BIM技術(shù)在寶鋼湛江4200mm厚板工程的應(yīng)用

1、中冶京誠工程技術(shù)有限公司從1998年以來，先后通過與AVEVA、中科輔龍、奔特力、歐特克、西門子等軟件公司密切合作，在項(xiàng)目中陸續(xù)應(yīng)用了PDMS、PDSOFT、Autopipe、Bentley、Revit、Inventor、Solid Edge、Navisworks、Autodesk360、Prosteel等三維設(shè)計(jì)軟件，取得了豐碩的成果，但是BIM軟件平臺(tái)不統(tǒng)一。2015年公司正式?jīng)Q策統(tǒng)一BIM平臺(tái)，2015年9月11日成立了京誠公司BIM領(lǐng)導(dǎo)小組，施設(shè)董事長任組長。經(jīng)過充分調(diào)研，2016年4月6日，京誠公司與Bentley軟件(北京)有限公司戰(zhàn)略合作簽約儀式，目前正處于軟件培訓(xùn)和試用階段，未

2、來對(duì)公司BIM設(shè)計(jì)水平的提升將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。寶鋼湛江4200mm厚板工程總投資13.6億元，其中建安合同11.8億元（含運(yùn)費(fèi)），是特大型復(fù)雜工程。工程搬遷利用寶鋼羅涇4200mm厚板產(chǎn)線的現(xiàn)有設(shè)備，通過技術(shù)改造和技術(shù)集成（非原拆原建）, 在湛江鋼鐵基地建設(shè)一個(gè)高效、高質(zhì)量、低成本、環(huán)保的現(xiàn)代化4200mm厚板廠。湛江4200mm厚板工程搬遷、整修、改造利用原機(jī)械設(shè)備4.5萬噸，分為24個(gè)標(biāo)段。本工程采取“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施”的建設(shè)原則，分兩期建設(shè)。一期工程建設(shè)主線（包含板坯、加熱爐、軋機(jī)區(qū)、冷床區(qū)、剪切線、精整區(qū)、成品區(qū)、軋輥間、變電所、水處理站、檢化驗(yàn)等）、熱處理線，生產(chǎn)規(guī)模為120萬噸/

3、年。二期工程為預(yù)留發(fā)展項(xiàng)目，擬建設(shè)No.2剪切線、特厚板處理設(shè)備、No.3熱處理線等設(shè)施，擴(kuò)大產(chǎn)品的規(guī)格、品種范圍，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的附加值。3.1 3.1 本工程為搬遷項(xiàng)目設(shè)計(jì)難度大本工程為搬遷項(xiàng)目設(shè)計(jì)難度大( (突出三維難度，后期改進(jìn)增加點(diǎn)云技突出三維難度，后期改進(jìn)增加點(diǎn)云技術(shù)術(shù)/ /三維掃描技術(shù)三維掃描技術(shù)) )有點(diǎn)跑題盡量扯到三維上來有點(diǎn)跑題盡量扯到三維上來本工程的主要設(shè)備采取搬遷利舊，經(jīng)過整修或局部改造后可以達(dá)到新生產(chǎn)線的要求。本工程工藝設(shè)備總重72196噸，其中搬遷利舊66704噸，新增設(shè)備5492噸。充分利用現(xiàn)有設(shè)備及材料，降低項(xiàng)目的建設(shè)投資; ;本工程為設(shè)備搬遷利舊的建設(shè)工程，不

4、是簡單地進(jìn)行設(shè)備原拆原裝，而是在羅涇4200mm厚板的現(xiàn)有設(shè)備、廠房及公輔設(shè)施的基礎(chǔ)上，根據(jù)湛江鋼鐵基地提出的新要求、結(jié)合寶鋼5000mm厚板產(chǎn)線和羅涇4200mm厚板產(chǎn)線生產(chǎn)過程中暴露的問題以及厚板生產(chǎn)技術(shù)的最新發(fā)展對(duì)原生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)改造，提出新的設(shè)計(jì)。湛江4200mm厚板工程既涉及到現(xiàn)有設(shè)備的搬遷、整修、改造，又涉及到新設(shè)備及新設(shè)施的建設(shè)，比全新成套設(shè)備工程更加復(fù)雜、技術(shù)難度更大。技術(shù)集成及技術(shù)總負(fù)責(zé)對(duì)項(xiàng)目的順利實(shí)施、投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)將起著舉足輕重的作用。3.1 3.1 技術(shù)集成難度大技術(shù)集成難度大本工程雖為搬遷項(xiàng)目，但不是簡單地進(jìn)行設(shè)備原拆原裝。湛江4200mm厚板工程對(duì)原有車間工藝平面布置進(jìn)

