BIM技術在機械工程設計中的應用探析

龔世艷

摘 ?要：BIM技術屬于一種特殊的軟件技術，廣泛應用于我國的設計領域和建筑領域。近年來，機械工程設計板塊也加大了BIM技術的應用力度。如：現代的工程設計不只是以二維形式來對空間范圍進行劃分，而且可以通過BIM技術軟件進行一定程度的3D模型創立，再加上BIM和當下絕大多數的3D軟件有著很強的兼容性，可以讓設計師以三維模型為基礎，憑借其三維協同和集成優勢，配合可視化，以此來幫助設計師對機械工程設計的問題和體態進行更完整的分析。

關鍵詞：BIM技術;機械工程;總體布局;工藝方案;應用

引言

BIM技術是繼CAD應用后的一次建筑業技術革命，設計成果的精細化可以無限接近于建筑成果，對項目設計的直觀性、建設項目成本、質量及工期等因素的控制將發揮不可替代的作用。在機械工程設計在應用BIM技術，可以簡化協作，節省成本，并通過對象動畫演示，使項目各參與方更好地審閱和溝通項目細節，彌補機械工程設計中的不足，對機械工程設計水平起到積極的促進作用，也對機械行業技術水平提升產生重要影響。

1 BIM技術

BIM全名是建筑信息模型技術，是基于模型的智能化流程，是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具。依靠BIM技術，能讓設計師對模型進行初步的設計和構建。最大的特色在于建筑模型內所攜帶的大量信息，使得整個技術節點具備可操作、可協調、可溝通，不僅運用在設計中，還牽涉到工程的作業流程與全生命周期信息的管理，為項目參與各方提供協同工作的平臺、創建可視化效果、以三維方式展示設計理念，加強對項目結果的控制。最關鍵的一點，就是BIM技術本身由于是搭載于計算機內部的，這使得BIM技術所設計的各種重要數據是可以實時存放到計算機庫當中的，因此，當設計師想要對該數據進行調用時，可以第一時間從計算機的數據庫中進行快速檢索和抽取，以此來方便設計師進行后續的深化設計和其他機械工程設計項目。

2 BIM技術應用現狀

隨著我國科學信息技術的快速發展，計算機技術與數字化技術已經席卷了多個行業，并且在行業發展中起到了重要的作用。對于機械工程設計行業而言，若想在激烈的市場中占據重要的地位，就必須對自身的設計能力進行改革、創新，以推動其發展，進而帶動企業綜合競爭實力的提升。BIM是當前工程建設行業中炙手可熱的技術，正以勢如破竹之勢席卷整個工程建設行業。大量機械工程設計人員考慮將現代化技術融入到設計中，與建筑、結構、設備等不同的專業在BIM協同平臺平行設計，團隊化工作，對各專業在設計過程中出現的碰撞、不協調等問題及時作出調整，以此來提高出圖質量，縮減設計周期。而且BIM作為計算機輔助設計軟件，其可借助虛擬模式的構建來給予設計人員發揮想象力的機會，并在一定程度上提高了機械設備的配合度，提高設計成果科學合理性，同時提高了機械工程的應用水平，這對于社會效益與經濟效益的提升意義重大。

3 BIM技術在機械工程設計中的應用

3.1 BIM技術在機械工程總體布局圖中的應用

隨著BIM技術的興起，越來越多的機械工程應用BIM技術，以解決不同工程階段所面臨的問題。在機械工程總體布局圖設計過程中，各專業設計師制作地形、建筑、結構、設備、管線路等模型，對真實現場進行仿真，檢查廠區道路、車間內部、設備之間間距和空間是否滿足要求，完成各專業內的局部調整和專業間的協同，推動設計師和用戶探索并優化設計，改善項目參與方之間的協作;并且可從BIM三維模型中自動提取并生成項目詳細工程圖和平剖圖，提升其質量與準確性，更快地準備圖紙，并隨時修訂更新，消除手動統計，有效提高工作效率、節省資源、降低成本。

