文／張念喆、趙丹峰 中國核電工程有限公司 北京 100000

葉軍楚、吳巍 中國核工業(yè)第五建設有限公司 上海 201500

引言：

BIM 技術在核電工程中的應用價值顯著，一是通過BIM 技術實現(xiàn)核電工程的全生命周期管理，包括設計、建設、運營和維護等各個階段的數(shù)據(jù)管理和協(xié)同工作；二是利用BIM 技術進行核電工程的3D 可視化模擬，實現(xiàn)對建筑、構(gòu)件和設備等的精細化建模和管理；三是通過BIM 技術實現(xiàn)核電工程的信息集成和共享，促進各個部門之間的協(xié)同工作和信息交流；四是利用BIM 技術進行核電工程的安全管理和風險評估，提高核電工程的安全性和可靠性。BIM 技術在核電工程中的應用實踐為核電工程的管理和運營提供了強有力的支持和保障。下文對此進行簡要闡述。

1.核電工程特點

核電工程是一種高技術含量的大型工程，具有以下特點：第一，風險性高。核電工程是一種高風險的工程，工程需要經(jīng)過嚴格的安全審查和評估，采用最先進的安全措施和技術，確保核電站的安全運行。此外，核電工程的設計和施工過程中，還需要考慮到可能出現(xiàn)的各種意外情況，采取相應的措施和應急預案，以確保核電站的安全性。第二，技術含量高。核電工程是一種高技術含量的工程，需要采用最先進的技術和設備。核電工程中涉及到的技術包括核反應堆的設計、核燃料的制備、輻射防護、核廢料處理等方面，需要具備高度的專業(yè)知識和技能。此外，核電工程還需要采用最新的信息技術，如BIM 技術、人工智能等，以提高工程的管理效率和質(zhì)量。第三，投資周期長。核電工程是一種大型投資項目，需要投入大量的資金和資源。核電工程的建設周期長，通常需要數(shù)年時間，涉及到的投資金額也非常龐大。此外，核電工程還需要考慮到其長期運營和維護的成本，包括人員、設備、燃料、安全措施等方面的費用。因此，核電工程需要進行全面的經(jīng)濟評估和風險分析，以確保其投資回報和長期運營的可行性[1]。

2.BIM 技術概述

BIM 技術是一種基于計算機互聯(lián)網(wǎng)技術的三維立體化管理系統(tǒng)，其應用范圍廣泛，包括建筑、土木工程、機電工程等領域。BIM 技術通過數(shù)字化建模，實現(xiàn)對工程項目全生命周期的管理，包括設計、建設、運營和維護等各個階段的數(shù)據(jù)管理和協(xié)同工作。BIM 技術可以將建筑模型的信息進行自動化、科技化的整理和處理，為工程設計者提供準確、可靠的信息數(shù)據(jù)，從而提高設計效率和質(zhì)量。隨著BIM 技術的不斷創(chuàng)新和完善，其整理核電工程模型信息的技術越發(fā)自動化、科技化。BIM 技術能夠有效結(jié)合高科技手段，處理分析信息并建立相應對核電工程設計有利的信息庫。這樣可以為設計核電工程模型的工作人員減輕工作難度，方便他們收集想要的信息數(shù)據(jù)，并節(jié)省大量的時間精力。同時，BIM 技術的信息更為準確，有助于核電工程設計者的信息收集及處理工作。將BIM 技術廣泛應用到核電工程設計工作中，可以在最大程度上保證信息的準確度，并合理利用高科技手段以減輕工作人員的工作量。這有助于引導核電工程的發(fā)展逐漸趨向于科技化、自動化，提高核電工程的現(xiàn)代化發(fā)展水平，促進核電工程可持續(xù)性發(fā)展，進而促進社會經(jīng)濟水平的提升。BIM 技術的應用，對核電工程的發(fā)展具有重要的推動作用[2]。

3.BIM 技術的特點

3.1 視覺化和匹配性

BIM 技術可以幫助設計人員將核電工程的設計內(nèi)容以三維模型的形式進行呈現(xiàn)，從而提高了設計效果的視覺化水平。這樣一來，設計人員可以更加直觀地了解核電工程的立體結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)工作的高效開展。另外，隨著核電工程的不斷發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)的日益復雜，核電工程設計的難度也越來越大。而BIM 技術的出現(xiàn)，使得設計人員能夠快速地設計出復雜的核電工程結(jié)構(gòu)圖，從而提高了設計效率。同時，BIM 技術還能夠讓核電工程設計內(nèi)容與設計標準進行高效匹配，從而減少設計錯誤和施工問題的出現(xiàn)。BIM 技術的視覺化和匹配性特點，為核電工程的設計和施工提供了強有力的支持和保障，促進了核電工程的發(fā)展和進步。