5、行了較大的優(yōu)化與調(diào)整。除能利舊的設(shè)備外，其余工程建設(shè)內(nèi)容與新建工程相同，均需要重新設(shè)計(jì)的主要設(shè)備采取搬遷利舊，經(jīng)過整修或局部改造后可以達(dá)到新生產(chǎn)線的要求。本工程工藝設(shè)備總重72196噸，其中搬遷利舊66704噸，新增設(shè)備5492噸。充分利用現(xiàn)有設(shè)備及材料，降低項(xiàng)目的建設(shè)投資; ;本工程為設(shè)備搬遷利舊的建設(shè)工程，不是簡單地進(jìn)行設(shè)備原拆原裝，而是在羅涇4200mm厚板的現(xiàn)有設(shè)備、廠房及公輔設(shè)施的基礎(chǔ)上，根據(jù)湛江鋼鐵基地提出的新要求、結(jié)合寶鋼5000mm厚板產(chǎn)線和羅涇4200mm厚板產(chǎn)線生產(chǎn)過程中暴露的問題以及厚板生產(chǎn)技術(shù)的最新發(fā)展對(duì)原生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)改造，提出新的設(shè)計(jì)。湛江4200mm厚板工程既涉及

6、到現(xiàn)有設(shè)備的搬遷、整修、改造，又涉及到新設(shè)備及新設(shè)施的建設(shè)，比全新成套設(shè)備工程更加復(fù)雜、技術(shù)難度更大。技術(shù)集成及技術(shù)總負(fù)責(zé)對(duì)項(xiàng)目的順利實(shí)施、投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)將起著舉足輕重的作用。3.2 3.2 介質(zhì)管介質(zhì)管道種類道種類多多，三維設(shè)計(jì)統(tǒng)籌規(guī)劃難。，三維設(shè)計(jì)統(tǒng)籌規(guī)劃難。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目中涉及的介質(zhì)管線有幾十種之多。比如，高爐煤氣、氧氣、天然氣、蒸汽、高壓氮?dú)狻⒌蛪旱獨(dú)狻嚎s空氣、液壓、干油潤滑、稀油潤滑、油氣潤滑、靜壓導(dǎo)軌潤滑、集中加油、廢油收集、凈環(huán)水、濁環(huán)水、空調(diào)水、生產(chǎn)消防水、軟水、生活水、高壓除鱗水、廢水等，各類介質(zhì)管線縱橫交錯(cuò)，三維設(shè)計(jì)統(tǒng)籌規(guī)劃的難度很大。 3.3 3.3 項(xiàng)目涉及專業(yè)多，專業(yè)

7、之間項(xiàng)目涉及專業(yè)多，專業(yè)之間協(xié)同協(xié)同難。難。 項(xiàng)目中涉及的專業(yè)有：軋鋼工藝、設(shè)備、流體、管道、熱力、水道、消防水、通風(fēng)、燃?xì)?、電氣、自?dòng)化、電信、建筑、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、造價(jià)、總圖、檢化驗(yàn)、機(jī)修等，專業(yè)間需要有設(shè)計(jì)前資料交接、設(shè)計(jì)中交流修改、設(shè)計(jì)后互審互簽等協(xié)同工作。 根據(jù)羅涇4200mm厚板廠多年生產(chǎn)積累的經(jīng)驗(yàn)，湛江4200mm厚板工程對(duì)原有車間工藝平面布置進(jìn)行了較大的優(yōu)化與調(diào)整。除能利舊的設(shè)備外，其余工程建設(shè)內(nèi)容與新建工程相同，均需要重新設(shè)計(jì)。湛江4200mm厚板工程搬遷、整修、改造利用原機(jī)械設(shè)備4.5萬噸，標(biāo)段24個(gè)。工程總投資13.6億元，其中建安合同11.8億元（含運(yùn)費(fèi)）。工程設(shè)備搬遷

