用信息技術引領高效率協同

文｜本刊記者 寧冉

天津水泥工業設計研究院有限公司隸屬于中國中材集團有限公司旗下的上市公司-中國中材國際工程股份有限公司，由原天津水泥工業設計研究院有限公司和中材建設有限公司合并重組而成，擁有中國水泥工業先進的工程建設能力。然而當接觸到新疆青松建化水泥廠2x7500t/d熟料新型干法水泥生產線一期工程時，經驗豐富的天津水泥工業設計研究院有限公司BIM設計工藝專業負責人劉剛也感到了些許壓力。這個項目難度大，工期特別緊。同時，業主在簽合同的時候，要求天津水泥工業設計研究院有限公司全部生產車間采用三維設計完成，把問題最小化。

青松建化水泥廠項目特點

據劉剛介紹，以前的項目都是在單個車間做一些協同，規模最大也就是5000噸，而7500噸這么大的規模還是第一次。可以說，這個項目基本上屬于全新的項目，沒有太多的可參考性。其中的難度首先是車間的布置更復雜了，包括水泥廠設備的布置，還有一些直徑近五米的大風管道等。當這些設備在車間里面穿梭，重點要考慮的是如何避免梁、柱、設備相互之間的碰撞等問題。

天津水泥工業設計研究院有限公司信息中心主任，三維數字化設計負責人相沖表示，“整個項目的流程特別復雜，一環扣一環。特別是設備采購和設計環節，只有在物料和設計齊全以后，工期進度才能順利推進。這個全新的項目如果用傳統二維設計的方法難度非常大，拖延工期是很難避免的。” 青松建化水泥廠也意識到項目的難度，因此在項目之初就提出必須用三維設計完成該項目。

“沒有金剛鉆別攬瓷器活”。從2008年開始，天津水泥工業設計研究院有限公司就開始接觸三維設計，在水泥行業包括南京院、成都院和合肥院在內的四家設計院中，是較早接觸三維設計理念的設計院之一。目前，天津水泥工業設計研究院有限公司已經建立了七個專業：工藝、結構、建筑、電氣、暖通、水道、總圖的三維協同設計，各個專業配合工作已經擁有多年的項目經驗。

天津水泥工業設計研究院有限公司是青松建化水泥廠項目的總承包商，負責包括投標、報價、基本設計到采購、施工一體的工程。出于謹慎態度，天津水泥工業設計研究院有限公司前后派出三個專業團隊約七八十個人參與到這個項目中來，而在實施過程中可能人數還要更多。天津水泥工業設計研究院有限公司采用了三維設計和管理之后，多專業進行協同，幾組人同時在一個車間操作，最大效率地發揮了團隊的價值。用劉剛的話說：“以前一個復雜大車間，一個人做要兩個月。現在，四個人可能十天、半個月就做出來了。”

信息技術在項目中的應用狀況

“對于工程的總承包商來說，現場是比較重要的。設計和施工一定要能夠連接起來，不能脫節。現場施工缺什么，可以根據現場的情況第一時間反饋上來，這是信息技術帶來的最大價值”，相沖對信息技術在項目中的應用效果這樣評價。例如，哪個車間在催進度，總承包商可以在短時間內把圖發過去，滿足現場的需求。

在青松建化水泥廠三維協同設計項目中，劉剛對多專業的協同也是印象深刻。以前各個部門和工種都是各做各的工作，沒有協同工作，效率非常低。通過信息技術，相互之間高效協同，可以把任務做出合理的分配，成員之間相互協調辦公，大大提高了工程效率和縮減了工期。

同時，天津水泥工業設計研究院有限公司工藝設計研究所主任劉濤指出，在具體項目中，信息技術的表現突出。首先是人員規劃，各個專業人員提前安排，便于成員提前做準備。第二、在實施的過程中，以前二維可能會遇到這樣的問題——某一個車間比較繁瑣而且單個人需要大量的時間。但是BIM實現了專業內部多人協同操作同一個車間，這就是專業內的一個協同。另外，BIM理念的三維設計所見即所得，可以提前預判到場景中那些不合適的設計，而二維設計只能提供一個示意圖，很多都是現場才發現問題，通過建筑信息模型的模擬可以減少大量的現場返工。與此同時，在該項目BIM實踐過程中，天津水泥工業設計研究院有限公司也遇到了一些問題并且提出自己的解決方案。劉剛指出：“問題的關鍵還是單個車間之間的協同配合”。因為在學習三維設計軟件之初，設計師都是從單個專業，例如工藝專業先學起，基本上學了兩年左右的時間才在其他的專業推行。這個現狀就使得各個專業的水平參差不齊，導致項目中多專業配合時，特別是用網絡共同處理文件時，會出現一些協同上的問題。比如說其他專業的設計者，把設計圖修改或勿刪等等，可能會給大家帶來大量的返工。解決方案就是培訓，將不同專業的分工再細化，明確相互之間責權和配合，同時后面也做了一些延伸性的工作，協同問題就得到了逐步的解決。