3.2 模擬性和改善性

BIM 技術具有模擬性和改善性特點，能夠幫助設計人員進行真實的輻射模擬，從而了解核電工程結(jié)構(gòu)的輻射情況，并測算出核電工程的輻射防護效果。特別是在招投標工作中，設計人員可以利用BIM 技術進行有效的設計，從而提高方案的可行性。BIM 技術的改善性特點也非常明顯，能夠利用數(shù)據(jù)實現(xiàn)方案的及時修改，從而提高核電工程設計的數(shù)據(jù)化水平。設計人員可以通過BIM 技術對設計方案進行多次修改和優(yōu)化，從而逐步實現(xiàn)最優(yōu)設計方案。這樣一來，不僅可以提高核電工程設計的質(zhì)量，還能夠節(jié)約時間和成本，提高工作效率。BIM 技術的模擬性和改善性特點為核電工程的設計和施工提供了強有力的支持和保障，為核電工程的發(fā)展和進步提供了重要的技術支持[3]。

3.3 實用性和完整性

BIM 技術的原理是利用數(shù)據(jù)實現(xiàn)高效、準確的設計，從而保證設計方案的質(zhì)量，讓方案更具有實用性。通過BIM 技術，設計人員可以利用數(shù)據(jù)進行精確的建模和分析，從而實現(xiàn)高效的設計和施工。其次，BIM 技術能夠?qū)υO計中使用的每個幾何圖形都進行細致介紹，提高了設計信息的完整性。設計人員可以通過BIM 技術對核電工程結(jié)構(gòu)進行詳細的模擬和分析，從而了解核電工程結(jié)構(gòu)的各個方面，包括材料、尺寸、構(gòu)造等等。這些信息的完整性為后續(xù)方案施工提供了有利條件，可以減少施工過程中的錯誤和問題，提高工作效率和質(zhì)量。

4.核電工程中BIM 技術的應用要點

4.1 在成本管理中的應用

在BIM 技術的基礎平臺中，設計人員可以清晰理解核電工程施工的進度和平臺設計，直觀掌握核電工程施工內(nèi)容和投資成本信息，并能夠根據(jù)核電工程施工進度設計具體的項目投資需求規(guī)劃。同時，BIM 技術在現(xiàn)實運用過程中也能夠充分發(fā)揮其模型集成性、仿真性等多功能優(yōu)點，對施工管理的各階段數(shù)據(jù)信息加以采集、綜合并將大數(shù)據(jù)分析成果傳遞至管理部門之中，為管理者在宏觀層面上對項目投資實施的統(tǒng)籌管理提供了信息技術支撐，達到對施工管理各階段資金成本投入的有效控制，從而達到了節(jié)省施工成本投資的目的。以BIM 技術為基礎的成本系統(tǒng)可以自動匯總核電工程項目成本核算數(shù)據(jù)，并對其進行歸納和分類，從而形成了多維度的參數(shù)成本參數(shù)信息庫，以強化對核電工程項目管理過程的成本管控。BIM 技術在核電工程的成本管理中能夠提高管理效率，降低成本，為核電工程的發(fā)展和進步提供了重要的技術支持[4]。

4.2 在進度管理中的應用

首先，BIM 技術可以實現(xiàn)施工管理可視化效果，能夠模擬核電工程動態(tài)施工，確定適合節(jié)點搭配計劃。通過數(shù)字化監(jiān)控和4D 進度模擬處理，可以明確施工過程中潛在的安全隱患，在施工之前進行相應的調(diào)整。其次，BIM 技術可以提高信息利用率，三維可視化模型達到核電工程信息共享的效果，減小對項目信息過載、信息流失方面的影響。這樣一來，可以更好地協(xié)調(diào)和管理工程進度，確保項目的順利進行。BIM 技術可以達到構(gòu)件生產(chǎn)精細化的目的，明確核電工程構(gòu)件尺寸并提高核電工程構(gòu)件工廠精細化生產(chǎn)的效率。通過應用BIM 技術模擬施工進度，可以借助4D 模型檢查施工進度，明確建筑信息綜合模型、模擬核電工程吊裝過程、搭接過程，便于合理布置核電工程場地，提高施工效率。BIM 技術的應用可以優(yōu)化核電工程的進度管理，實現(xiàn)高效施工[5]。

