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)計軟件，取得了豐碩的成果，但是BIM軟件平臺不統(tǒng)一。2015年公司正式?jīng)Q策統(tǒng)一BIM平臺，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、來對公司BIM設(shè)計水平的提升將產(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（含運費），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、改造利用原機械設(shè)備4.5萬噸，分為24個標(biāo)段。本工程采取“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施”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，擴大產(chǎn)品的規(guī)格、品種范圍，進一步提高產(chǎn)品的附加值。3.1 3.1 本工程為搬遷項目設(shè)計難度大本工程為搬遷項目設(shè)計難度大( (突出三維難度，后期改進增加點云技突出三維難度，后期改進增加點云技術(shù)術(shù)/ /三維掃描技術(shù)三維掃描技術(shù)) )有點跑題盡量扯到三維上來有點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)展對原生產(chǎn)線進行升級改造，提出新的設(shè)計。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)對項目的順利實施、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目，但不是簡單地進行設(shè)備原拆原裝。湛江4200mm厚板工程對原有車間工藝平面布置進

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)展對原生產(chǎn)線進行升級改造，提出新的設(shè)計。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)對項目的順利實施、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)計統(tǒng)籌規(guī)劃難。，三維設(shè)計統(tǒng)籌規(guī)劃難。 據(jù)統(tǒng)計，該項目中涉及的介質(zhì)管線有幾十種之多。比如，高爐煤氣、氧氣、天然氣、蒸汽、高壓氮氣、低壓氮氣、壓縮空氣、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，三維設(shè)計統(tǒng)籌規(guī)劃的難度很大。 3.3 3.3 項目涉及專業(yè)多，專業(yè)

7、之間項目涉及專業(yè)多，專業(yè)之間協(xié)同協(xié)同難。難。 項目中涉及的專業(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、自動化、電信、建筑、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、造價、總圖、檢化驗、機修等，專業(yè)間需要有設(shè)計前資料交接、設(shè)計中交流修改、設(shè)計后互審互簽等協(xié)同工作。 根據(jù)羅涇4200mm厚板廠多年生產(chǎn)積累的經(jīng)驗，湛江4200mm厚板工程對原有車間工藝平面布置進行了較大的優(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。湛江4200mm厚板工程搬遷、整修、改造利用原機械設(shè)備4.5萬噸，標(biāo)段24個。工程總投資13.6億元，其中建安合同11.8億元（含運費）。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)整修及增補高壓水除鱗泵站系統(tǒng)整修及增補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項目組供貨商設(shè)計院訂貨清單技術(shù)談判招標(biāo)、開標(biāo)返工廠設(shè)計資料施工圖設(shè)計安裝圖、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)計資料返廠整修設(shè)備項目執(zhí)行階段在搬遷項目中，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、與項目組、設(shè)計院的接口很多。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p拆遷和發(fā)運說明p搬遷要點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)管道危險性高，涉及的安全因素多。道危險性高，涉及的安全因素多。 該項目中，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)督檢驗檢疫總局驗收和監(jiān)管。三維設(shè)計時，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，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)計難度系數(shù)。3.5 3.5 項目管材庫龐大，建庫工作復(fù)雜。項目管材庫龐大，建庫工作復(fù)雜。 由于該項目存在介質(zhì)種類多、管道規(guī)格多、壓力等級多、溫度范圍廣等因素，三維管道設(shè)計前，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)，搭建了龐大的項目管材數(shù)據(jù)庫和模型庫。 3.6 3.6 項目項目體量巨大體量巨大，三維建模繁重。，三維建模繁重。 項目總投資概算34.48億元，其中建安費用預(yù)算為10.668億元，建設(shè)規(guī)模大。該項目中有大量的

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)計過程中既要合理的避開柱間支撐、上吊車梯子、參觀走臺、吊車梁等還要考慮特殊管道的補償及管間距要求，設(shè)計統(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目項目結(jié)合結(jié)合，進行了一系列二次開發(fā)。，進行了一系列二次開發(fā)。5.1 BIM5.1 BIM實施過程實施過程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)，搭建項目管材數(shù)據(jù)庫和模型庫。管線設(shè)計綜合排布管線設(shè)計綜合排布 根據(jù)設(shè)計文件，利用搭建好的模型，按設(shè)計和施工規(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)計優(yōu)化碰撞檢查及設(shè)計優(yōu)化 利用軟件的碰撞檢查功能，對土建與結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管線、橋架等之間進行各種漏碰缺的檢查，并導(dǎo)出碰撞檢查報告，提出設(shè)計優(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)計生成管線材料的工程量，即精準(zhǔn)又便捷。漫游動畫漫游動畫 利用相關(guān)軟件將該模型制作成動畫漫游型式，一方面可以指導(dǎo)現(xiàn)場施工，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實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能 BIM可推動現(xiàn)代CAD技術(shù)應(yīng)用。全面是數(shù)字化的、采用不同設(shè)計方法的工程設(shè)計，盡可能采用自動化實際技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化； BIM能夠根據(jù)3D模型自動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，與之關(guān)聯(lián)的圖形和文檔將自動更新； BIM可實現(xiàn)集成管理。將項目主要參與方在設(shè)計階段就集合在一起，著眼于項目的全生命期，利用BIM技術(shù)進行虛擬設(shè)計、建造、維護及管理。 6.1 6.1 三維技術(shù)的運用，推動組織三維技術(shù)的運用，推動組織模式的創(chuàng)新模式的創(chuàng)新。 經(jīng)過前期調(diào)研，本項目確定采用以PDSOFT軟件為主，以Solid Edge、Inv

14、entor等軟件為輔進行三維設(shè)計。由于傳統(tǒng)二維設(shè)計與三維設(shè)計在作業(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)計團隊，保證三維設(shè)計工作高效開展。6.1 6.1 三維技術(shù)的運用，推動組織三維技術(shù)的運用，推動組織模式的創(chuàng)新模式的創(chuàng)新。本項目以PDSOFT軟件為BIM平臺，協(xié)同Solid Edge、Inventor等其他軟件為輔進行三維設(shè)計。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，成功地將上述軟件的三維模型導(dǎo)入到PDSOFT軟件中并進一步優(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)計人員盡可能使用自己熟悉的三維軟件進行建模，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)計設(shè)計質(zhì)量，合理安排項目進度質(zhì)量，合理安排項目進度 運用BIM技術(shù)優(yōu)勢，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，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