龔巍煒　沈　禹

(中國汽車工業(yè)工程有限公司信息建筑工程室，天津　300119)

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上汽通用五菱(重慶)涂裝車間BIM設(shè)計

龔巍煒沈禹

(中國汽車工業(yè)工程有限公司信息建筑工程室，天津300119)

【摘要】在工程勘察設(shè)計領(lǐng)域中，民用建筑的BIM設(shè)計已經(jīng)有眾多的成功案例可被遵循和借鑒，在工業(yè)建筑設(shè)計行業(yè)中，相對于民用建筑，BIM還處于起步和探索階段，同數(shù)字化工廠和中國制造2025對工業(yè)建筑數(shù)字化的要求相比，工業(yè)建筑的BIM還有很長的路要走。通過在本項目的BIM實際應(yīng)用，在設(shè)計的各階段積極發(fā)揮BIM價值，改變原有二維設(shè)計協(xié)同模式，用流程去引導結(jié)果的改變，用技術(shù)去提升交付物的價值，試圖尋找一條適合汽車工業(yè)建筑設(shè)計的BIM之路，為工業(yè)建筑全生命周期的BIM應(yīng)用進行有價值的探索。

【關(guān)鍵詞】BIM；工業(yè)建筑；汽車工業(yè)；價值；探索

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.07

1工程概況

1.1項目簡介

上汽通用五菱第三基地(重慶)工程建設(shè)項目位于重慶市兩江新區(qū)龍興鎮(zhèn)，總占地面積152.61公頃，包括沖壓車間、車身車間、涂裝車間、總裝車間、發(fā)動機車間及其他生產(chǎn)與生活輔助用房，總建筑面積25.51萬m2。本項目的實施將為實現(xiàn)上汽通用五菱汽車股份有限公司“成為微小型汽車領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先，國際上具有競爭力的汽車公司”搭建優(yōu)良的平臺。項目整體如圖1所示。

該基地于2013年初開工建設(shè)，一期投資66億元，嚴格遵循通用汽車全球制造體系和標準建設(shè)， 2015年建成投產(chǎn)，建成后將具備40萬輛整車和發(fā)動機生產(chǎn)能力。其中涂裝車間總建筑面積4.21萬m2，主體廠房兩層，為工藝生產(chǎn)區(qū)；局部3層，為空調(diào)機房區(qū)。建筑物總長300 m，寬68 m，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，輕鋼屋面。涂裝車間建筑模型如圖2所示。

1.2工程特點和難點

本項目是工藝及廠房一體化設(shè)計的大型工業(yè)項目，其中涂裝車間是汽車工廠中自動化程度最高、工藝流程最復雜、潔凈度要求最嚴格、火災危險性最大的生產(chǎn)車間，管線排布及工藝設(shè)備復雜，常規(guī)手段難以保證設(shè)計質(zhì)量。

2BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標

BIM技術(shù)在本項目的應(yīng)用主要在設(shè)計階段，包括工藝及土建公用方案設(shè)計、工藝仿真分析、建筑性能分析、三維協(xié)同設(shè)計、管線綜合分析、管線工程量統(tǒng)計等，力求以BIM技術(shù)解決二維設(shè)計難以實現(xiàn)的設(shè)計質(zhì)量提升問題。

2.2實施方案

在本項目實施開始前，先行制定了完整的BIM實施方案；涂裝專業(yè)按照40萬輛整車生產(chǎn)綱領(lǐng)進行工藝設(shè)計，確定土建框架資料后提交下游專業(yè)，使用Inventor進行設(shè)備模型創(chuàng)建，并導入企業(yè)自主開發(fā)的參數(shù)化設(shè)備模型庫，快速拼裝工藝生產(chǎn)線。建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)工藝框架資料，使用Revit軟件同步進行BIM設(shè)計，機電設(shè)計人員根據(jù)工藝及建筑需求組織設(shè)計方案，計算公用耗量，使用Revit建立中心文件并分工作集進行干管快速布置。

本項目首次嘗試土建機電專業(yè)與工藝設(shè)備專業(yè)協(xié)同的三維協(xié)調(diào)，通過歐特克公司BIM軟件平臺以及自主研發(fā)的插件的配合下進行協(xié)同，實現(xiàn)BIM信息的順暢流轉(zhuǎn)。

