“三维数控”的实际运用_开题报告

   自从2002年建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）进入工程建设业，到今天已有十多年的历史，目前在全球范围内被誉为建设业改革的革命力量，并得到广泛的认可。但是早在30年前BIM的概念已经被提出，所以也可以看出其发展也是较漫长的。BIM起源于美国，美国国家的BIM标准必然会对BIM推广有一定程度的影响。查询维基百科给出BIM的定义可以发现参考了美国BIM的标准。随着全世界经济、技术不断得发展，在英国、德国、日本等国家和地区BIM技术进行推广和应用。在国外的发展状况中，我只选择美国和英国作为BIM技术国家发展的典型。首先，在美国很早就研究BIM技术并进行后来的推广，BIM在其发展水平状况代表世界先进的水平，把它作为代表无可厚非。其次，英国虽然比美国研究BIM技术较晚，但是其研究的成果很先进甚至在某些方面超过了美国，其强大的研究能力不容小觑。从以上两点基本可以说明外国BIM技术的发展现状。

   1、 可视化：可视化即“所见所得”的形式对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的，例如经常拿到的施工图纸，只是各个构建的信息在图纸上的采用线条绘制表达，但是真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说，这种想象业未尝不可，但是现在建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了，所以BIM提供给了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构建形成一种三维的立体实物图形象展示在人们的面前。

    2、 协调性：这个方面是建筑业中的重点内容。不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相关配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各个有关人员组织起来开协调会议，找出个施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。

  3、  模拟性：模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模拟，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物，在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。例如节能模拟，紧急疏散模拟、日照模拟、热能传到模拟等。在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模拟加项目的发展时间）也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工，同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制）从而来实现成本控制。后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式模拟。例如地震人员逃生模拟，及消防人员疏散模拟等。

   4、  优化性：事实上整个设计、施工。运营的过程就是一个不断优化的过程，当然优化和BIM也不存在实质性的必须联系。但在BIM的基础上可以更好地做优化。优化受三样东西的制约：信息复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑的实际存在的信息，包括集合信息，物理信息，规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度。参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限。BIM及与配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。目前基于BIM的优化可以做下面的工作。

  5、项目方案优化：把项目设计和投资回报分析结合起来。设计变化时投资回报的影响可以实时计算出来，这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

特殊项目的设计优化：例如裙楼、幕坪、屋顶，大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大、施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。

 6、可出图性：BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸及一些构件加工的图纸，而是通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出如下图纸：

（1）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）

（2）综合结构留洞图（预埋套管图）

（3）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

 7、效果图及动画展示：利用BIM强大的建模、宣染、动画技术能够随着项目的进展得到高质量动态效果图和动画展示，而不是局限于某一阶段的几张静态效果图几段动画而已，如果设计发生变更，制作的效果图和动画也随之变化，可以让施工管理人员很清楚了解项目的轮廓有一个整体印象。

BIM在机电安装工程中的应用

1、碰撞分析：机电安装工程最容易造成经济损的，往往就是返工，规模越大的项目，设备管线越多，管线错综复，碰撞冲突也越容易出现，返工的可能性就越大，一旦出现返工，工期、经济损失都会出现，而BIM正是解决碰撞冲突的高手，通过BIM 可全面检测管线之间，管线与设备、土建及其他专业之间的所有碰撞的问题，反馈给各专业设计人员进行调整，在理论上可消除所有管线碰撞问题。   

2、管线综合：机电安装工程由各个专业组成，通过BIM三维技术，把各个专业综合起来基于BIM技术可视化，模拟化的特点，业主及项目团队可以椐据现场施行实际情况进行综合管线模拟，优化，从而进一步提升物资管理，成本管理，现场施工管理的精细化的水平。

3、为构件预制加工提供模型参数：通过BIM三维技术，能够依据BIM成果的深度和详细程度，为各专业的施工和安装提供准确的构件信息和定位尺寸等相关数据，最终达到构件预制、加快工期、降低施工成本的目的。

4、设备安装模拟仿真演示：在施工过程中，大量的管道及机械设备各往往会因为各种因素的变化，很容易会出现设备运输受阻，吊运时洞口尺寸偏小，设备安装空间不足等问题，通过BIM三纵论信息模型，进行实况的模拟，快捷有效地增加任意位置的模型剖面图，从而掌握更多的可行性数据，为工程实际安装阶段的工作和设备的选型提供更有价值的信息参考和指导。

5、物业管理信息化：在预备交付给业主的BIM成果中，包含了大量准确的工程和设备信息，这些信息能够通过电子文件进行长期保存。

展望

最近几年BIM（建筑信息模型）在建筑行业的应用越来越广泛，它是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为建模的基础进行建筑模型的建立，与传统模式相比3D-BIM的优势明显，它可以使建筑工程在早期设计阶段就发现后期真正施工阶段所会出现的各种问题来提前处理，为后期活动打下坚固的基础，在后期施工时能作为施工的实际指导，也可作为可行性指导，以提供合理的施工方案及人员、材料使用的合理配置，从而来最大范围的实现资源合理运用、提高效率、减少风险。BIM将会给国内建筑业带来一次巨大变更。

研究简介：

本工程名为浙江中烟工业有限责任公司宁波卷烟厂“十二五”易地技术改造项目联合工房机电安装工程。位于宁波市奉化经济开发区三横工业园北部、宁波竹产业工业园西侧地块，场地东至汇诚路、南抵蕸浦路、西达盛源北路、北接顺浦路。建设规模为，本厂房为丙类生产厂房，结构形式为混合结构建筑，厂房生产车间主体部分设计采用大柱网空间的网架结构，局部采用砼框架结构，建筑高度为23.1米，东西长413米，南北宽354米，总建筑面积约16万平方米，占地面积约12.99万平方米。本工程专业繁多，管线复杂（有空调风管、排风管、排烟风管、除尘风管、排潮风管、蒸汽管、凝结水管、空压管、真空管、软水管、加压自来水管、消防水管、喷淋管以及动力、照明桥架、弱电桥架等）。

参考文献：

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