備制造業(yè)的心臟部分（動力部分）的關(guān)鍵鑄件。

寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠項目是非常鮮明的“多品種、小批量”生產(chǎn)方式，這也給其本身提出了很多難題。由于鑄造車間因鑄件品種多、工裝模具規(guī)格多、生產(chǎn)安排復(fù)雜等原因，一直以來都難以采用自動化造型線生產(chǎn)。目前，寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠項目多數(shù)采用機(jī)械化、半機(jī)械化、手工生產(chǎn)方式，這樣導(dǎo)致人工消耗量大、關(guān)鍵工序質(zhì)量不易控制，車間有效使用面積及關(guān)鍵設(shè)備利用率低、綜合能耗高。

因此，寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠希望中機(jī)六院通過該項目達(dá)到一個目的，利用先進(jìn)鑄造理念和先進(jìn)的制造技術(shù)及智能鑄造裝備，建成數(shù)字化均衡混流生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的實(shí)時監(jiān)控，產(chǎn)品質(zhì)量的全程追蹤，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。結(jié)合企業(yè)信息化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，在多品種、小批量鑄件生產(chǎn)效率方面達(dá)到同行業(yè)領(lǐng)先水平，建成一個數(shù)字化、柔性化、綠色、智能、高效的鑄造車間。

中機(jī)六院BIM技術(shù)中心副主任毛璐陽為記者分析到，寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠項目周期短、任務(wù)重、車間內(nèi)管線復(fù)雜、涉及專業(yè)全，同時需要對車間內(nèi)的單項環(huán)境（風(fēng)、煙塵、光、周邊噪聲等）和局部工藝等進(jìn)行仿真模擬。因此，中機(jī)六院組建了一套超強(qiáng)班底，針對該項目組建的團(tuán)隊成員均是由具有鑄造設(shè)計經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識的專業(yè)設(shè)計人員組成，并且所有設(shè)計人員都取得了 Revit認(rèn)證工程師證書，從人員專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平方面確保項目的實(shí)施質(zhì)量。同時，在項目籌備工作過程中，各專業(yè)BIM設(shè)計師積極搜集施工圖設(shè)計資料、單項環(huán)境仿真和局部工藝仿真所需資料，制定設(shè)計協(xié)同工作方式，為保證項目順利實(shí)施和按時完成奠定基礎(chǔ)。

寧夏共享裝備有限公司數(shù)字化鑄造工廠項目讓中機(jī)六院每個參與項目的成員都對BIM技術(shù)又有了一次新的體會。中機(jī)六院仿真技術(shù)中心主任張建飛表示：“以三維信息模型為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)仿真分析軟件，可以實(shí)現(xiàn)相互之間的協(xié)同應(yīng)用，有利于方案的推敲和優(yōu)化。”同時，利用 Revit平臺開發(fā)的API數(shù)據(jù)接口，能夠方便快捷地進(jìn)行三維管線綜合設(shè)計輔助工具的開發(fā)，尤其是管線支吊架的受力分析和自動生成，進(jìn)一步提高了三維管線綜合設(shè)計的效率和質(zhì)量。

當(dāng)前，建筑信息模型的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，搭建好相關(guān)技術(shù)平臺，在設(shè)計、施工以及運(yùn)營維護(hù)全生命周期過程中應(yīng)用建筑信息模型解決方案，都實(shí)實(shí)在在地為項目建設(shè)的投標(biāo)、競標(biāo)、方案設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、現(xiàn)場施工指導(dǎo)、運(yùn)行和維護(hù)等各個階段提供了強(qiáng)有力的支撐。未來建筑的信息模型應(yīng)該是幾何模型、物理模型、時間模型、成本模型和交驗(yàn)?zāi)Ｐ停@個模型都是在一個平臺、一組數(shù)據(jù)、一個模型上實(shí)現(xiàn)的。比如設(shè)計好一個大樓后，相關(guān)工作人員需要到各個政府機(jī)關(guān)去進(jìn)行審批，過去的方式可能是拿一堆圖紙，如果把模型都集成在一個平臺上，那么相關(guān)政府機(jī)關(guān)可以直接在集成好的模型中查看。

當(dāng)建筑信息模型真正融入到建筑全生命周期的每一個環(huán)節(jié)中時，像之前的傳統(tǒng)工作方式，在設(shè)計階段不去考慮施工，施工階段不過問運(yùn)維的現(xiàn)象就會不復(fù)存在。建筑信息模型將會使設(shè)計階段、施工階段、運(yùn)維階段三者成為一個共同體，各個階段通過建筑信息模型結(jié)合的更為緊密，真正實(shí)現(xiàn)信息流的互通共享。