2.3 團隊組織

為了更好發(fā)揮BIM在設(shè)計中的作用，團隊的組織及團隊成員的技能非常重要，只有扎實的技術(shù)基礎(chǔ)，才有可能具備使用非常規(guī)手段進行創(chuàng)新的能力。本項目實施設(shè)置雙設(shè)總，即項目設(shè)總與BIM設(shè)總并行，并在各專業(yè)下設(shè)專業(yè)設(shè)計負責人與BIM負責人，分管二維設(shè)計團隊及BIM設(shè)計團隊，團隊間平行協(xié)同。

2.4應(yīng)用措施

為引導和規(guī)范BIM設(shè)計，公司編制了一系列BIM相關(guān)標準，在命名、顏色、深度、存儲、協(xié)同、交付各方面加以指導，項目各參與專業(yè)嚴格遵照標準內(nèi)容進行三維協(xié)同設(shè)計。

協(xié)同應(yīng)用基于服務(wù)器共享文件夾進行，不同項目不同階段設(shè)置不同的存儲區(qū)域，設(shè)立專門的數(shù)據(jù)管理員，對項目文件和人員權(quán)限進行設(shè)定，做到設(shè)計人有寫入權(quán)限，配合設(shè)計人員有瀏覽權(quán)限，項目無關(guān)人員沒有任何權(quán)限，保證模型數(shù)據(jù)的安全與可靠。

2.5 軟硬件環(huán)境

本項目主要應(yīng)用軟件為歐特克公司建筑設(shè)計系列軟件(如圖3所示)：

Autodesk AutoCAD

Autodesk Revit

Autodesk Inventor

Autodesk Navisworks

項目設(shè)計使用設(shè)備為專業(yè)圖形工作站，主要硬件配置如下：

CPU：Intel Xeon E5-2637 v2

內(nèi)存： 4×8 GB 1866 MHz DDR3 ECC RDIMM

顯卡：NVIDIA Quadro K4000

硬盤： 1TB 3.5 inch SATA 7200 Rpm硬盤

3BIM應(yīng)用

3.1BIM建模

項目BIM模型基于Revit平臺分專業(yè)分系統(tǒng)創(chuàng)建中心文件及工作集；工藝模型基于Inventor平臺，根據(jù)生產(chǎn)工藝分層分區(qū)創(chuàng)建；所有模型在Navisworks中整合后進行可視化校驗及匯總。通過可視化及碰撞檢測等手段，預判可能會產(chǎn)生的實際問題，對項目精細化實施提供幫助。本項目以涂裝專業(yè)為主導，協(xié)同建筑、結(jié)構(gòu)及機電各專業(yè)緊密配合，二維設(shè)計與三維設(shè)計同步進行，其中涂裝專業(yè)模型包含所有工藝設(shè)備及管線，建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)模型包含所有主要構(gòu)件，機電模型為所有干管及重要支管，本次BIM設(shè)計主要解決管線及設(shè)備之間的碰撞干涉問題，因此模型深度等級為不低于LOD 200。

3.2BIM應(yīng)用情況

(1)實時模型整合及三維校審

由于工藝模型數(shù)據(jù)量巨大，因此在項目初期，涂裝專業(yè)與土建機電專業(yè)按照以往設(shè)計經(jīng)驗分開建模，這種協(xié)同方式的前提是必須具有成熟穩(wěn)定的前期方案設(shè)計，待雙方模型完成至70%左右的階段，將模型轉(zhuǎn)為NWC格式，并在Navisworks中進行合并檢查，發(fā)現(xiàn)并解決問題，直至設(shè)計結(jié)束。項目內(nèi)部模型如圖4所示。

(2)族庫建設(shè)

根據(jù)汽車工業(yè)廠房業(yè)務(wù)特點，按照專業(yè)、功能及特性，依據(jù)國家標準及常用設(shè)備樣本，定制了參數(shù)化企業(yè)標準族庫，族文件不僅包含幾何信息，同時包含非幾何信息以及二維表達符號，符合工程設(shè)計及建設(shè)需要，提高了模型搭建、后續(xù)設(shè)計變更以及后期出圖的效率。

