三維協同設計技術BIM在選煤廠設計中的應用

摘 要：隨著改革開放的深入發展，各行各業都呈現出繁榮發展的景象，我國選煤行業在高速發展的現代化社會也進入了繁榮階段。選煤廠建設項目是一項較為復雜的系統工程，而國內選煤廠設計大部分應用的還是二維平面設計，這種平面設計不利于管理者進行信息溝通、資源調配以及進度控制等方面的管理，使得效率的提升較為困難。三維協同設計技術將會在很大程度上提升選煤廠設計效率，有效避免選煤廠設計中產生的復雜的管理問題。文章主要針對三維協同設計技術在選煤廠設計中應用的相關問題進行闡述。

關鍵詞：三維；協同設計計算；選煤廠設計；應用

隨著工業化時代的發展，許多新選煤廠和老選煤廠項目不斷進行開工建設和改造，我國已經成為選煤大國，據統計，平均每年增加選煤能力大約1億噸。在選煤廠項目中應用三維協同設計技術，也就是BIM技術是一項新的應用領域，三維協同設計是以包含多層信息的三維協同設計模型為設計基礎，通過模型與設計人員的信息交流實現協同設計，相關研究人員對于選煤廠項目中實施三維協同設計，在設計周期控制、項目管理模式改革以及設計質量的提升等方面進行探索，已經取得了一定的成果。

1 三維協同設計的實踐

1.1 設計組織架構和設計流程的變化

與傳統設計組織架構相比，三維協同設計打破了傳統的專業間的時間順序概念，不再需要原來的上下游的設計流程，各個專業之間的設計者彼此進行溝通即可。三維協同設計團隊的分工更加明確，進一步細化了分工，工藝專業只需要投入到工藝流程的優化設計，機制、管道、土建設計人員能夠將工藝設計意圖快速準確的搭建可視化模型，在三維模型的基礎上，機制、管道、土建設計人員進行下一步的詳細施工圖設計的工作。三維協同設計技術使得整個團隊的工作實現無縫連接，從橫向組織架構看，設計人員只需要專注于本專業的設計和優化，各個專業設計人員全程參與，協同完成三維模型，專注于三維協同軟件的應用。從縱向架構看，多個專業同步進行設計，從很大程度上提高了項目的整體設計質量。

1.2 可視化促進溝通

傳統的二維CAD設計可視化效果較差，設計人員無法從二維圖紙中檢查出所有的設計問題，而三維協同設計的應用，最大的優勢便是能夠實現可視化溝通，從現實中的場景來體現設計意圖。三維協同設計可視化的基礎是把所有專業的設計都建立到一個模型中，進行分工協同。例如機制、管道和土建專業分包在專業軟件進行建模和施工圖繪制，各個專業將模型鏈接到一個統一的三維協同軟件平臺模型，利用三維協同軟件提供的復制與監視功能，將設計者需要關注的元素進行監視，如果發現鏈接文件發生變化，就能體現在模型中，并進行自動地提醒，從而及時調整自己的設計。可視化同樣能夠讓業主更加深入的了解設計人員的想法，也有利于現場施工進度的加快，進一步避免安裝錯誤。

1.3 協同合作、多專業參與

目前，在三維協同設計技術推廣階段，協同合作、多專業參與是其最核心的設計理念，從最初的設計方案開始，三維協同設計模型就不僅僅是工藝專業一個專業領域的任務，而是各個專業來共同參與完成的。以往的設計項目管理各條線協作模式基本上處于點對點溝通協作模式，這種模式信息傳遞效率低，容易出現差錯，并且成本較高，而三維協同即時模式的建立則在很大程度了改善了這些問題，各個專業之間協調工作，實時分享，大大減少了各專業的工作量，設計效率和質量得到了明顯的提高。

1.4 為項目精細化管理提供了可能

在實施過程中，三維協同設計逐漸建立了統一的適合選煤廠的設計標準，與軟件商一起建立了統一的節點庫文件，對于各專業的圖紙字體、字型和圖層等做出了明確的規定，項目負責人能夠統一進行三維設計模型庫的維護和管理，有效的避免了大量的重復設計，為各個設計階段的高度一致性和集成性提供了保障，提高了整個項目團隊的工作質量和效率。三維協同模型有著便于計量的優勢，在模型建立的初期和后期，根據時空維度和構件類型等生成項目工程量信息，進行匯總、拆分和對比分析，為企業提供了及時、準確的工程基礎數據，進一步為工程造價、項目管理以及進度款管理的精細化決策提供了可能。利用這些模型生成的項目工程量信息，能夠進一步細化企業項目管理，進一步精確人員和材料、機械計劃等，大大減少了資源和物流等的浪費，為限額領料、消耗控制的實現提供了有力的技術支撐，進一步提升了承包項目的集約管理水平，控制了項目的成本。

2 三維設計有利于選煤設計行業規范發展

目前，我國選煤設計行業的實力各不相同，設計公司的人員分布不均，流動性過于頻繁，企業的知識產品無法得到有力的保護。使得整個行業的入圍門檻低，不能得到高度集中，造成設計質量水平的高低程度不一，企業內部之間出現惡性競爭，對于有一定規模和志向的設計集團的發展造成一定的阻礙，不利于企業品牌的創新。三維設計在選煤廠設計行業的推行，將在一定程度上規范行業的發展，促進選煤設計產業的升級。發達國家設計行業已經普遍推廣三維設計，這就表明了我國推行三維設計的可行性，同時說明了采用三維設計的緊迫性。無論是硬件還是軟件，三維設計都需要投入更多的資金，這就在一定程度上限制了一些企業，沒有形成設計規模的隊伍也將被淘汰。三維設計將進一步促進選煤設計行業的模塊化、標準化、智能化和規范化，在很大程度上提升了設計水平和效率。

三維設計有利于選煤設計行業規范發展，在目前的應用中，也出現了很多問題，主要體現在以下幾個方面：目前相關軟件對電腦硬件配置要求很高，采用的軟件主要是國外軟件，很少采用國產軟件，我國缺乏主推的軟件和相關標準。掌握三維協同設計技術的專業人才太少，很多行業的人員并不了解這個專業，對于三維設計的發展造成了一定的阻礙。我國三維設計還沒有成為主流，尤其是在煤炭行業，業主并沒有提出三維設計的要求，設計公司對于三維設計的發展動力不夠。一些采用三維設計的公司還處于起步階段，還沒有出現真正有實力、有核心競爭力的三維設計公司，無法充分實現三維設計的市場價值。

3 結束語

總而言之，三維協同設計技術BIM在選煤廠設計中的應用，對于選煤廠設計有著重要的意義。三維協同設計模型的應用實現了可持續化的設計，提供了有力的技術保障，它是設計理念流程的全面革新，與傳統二維設計相比，優越性尤其突出。三維協同設計技術能夠實現各個管理系統與工作流程間的多維交流，實現項目整個周期的信息化管理。

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