8、至投產(chǎn)（2014.3-2016.5.28）高壓水除鱗泵站系統(tǒng)整修及增補(bǔ)高壓水除鱗泵站系統(tǒng)整修及增補(bǔ)EPCEPC工程工程四、搬遷工程中的主要工作內(nèi)容四、搬遷工程中的主要工作內(nèi)容C8C6C8C6C8C4C3C3C2C1項(xiàng)目組供貨商設(shè)計(jì)院訂貨清單技術(shù)談判招標(biāo)、開標(biāo)返工廠設(shè)計(jì)資料施工圖設(shè)計(jì)安裝圖、說明書操作說明書調(diào)試要領(lǐng)書調(diào)試投產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)收集資料設(shè)備狀態(tài)調(diào)研搬遷設(shè)備一欄表拆卸技術(shù)要求書整修技術(shù)要求書安裝圖、說明書操作說明書調(diào)試要領(lǐng)書調(diào)試投產(chǎn)技術(shù)集成商或綜合技術(shù)服務(wù)商替設(shè)備供貨商提工廠設(shè)計(jì)資料返廠整修設(shè)備項(xiàng)目執(zhí)行階段在搬遷項(xiàng)目中，技術(shù)集成商或綜合技術(shù)服務(wù)商的主要是扮演供貨商的職能，但是又不完全等同于供貨商，

9、與項(xiàng)目組、設(shè)計(jì)院的接口很多。因此，前期策劃中必須明確各自的職責(zé)分工。在湛江4200mm工程中，中冶京誠扮演了設(shè)計(jì)院與綜合技術(shù)服務(wù)商的的雙重角色。拆卸技術(shù)要求書-機(jī)械設(shè)備p概述p設(shè)備組成p湛江XXXXXXXX技術(shù)參數(shù)p羅涇XXXXXXXX技術(shù)參數(shù)p湛江XXXXXXXX結(jié)構(gòu)特點(diǎn)p拆遷和發(fā)運(yùn)說明p搬遷要點(diǎn)p拆卸前的準(zhǔn)備和要求p拆卸技術(shù)要求p拆卸設(shè)備的編碼規(guī)則p拆卸設(shè)備最大外形尺寸及單件起吊最大重量p相關(guān)圖紙和資料p說明p本文附圖3.4 3.4 介質(zhì)管介質(zhì)管道危險(xiǎn)性高，涉及的安全因素多。道危險(xiǎn)性高，涉及的安全因素多。 該項(xiàng)目中，涵蓋了大量的易燃易爆、高溫高壓（最高壓力40MPa）管道，其中屬于壓力管道

10、的，還需要國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局驗(yàn)收和監(jiān)管。三維設(shè)計(jì)時(shí)，易燃易爆管道需要考慮安全間距，高壓管道需要考慮耐壓和振動(dòng)，高溫管道需要考慮保溫防燙和熱變形等等，增加了管道設(shè)計(jì)難度系數(shù)。3.5 3.5 項(xiàng)目管材庫龐大，建庫工作復(fù)雜。項(xiàng)目管材庫龐大，建庫工作復(fù)雜。 由于該項(xiàng)目存在介質(zhì)種類多、管道規(guī)格多、壓力等級(jí)多、溫度范圍廣等因素，三維管道設(shè)計(jì)前，根據(jù)不同介質(zhì)、不同規(guī)格、不同壓力、不同溫度等管道參數(shù)，搭建了龐大的項(xiàng)目管材數(shù)據(jù)庫和模型庫。 3.6 3.6 項(xiàng)目項(xiàng)目體量巨大體量巨大，三維建模繁重。，三維建模繁重。 項(xiàng)目總投資概算34.48億元，其中建安費(fèi)用預(yù)算為10.668億元，建設(shè)規(guī)模大。該項(xiàng)目中有大量的

11、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土、設(shè)備等需要搭建三維模型。3.7 3.7 車間管線車間管線介質(zhì)管介質(zhì)管道種類道種類多多，布管局限性大，布管局限性大 該項(xiàng)目中涉及的介質(zhì)管線多達(dá)幾十種其中包括多種高溫壓力管道，車間管線設(shè)計(jì)過程中既要合理的避開柱間支撐、上吊車梯子、參觀走臺(tái)、吊車梁等還要考慮特殊管道的補(bǔ)償及管間距要求，設(shè)計(jì)統(tǒng)籌規(guī)劃的難度非常大。4.1 4.1 三維三維軟件與軟件與項(xiàng)目項(xiàng)目結(jié)合結(jié)合，進(jìn)行了一系列二次開發(fā)。，進(jìn)行了一系列二次開發(fā)。5.1 BIM5.1 BIM實(shí)施過程實(shí)施過程BIMBIM模型數(shù)據(jù)庫搭建模型數(shù)據(jù)庫搭建 利用Solid Edge、Inventor等多軟件進(jìn)行三維建模，根據(jù)不同介質(zhì)、不同規(guī)格、不同