4.3 在質(zhì)量管理中的應用

建模前，建筑項目各參與主體可以在BIM 平臺上，對項目模型設計發(fā)表看法和意見，以共同參與設計的方式，促進各方交流與合作。同時，在模型數(shù)據(jù)庫中完成對設計方案圖紙的會審，這種方式既可以大大節(jié)約所需成本，又能保證項目設計效率和質(zhì)量。通過BIM 技術完成對三維模型的碰撞優(yōu)化，并將實際生產(chǎn)構(gòu)件和BIM 模型數(shù)據(jù)庫形成對比，確保生產(chǎn)構(gòu)件是符合要求的。例如，在某核電工程中，采用BIM 技術實現(xiàn)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量管理。通過BIM 技術的應用，可以實現(xiàn)對施工過程中的質(zhì)量控制，包括鋼筋的數(shù)量、位置、間距等方面的精準控制，避免了施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，提高了施工的質(zhì)量和效率。BIM 技術可以應用于施工工序管理。在BIM 技術的作用下，可以對各個施工工序完成相應的質(zhì)量管理，在保證技術質(zhì)量的同時，嚴控流程的規(guī)范性，建立工序質(zhì)量控制點，對一些重點環(huán)節(jié)做到特別關注。

4.4 在安全管理中的應用

應用BIM 技術可以大幅度提高風險控制效果，有助于現(xiàn)場施工安全性的提升。BIM 技術在安全管理中的應用可以體現(xiàn)在以下幾個方面：在核電工程施工作業(yè)前期階段，應該規(guī)劃與設定細致全面的制度體系，制度體系是創(chuàng)設在細致精確的信息數(shù)據(jù)前提下的。通過BIM 技術的應用，可以大范圍收集與整合資料信息，借助計算機展開數(shù)據(jù)信息的處理，刪除重復的、陳舊的信息。這樣一來，可以有效打破時間與空間方面的限制與影響，全面性多角度地展示數(shù)據(jù)信息，為安全管理提供更好的支持。BIM 技術可以強化核電工程施工單位同行之間的交互溝通，降低不必要的時間資源耗費，規(guī)避工作中產(chǎn)生失誤情況，確保核電工程有序順利展開，有效解決以往施工作業(yè)方式導致的缺陷問題，強化工程安全管理，規(guī)避安全事故出現(xiàn)。BIM 技術可以應用于安全風險評估。通過BIM 技術的應用，可以對核電工程施工中可能出現(xiàn)的安全風險進行評估，并制定相應的風險控制措施，從而提高施工安全性。

5.核電工程中BIM 技術的應用實踐

5.1 利用BIM 技術進行深化設計

為了進一步提高核電工程的質(zhì)量和效率，可以采用BIM 技術進行深化設計。通過合理利用BIM 技術，可以對核電系統(tǒng)的各個管線進行數(shù)字化排布和模擬，從而制定出更加合理的施工方案和管線模型。通過BIM技術的應用，可以實現(xiàn)對管線碰撞、凈高等方面的自動檢查和優(yōu)化，提高管線排布的合理性和準確性。相比傳統(tǒng)的管線深化設計方式，采用BIM 技術進行深化設計可以大大提高工作效率和準確性，為核電工程的建設和運營提供更加可靠的技術支持。傳統(tǒng)的管線深化設計方式主要是通過對CAD 圖紙的疊加和調(diào)整來實現(xiàn)管線排布的優(yōu)化。這種方式不僅工作內(nèi)容復雜，而且工作效率較低。而采用BIM 技術進行深化設計，可以實現(xiàn)對管線的數(shù)字化建模和模擬，通過軟件系統(tǒng)自動化地進行碰撞、凈高等方面的檢查和優(yōu)化，從而大大提高工作效率和準確性。通過BIM 技術的應用，可以實現(xiàn)對施工方案和管線模型的數(shù)字化輸出，為后續(xù)工程施工活動的開展提供指導和支持[6]。

5.2 利用BIM 技術優(yōu)化安裝方案

在傳統(tǒng)的核電安裝工程中，BIM 技術的應用主要是通過室內(nèi)計算機輔助操作來實現(xiàn)的，但由于計算機難以運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，導致BIM 技術的優(yōu)勢難以得到充分發(fā)揮。此外，項目施工人員需要在不同圖層進行提前規(guī)劃，增大了現(xiàn)場施工的難度。在項目施工過程中，各種外界因素的干擾和突發(fā)情況的出現(xiàn)，也會導致人力、財力和物力的浪費。為了解決這些問題，需要采用新的BIM 技術，結(jié)合網(wǎng)絡信息和移動設備，實現(xiàn)對核電安裝工程的全程跟蹤和優(yōu)化。