(3)綠色設(shè)計

在本項目方案設(shè)計階段中，對建筑物進行了一系列綠色模擬分析(圖5)，如：日照分析、風速分析、風向分析、臨界照度分析、光控照明節(jié)能分析、全自然采光百分比分析等。通過模擬分析，更多的利用被動措施，減少主動措施，提升建筑設(shè)計合理性，降低使用消耗。

(4)工藝仿真

本項目工藝設(shè)備排布密集，在車間的一層及二層有多級立體物流，為保證40萬輛整車生產(chǎn)綱領(lǐng)，對車間生產(chǎn)工藝節(jié)拍進行工藝仿真模擬，確定工藝方案合理性及可實施性，改善工藝設(shè)計流程，解決工藝瓶頸，合理設(shè)置工藝節(jié)拍。

(5)二次開發(fā)

由于行業(yè)的特殊性，為提高BIM效率，針對汽車工業(yè)廠房設(shè)計進行大量的二次開發(fā)，基于Revit平臺及Navisworks軟件，形成了建筑專業(yè)快速方案布置、結(jié)構(gòu)輕鋼標準廠房結(jié)構(gòu)體系快模、機電設(shè)備及管線設(shè)計及調(diào)整批處理、工程量清單統(tǒng)計、機電設(shè)備三維標注等一系列插件，并開發(fā)了集項目管理、樣板管理、族庫管理、資料管理、軟件管理于一體的基于Web的企業(yè)BIM管理平臺，可以使項目參與方不需安裝任何軟件就能實時了解項目信息。

4應(yīng)用效果

通過運用BIM技術(shù)，在模型的應(yīng)用過程中針對設(shè)計中的重點、難點進行模擬，尋找更加合理的設(shè)計解決方案。三維模型為二維圖紙?zhí)峁┝藢徍伺c校驗，并為二維圖紙的深化設(shè)計提供幫助。本次BIM設(shè)計，將工藝設(shè)備模型與BIM模型整合在一起，解決了工廠設(shè)計中常見的管線碰撞問題，并對重要管線進行優(yōu)化設(shè)計，將大部分的施工現(xiàn)場臨時變更在設(shè)計階段進行有效消除。項目設(shè)備及機電模型如圖6所示。

5總結(jié)

5.1創(chuàng)新點

通過將土建機電模型與工藝模型結(jié)合，有效打破傳統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞的瓶頸。對模型進行碰撞檢查、虛擬漫游，在施工未進行時優(yōu)化管線排布，減少設(shè)計誤差，極大的節(jié)約了施工周期與成本。

5.2經(jīng)驗教訓

項目的前期組織與策劃是三維協(xié)同成功與否的關(guān)鍵，通過制定企業(yè)BIM標準，以規(guī)范BIM設(shè)計人員，對模型的深入利用至關(guān)重要。工廠設(shè)計不同于民用建筑設(shè)計，項目參與方較民用建筑項目更多，制約因素更加復雜，因此在工廠設(shè)計中BIM的深度應(yīng)用方面仍有更長的路要走。

參考文獻

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[5]寶琦.基于BIM的工業(yè)建筑協(xié)同設(shè)計[M]. 工業(yè)建筑， 2010(S1).

BIM Design of Painting Workshop for SGMW (ChongQing)

Gong Weiwei， Shen Yu

(InformationArchitectureEngineeringDivisionofAutomotiveEngineeringCorporation，Tianjin300119,China)

Key Words：BIM; Industrial Building; Automobile Industry; Value; Discovery

Abstract:Many successful BIM design case can be studied and referred to in project survey and design for civil building. According to the requirements of China 2025 Strategy for digitalized factory and the industrial building, BIM application in industrial building is still at its starting stage and has a long way to go. The value of BIM design has been proven in the real application for different stages in SGMW CHONGQING Project. The main values of BIM design include changing the traditional cooperative design mode, improving the result-oriented procedure, and valuing the delivery through BIM. Through the article, we try to find a way for BIM design and the full life cycle applications of automobile industrial building.

【作者簡介】龔巍煒(1975-)，男，高級工程師，主要研究方向：BIM應(yīng)用與管理；

【中圖分類號】TU17

【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-7461(2016)02-0044-04

沈禹(1980-)，男，高級工程師，主要研究方向：BIM流程與標準。