12、壓力、不同溫度等管道參數(shù)，搭建項(xiàng)目管材數(shù)據(jù)庫和模型庫。管線設(shè)計(jì)綜合排布管線設(shè)計(jì)綜合排布 根據(jù)設(shè)計(jì)文件，利用搭建好的模型，按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范將各專業(yè)管線綜合排布，既要滿足功能要求，又要滿足凈空、美觀要求。碰撞檢查及設(shè)計(jì)優(yōu)化碰撞檢查及設(shè)計(jì)優(yōu)化 利用軟件的碰撞檢查功能，對(duì)土建與結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管線、橋架等之間進(jìn)行各種漏碰缺的檢查，并導(dǎo)出碰撞檢查報(bào)告，提出設(shè)計(jì)優(yōu)化建議。主要材料管控主要材料管控 利用已經(jīng)建好三維模型，直接統(tǒng)計(jì)生成管線材料的工程量，即精準(zhǔn)又便捷。漫游動(dòng)畫漫游動(dòng)畫 利用相關(guān)軟件將該模型制作成動(dòng)畫漫游型式，一方面可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，另一方面為建筑、管理單位也提供了非常直觀地可視化管理依據(jù)。 5.2

13、5.2 BIMBIM實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能 BIM可推動(dòng)現(xiàn)代CAD技術(shù)應(yīng)用。全面是數(shù)字化的、采用不同設(shè)計(jì)方法的工程設(shè)計(jì)，盡可能采用自動(dòng)化實(shí)際技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化； BIM能夠根據(jù)3D模型自動(dòng)生成各種圖形和文檔，而且始終跟模型邏輯相關(guān)，當(dāng)模型發(fā)生變化時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的圖形和文檔將自動(dòng)更新； BIM可實(shí)現(xiàn)集成管理。將項(xiàng)目主要參與方在設(shè)計(jì)階段就集合在一起，著眼于項(xiàng)目的全生命期，利用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)及管理。 6.1 6.1 三維技術(shù)的運(yùn)用，推動(dòng)組織三維技術(shù)的運(yùn)用，推動(dòng)組織模式的創(chuàng)新模式的創(chuàng)新。 經(jīng)過前期調(diào)研，本項(xiàng)目確定采用以PDSOFT軟件為主，以Solid Edge、Inv

14、entor等軟件為輔進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)與三維設(shè)計(jì)在作業(yè)方式上有很大不同，在廣泛聽取了三維軟件商寶貴意見的基礎(chǔ)上，公司決定打破原有組織模式，籌建專門的三維設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，保證三維設(shè)計(jì)工作高效開展。6.1 6.1 三維技術(shù)的運(yùn)用，推動(dòng)組織三維技術(shù)的運(yùn)用，推動(dòng)組織模式的創(chuàng)新模式的創(chuàng)新。本項(xiàng)目以PDSOFT軟件為BIM平臺(tái)，協(xié)同Solid Edge、Inventor等其他軟件為輔進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。協(xié)調(diào)調(diào)用的方法有：參照和合并兩種，圖片舉例6.2 6.2 多軟件協(xié)同的突破多軟件協(xié)同的突破 本工程首次嘗試?yán)肧olid Edge、Inventor等多種軟件進(jìn)行三維建模，通過與PDSOFT軟件公司的緊密配

15、合和反復(fù)試驗(yàn)，成功地將上述軟件的三維模型導(dǎo)入到PDSOFT軟件中并進(jìn)一步優(yōu)化融合，解決了不同三維軟件建模的協(xié)同問題，這樣可以使設(shè)計(jì)人員盡可能使用自己熟悉的三維軟件進(jìn)行建模，從而提高了工作效率。 Solid EdgeSolid Edge軟件三維模型軟件三維模型 PDSOFTPDSOFT軟件導(dǎo)入軟件導(dǎo)入融合融合7.1 7.1 提高提高設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)質(zhì)量，合理安排項(xiàng)目進(jìn)度質(zhì)量，合理安排項(xiàng)目進(jìn)度 運(yùn)用BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過模型的建立，將平面圖、立面圖等立體化，可帶來工程圖面整合上的視覺便利性，使工程問題呈現(xiàn)更加直觀，減少與業(yè)主、工程師之間的溝通時(shí)間，也可在工程施工前，將圖面問題妥善解決，提升整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量； BIM的效益是可循序建模達(dá)到工程全生命周期的應(yīng)用，工程師們的設(shè)計(jì)，除了建構(gòu)形態(tài)模型外，也將著力于圖像與屬性的連接，以利后續(xù)擷取應(yīng)用。BIM可說是專為工程師準(zhǔn)備