項目策劃的三大組成部分

在青松建化水泥廠三維協同設計項目策劃過程中，天津水泥工業設計研究院有限公司將整個項目劃分為軟件平臺、網絡環境和項目成員三個組成部分。

第一部分是軟件平臺。就軟件平臺來說，基于多專業的考慮，最后選擇了Revit軟件及其相關三款軟件，Revit Architecture、Revit Structure 和Revit MEP，包含了結構、建筑、水暖電等領域。第二部分是網絡環境。劉剛表示，在同一個局域網內， Revit有一個網絡中心文件的概念。價值就在于，所有項目中的成員可以在局域網內針對同一個中心文件進行操作，各個專業團隊互不打擾，直到最后一個文檔生成之后再同步到一起。第三部分是項目成員。在各個專業的設計之初，首先設定一個三維專業負責人，負責協調各個車間、各個專業的設計者之間的事務，方便項目成員之間提前規劃和合理分配，達到協同操作一個車間的目的。

軟件平臺的選擇部分，天津水泥工業設計研究院有限公司通過對國內設計院的考察和各大軟件平臺研究，最終以 Revit為核心三維設計軟件平臺。天津水泥工業設計研究院有限公司工藝設計研究所主任劉濤表示，以前的三維設計可能只針對某個專業，只解決某個專業的問題，但是研究院需要一個可以為各個專業提供三維設計解決方案的平臺。

劉濤認為， Revit是一個平臺性的產品，為水泥行業提供了建筑的采光、環保等方面的幫助。此外，基于Revit的二次開發也比較多，工具比較齊全，兼容性很強。天津水泥工業設計研究院有限公司以往在CAD上養成的操作習慣與Revit是相通的，特別是對齊、復制等快捷方式，讓設計師使用起來覺得更加的方便和快捷。

化解軟件本地化的難題

眾所周知，建筑信息模型都是以構件為基礎，而三維設計也是以構件為基礎的。在接到青松建化水泥廠項目之前，基于BIM的三維設計項目，天津水泥工業設計研究院有限公司也接觸了不少，因此一些本地化構件也積累了很多。整個項目的模型始終圍繞著BIM來做，再通過建筑信息模型拓展到設計、施工、采購等環節，并將它們都聯合到一起，最終達到對項目最好地把控。

以往，一些國外軟件在進入中國市場之后，在本地化方面或多或少都會出現一些問題。天津水泥工業設計研究院有限公司在本地化方面也做了大量的工作，以構建一些符合自己要求的構件。因為BIM里面的軟件，包括制圖的標準和習慣與天津水泥工業設計研究院常用的軟件還是有一定差距的，因此需要做一些定制化。以Revit為例，其中涉及到項目模板的問題。天津水泥工業設計研究院有限公司通過一年多的時間打造了一個屬于自己的項目模塊。使得現在的項目模板可以做到即使各個專業的環境不同，仍然可以按照自己制定的標準模塊來出圖。

劉剛表示，“在一些定制化的工作中，軟件供應商的技術人員給天津水泥工業設計研究院有限公司提供了強大的技術支持，并經常介紹其他設計院項目的經驗分享，組織天津水泥工業設計研究院有限公司與其他設計院進行技術交流。”

BIM在中國的發展大概有五六年時間，對于未來它的發展前景，劉剛給出了自己的看法。劉剛認為，現在還是有一些元素阻礙到了BIM在中國的發展。現有的二維設計帶來的不足，被當前的產業和市場所容忍。很多業主因還沒有意識到三維的優越性，所以在這方面還沒有要求，而國外很多行業的項目競標卻已經到了不采用三維設計就沒法談的地步。

信息技術代表最先進的生產力，隨著BIM在建筑行業的優秀表現，現在正在逐步擴展到其他行業，如石油、化工等。在國內，四五年前大家可能還都不知道什么是BIM，而現在都在談論BIM，特別是建筑行業。目前，BIM已經被寫進“十二五”規劃中，并對建筑行業已經有了明確的要求。

就天津水泥工業設計研究院有限公司來說，全院將全部采用三維設計。因此，劉剛預測，建筑信息模型將引領中國的建筑行業朝著環境友好型的方向發展，并且在不久的將來，BIM在全設計行業都能夠實現。不過，劉剛也謹慎地提出，三維設計對構件的要求比較高，它在本土化方面還有一段路要走。

從整體項目完成的效果來看，天津水泥工業設計研究院有限公司充分運用信息技術，改變設計手段，建立以BIM為核心的三維協同設計，不但提升了水泥工藝設計品質，更提升了公司的管理水平，為推動行業技術發展做出了典范。并且，通過BIM軟件強大的材料統計功能，將全廠材料量進行精確統計，為企業工程總承包提供了強有力的保證。