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和科學技術水平的提升，BIM 技術得以和網(wǎng)絡信息相互結(jié)合，有效彌補了傳統(tǒng)BIM 技術的缺陷。通過移動設備對BIM 模型的讀取，可以實現(xiàn)對BIM 數(shù)據(jù)模型的動態(tài)化全程跟蹤，及時了解核電安裝的實時情況。此外，移動設備中存儲有專業(yè)模型，可以對現(xiàn)場施工中涉及到的信息進行綜合對比，提高物核電設施設備安裝質(zhì)量和效率。通過移動設備的應用，可以實現(xiàn)對安裝方案的優(yōu)化，提高安裝工程的質(zhì)量和效率。

5.3 利用BIM 技術進行施工布置

首先，BIM 技術可以對施工流程進行優(yōu)化。通過BIM 技術，可以將施工過程進行數(shù)字化模擬和優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，從而優(yōu)化施工流程。例如，在模型中對設備進行組裝和安裝，可以預測施工過程中可能出現(xiàn)的問題和瓶頸，提前解決問題，避免施工延誤和質(zhì)量問題。其次，BIM 技術可以實現(xiàn)施工現(xiàn)場的綜合管理。通過BIM 技術，可以將施工現(xiàn)場的各種信息進行數(shù)字化管理，包括施工進度、施工質(zhì)量、施工人員、設備和材料等。通過數(shù)字化管理，可以實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的實時監(jiān)控和管理，提高施工現(xiàn)場的管理效率和質(zhì)量。最后，BIM 技術可以優(yōu)化庫存管理。在核電工程施工中，需要大量使用設備和材料，因此庫存管理非常重要。通過BIM 技術，可以實現(xiàn)對庫存的數(shù)字化管理，包括庫存量、庫存位置、庫存狀態(tài)等。通過數(shù)字化管理，可以實現(xiàn)對庫存的實時監(jiān)控和管理，避免材料浪費和庫存過多的問題，提高庫存管理的效率和質(zhì)量。例如，在某核電工程中，采用BIM 技術實現(xiàn)對設備和材料的數(shù)字化管理，通過數(shù)字化管理，可以實現(xiàn)對設備和材料的實時監(jiān)控和管理，避免浪費和庫存過多的問題，提高庫存管理的效率和質(zhì)量。

5.4 利用BIM 技術進行碰撞檢測

BIM 技術可以實現(xiàn)核電工程線路的數(shù)字化設計和模擬。通過BIM 技術，可以將線路的各個構(gòu)件進行數(shù)字化建模，然后通過模擬軟件進行數(shù)字化模擬，以檢查線路中可能存在的碰撞問題。通過數(shù)字化模擬，可以預測核電工程線路在實際施工中可能出現(xiàn)的問題，從而提前解決問題，降低施工風險。BIM 技術可以實現(xiàn)線路碰撞檢查的自動化。通過BIM 技術，可以將線路的各個構(gòu)件進行數(shù)字化管理，然后通過碰撞檢查軟件進行自動化檢查。通過自動化檢查，可以快速、準確地檢查線路中可能存在的碰撞問題，從而提高線路碰撞檢查的效率和準確性。BIM 技術在核電工程線路碰撞檢查中的應用可以為建筑行業(yè)帶來更多的機遇和挑戰(zhàn)。隨著BIM 技術的不斷發(fā)展和完善，它將成為核電工程線路碰撞檢查中不可或缺的重要工具。

結(jié)語：

綜上所述，在核電工程中，BIM 技術的應用已經(jīng)成為了一種趨勢。通過BIM 技術的應用，可以實現(xiàn)對核電工程的數(shù)字化建模和模擬，提高工程的管理效率和質(zhì)量。同時，BIM 技術還可以實現(xiàn)對核電工程的全程跟蹤和優(yōu)化，提高工程的安全性和經(jīng)濟性。在實踐中，BIM 技術已經(jīng)被廣泛應用于核電工程的各個領域，取得了顯著的成果。隨著BIM 技術的不斷發(fā)展和應用，核電工程的建設和運營將會迎來更加廣闊的發(fā)展空間。未來，BIM 技術將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用，為核電工程的建設和運營提供更加可靠的技術支持。在全球范圍內(nèi)的核電工程建設和運營中，BIM技術將會發(fā)揮越來越重要的作用，為人類社會的發(fā)展和進步做出更大的貢獻。