BIM技术在钢铁工业中的应用
时间：2021-01-28 04:02:15 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：“BIM”现已成为建筑行业中的热词，其相对于传统设计的优势十分明显。但限于我国现有国情和行业状况，在钢铁行业中的大部分设计院所及施工单位的实际应用推广中，受到体制、专业划分及项目特点的限制，BIM技术还没有得到广泛和系统的应用。但在对成本和质量控制、设计和施工精度、人性化和环保要求越来越苛刻的今天，BIM技术的应用无疑是未来发展之路上必须跨过的一个门槛。
关键词：BIM（建筑信息模型）；协同设计；信息化；钢铁行业
1 BIM的概念
1.1 BIM的定义
BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称。美国乔治亚技术学院的Chuck Eastman博士于30年前提出的BIM概念：“建筑信息模型综合了所有的几何模型信息、功能要求和构建性能，将一个建筑项目整个申明周期内的所有信息整理到一个独立的建筑模型中，而且还包括施工进度、建造过程、维护管理等过程信息。”[1]
美国标准对BIM的定义为：一个三维数字化技术，是集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特征的数字化表达[2]。
1.2 BIM的特点
1.2.1 模型信息的关联性。信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和健壮性。
1.2.2 模型信息的完备性。除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等。
1.2.3 模型信息的一致性。在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免了信息不一致的错误。[3]
2 BIM技术在我国钢铁行业中的发展现状及问题
自2004年BIM技术的应用软件引入我国以来，但钢铁行业中对其应用的推广和普及程度并不理想。特别是陷于传统思维理念和制度体制，无法顺利的推行多专业跨部门的、从设计到施工再到生产维护的全周期正意上的BIM概念。究其原因本人概括如下。
2.1 技术上的原因
技术人员习惯于传统的设计模式，在繁忙的工作中不能系统的学习并接受BIM这一全新的概念，在实际设计施工等流程中更无法实践这一技术。并且BIM应用软件大都是国外的，于国内现行规范及标准不能很好的结合，在图纸表达方式上也不同于国内习惯，实用性不高。
2.2 国内行业特点上的原因
国内钢铁项目从立项到上马再到投产，其对于工程进度上的要求远远大于对工程精度上。此外，极低的现场变更改造成本，导致国内业主对于前期的设计的精细化和系统化要求不高，在保证安全及基本工艺要求的前提之下，以项目进度为一次要素，对于人性化要求、各专业间的协同以及设计与施工的充分衔接等方面上的深入优化便不细究。客观上也不可能允许设计施工方花大量的时间进行精雕细刻。
2.3 国内企业制度上的原因
国内的钢铁行业设计单位的专业划分，大都是前苏联模式的沿用。上游专业与下游专业之间的界限及分工非常明确，这就导致在专业间的衔接处往往问题颇多。而目前的BIM软件大都是源于欧美，其专业的划定及配合方式是以项目为核心，专业间协同非常紧密。这对我国钢铁行业设计单位的制度创新也提出了新的挑战。
3 BIM技术优势
3.1 在工程设计方面
三维设计，模型直观清晰，所见即所得。3D模型可自动生成图纸文档等设计成果，且模型与设计成果内部数据相关，当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新；设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关联关系，当某个对象发生变化时，与之关联的对象随之变化。实现不同专业设计之间的信息共享。各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，避免数据冗余、歧义和错误。实现各专业之间的协同设计。某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象会随之更新。实现虚拟设计和智能设计。实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。
3.2 在施工管理方面
实现集成项目交付IPD.（IntegratedProjectDelivery）管理。把项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全周期，利用BIM技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。实现动态、集成和可视化的4D施工管理。将建筑物及施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工 资源和场地布置信息集成一体，建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。实现项目各参与方协同工作。项目各参与方信息共享，基于网络 实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。实现虚拟施工。在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建 造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测，包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。
3.3 在运营维护管理方面
综合应用GIS技术，将BIM与维护管理计划相链接，实现构筑物的维护及设备的实时监控相集成的智能化和可视化管理。基于BIM进行运营阶段的能耗分析和节能控制。结合运营阶段的环境影响和灾害破坏，针对结构损伤、材料劣化及灾害破坏，进行建筑结构安全性、耐久性分析与预测。
4 如何在钢铁行业中推广BIM技术的应用
BIM技术作为未来计算辅助设计的基础性技术，其重要性和优势不言而喻。随着我国对项目成本控制要求的日益提高，在钢铁行业摆脱落后粗放型生产方式向精细化转变的过程中，BIM技术的应用必将得到更广阔的应用与发展，也将是未来行业发展的必然趋势。而现阶段如何跟好的应用BIM技术是，并将其与自身现有优势结合起来，便是摆在我们眼前的问题。
在软件上仅仅依赖国外应用软件是不够的，其目前不能完全满足国内设计规范的要求。我国钢铁行业内有条件的单位必须就自身的行业特点形成有自身特色、适合本行业特征的应用软件。同时也要形成自己行业的BIM数据标准。没有足够技术力量的单位，也可积极与软件商沟通协作，促使其软件结合自身需求进行改良。目前在国家“十一五”科技攻关计划中已经包含了BIM技术应用软件的研究课题，以推动我国企业发展自身技术。
生成及管理方式上，要改革现有的专业分工及管理体制，结合钢铁行业自身特点，着眼于项目的全周期，注重过程细节、打破专业壁垒。实现在设计-施工-维护全过程中，多专业协同、多关节紧扣的生产方式。
5 结束语
BIM技术在钢铁行业中的应用，是继平面CAD代替图板后的又一次革命。它将颠覆原有的概念和体制，实现传统平面设计无法实现的目的。相信随着BIM相关理论和技术的发展，其对于钢铁行业未来的发展将起到深远的影响。
参考文献
[1]曹铭.基于IFC标准的建筑工程信息集成及4D施工管理研究[D].北京：清华大学土木工程系，2005.
[2]王 .BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[D].西南交通大学，2011.
[3]郑聪.基于BIM的建筑集成化设计研究[D].中南大学，2012.