3.2 BIM技術在機械工藝方案模擬優化方面的應用

在機械工程的工藝方案設計過程中，各設備及管線的布置方案是影響生產效率的重要環節。有的工藝方案可能會占用更大的作業空間，影響人員作業空間和作業安全和整潔美觀;有的工藝方案會增加物流距離、管線、能源消耗，有的工藝方案會造成遠期運維成本等。通過BIM在工藝方案模擬優化方面進行深化設計，可以直觀對比不同方案中各設備、管線、與建筑、空間的接口關系，檢查綜合管線是否出現交叉碰撞，同時也能找到故障問題存在的地方，大大降低故障發生的概率。此外，BIM技術可以將工藝方案中各個設備的數據分項，在整體的角度上進行數據分析，有效提高了設計人員的工作效率，減輕了設計人員的工作負擔，同時可以綜合評價各個工藝方案的優劣，為項目參與方選擇最佳方案。

3.3 BIM技術在機械工程建模中的應用

在BIM技術應用之前，機械工程設計技術人員只能夠依賴于傳統的紙質繪制方式來進行設計方案的設計，不僅會花費大量的人力、物力與時間，同時，還可能會因局部錯誤而導致整個方案需要推翻重新進行繪制，得不償失。除此之外，傳統的繪制方法使得設計方案不易長時間保存，即使工作人員設計完善效果良好也無法避免其在應用時仍然保持清晰的狀態。在這種情況下，BIM技術的出現，使得實體設計理念成為了現實，且其并非利用傳統的數學線條來將整個設計圖表示出來，而是利用建模軟件來將整個機械工程設計進行了三維可視化優化調整，以動態地形式展示出來，使得設計人員可直觀地了解到整個機械工程設計中所需要打孔、焊接以及切削等預留孔洞部分，可更正原二維設計圖紙中孔洞少留、漏留、錯留等現象，得到準確的預留孔洞尺寸和位置，減少甚至避免后期設備管線安裝過程中，因預留孔洞位置不準確造成的二次打鑿甚至返工，保證美觀。與此同時，對于實施技術操作人員來說，一些無法用語言表達清楚的內容也可通過BIM技術展示出來，讓操作人員更加確切地了解到設計圖紙中所有內容，確保設計方案最優并可直接應用于施工指導。

3.4 BIM技術在機械工程設計中的應用趨勢

雖然BIM技術已經全面使用在機械工程設計領域中，不過仍需要不斷完善，尤其是在工藝平面布置圖中，部分設備的空間位置只是符號化表達，布置方案也是原理性示意，無法直接應用于施工指導。因此在現場安裝過程中，往往依靠作業人員的現場經驗進行安裝，導致現場安裝順序比較混亂，安裝方案的合理性也有待商榷。未來BIM技術的應用會以智能化與網絡化為主，尤其是智能時代的到來，促使BIM技術更加全面，其功能也會更為完善，不僅對繪圖、建模有幫助，還能實現有限元分析軟件的對接。當下需要加大對BIM中的功能研究與關鍵技術研究，促使其向著智能化方向發展，尤其是與Autodesk Revit和Navisworks等軟件的融合，可以借助該機械模型分析，滿足機械模型的信息管理、自動化產生圖形及報表、工程仿真及設施維護管理等功能，改善以往在機械工程設計中的問題，從而促進機械工程設計的有利發展。

結束語

綜上所述，BIM技術在我國當下的機械工程設計中有著極為重要的地位和作用，克服了二維圖紙存在的問題，強化了工程設計和施工單位之間的聯系，提高了機械工程設計的全面性和準確性。對此，為了更好地加強BIM技術在我國機械工程設計中的應用成效，需要針對實際的應用情況進行仔細分析，以此來促進我國機械工程設計的進一步發展。

參考文獻

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