正在建設(shè)的浙江中煙工業(yè)有限公司杭州制造部“十一五”易地技術(shù)改造項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱杭煙技改項(xiàng)目)是我國(guó)煙草行業(yè)第一家按照“三星級(jí)”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建設(shè)的“綠色工房”。這個(gè)項(xiàng)目不僅投資巨大、工程復(fù)雜、專業(yè)要求高，要求符合“綠色、環(huán)保”的設(shè)計(jì)理念以及現(xiàn)代、簡(jiǎn)約的設(shè)計(jì)風(fēng)格，而且要求在設(shè)計(jì)技術(shù)、手段選用和工程項(xiàng)目管理上同樣體現(xiàn)創(chuàng)新理念。

該項(xiàng)目一期工程總建筑面積為30萬(wàn)平方米，包含18個(gè)子項(xiàng)目，其中聯(lián)合工房單體建筑面積近18萬(wàn)平方米。如此龐大的設(shè)計(jì)規(guī)劃，對(duì)設(shè)計(jì)單位中機(jī)六院而言是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

在工程設(shè)計(jì)方面，項(xiàng)目以科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新為出發(fā)點(diǎn)，采取了屋面綠化、光導(dǎo)管自然采光、廢棄物為原料的建筑材料、工藝排風(fēng)余熱回收、可再生能源綜合利用等十多項(xiàng)技術(shù)措施，初步預(yù)計(jì)可節(jié)能15%以上，年節(jié)水20萬(wàn)噸，碳年減排25000噸以上。

盡管中機(jī)六院在建院之后完成的工程項(xiàng)目多達(dá)1萬(wàn)余項(xiàng)，并獲得多種榮譽(yù)，但杭煙技改項(xiàng)目的業(yè)主提出了不同以往的更高起點(diǎn)要求，不僅要求盡量在工期短、任務(wù)重的情況下拿出高質(zhì)量的設(shè)計(jì)圖紙，最大限度降低錯(cuò)漏碰缺現(xiàn)象，同時(shí)更專門為數(shù)字工廠后期運(yùn)維的需要設(shè)立了三維綜合信息管理系統(tǒng)子項(xiàng)。由于采用了以Autodesk Revit為主的三維設(shè)計(jì)軟件，中機(jī)六院項(xiàng)目組最終拿出了符合業(yè)主期望的完美設(shè)計(jì)模型和統(tǒng)一的信息化系統(tǒng)架構(gòu)。

選擇BIM作為平臺(tái)

杭煙技改項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)方是中機(jī)六院，其創(chuàng)建于1951年，2000年并入中國(guó)機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司，定位是以技術(shù)服務(wù)為主的科技型全球子公司，業(yè)務(wù)范圍涵蓋30多個(gè)行業(yè)，包括工業(yè)、民用、市政和環(huán)境工程領(lǐng)域的咨詢、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、管理、代建和總承包。研究院現(xiàn)有1800多名從業(yè)人員，是國(guó)內(nèi)機(jī)床工具和無(wú)機(jī)非金屬材料兩個(gè)行業(yè)唯一的專業(yè)設(shè)計(jì)院，更是煙草、鑄造、重礦、工程機(jī)械行業(yè)與民用建筑領(lǐng)域中的設(shè)計(jì)強(qiáng)院。

中機(jī)六院副院長(zhǎng)李國(guó)順介紹說(shuō)：“基于設(shè)計(jì)院的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)考慮，在此次設(shè)計(jì)中，我們選擇了基于BIM的Revit三維設(shè)計(jì)軟件。對(duì)于BIM的利用和研發(fā)，我院并不陌生。2003年，我們以技術(shù)儲(chǔ)備為原則開始接觸歐特克公司的Revit等相關(guān)軟件，堅(jiān)持相關(guān)的產(chǎn)品培訓(xùn)和試點(diǎn)應(yīng)用;截至2006年，我院一直處于對(duì)BIM技術(shù)的探索階段;2007-2008年之間，我院進(jìn)入對(duì)BIM技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用階段。”

為了提高煙草行業(yè)項(xiàng)目中綜合管線的設(shè)計(jì)質(zhì)量，中機(jī)六院主動(dòng)嘗試多專業(yè)協(xié)同應(yīng)用，并最終選擇了在Autodesk Revit軟件搭建的BIM平臺(tái)上嘗試卷煙工廠所有專業(yè)的三維協(xié)同設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)每年兩輪集中的培訓(xùn)和項(xiàng)目組的實(shí)施培訓(xùn)，中機(jī)六院開始在生產(chǎn)中進(jìn)行項(xiàng)目試點(diǎn)，并將Revit軟件納入到對(duì)新員工的培訓(xùn)當(dāng)中。正是由于中機(jī)六院的技術(shù)積累和實(shí)踐摸索，他們才得以中標(biāo)杭煙技改項(xiàng)目中的三維綜合信息系統(tǒng)項(xiàng)目，而該項(xiàng)目的核心正是基于BIM。

BIM是未來(lái)方向

對(duì)于中機(jī)六院而言，BIM是用三維信息模型搭建的貫穿整個(gè)工程建設(shè)，乃至工程全生命周期的工具，它將業(yè)主、施工企業(yè)和使用者在設(shè)計(jì)過(guò)程、施工安裝過(guò)程和最終運(yùn)行過(guò)程中的需求提煉出來(lái)，并納入到一個(gè)體系中。這種流程和工作方法與過(guò)去傳統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中互相割裂的體系完全不同。這也是為什么在杭煙技改項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，中機(jī)六院選擇BIM的主要原因。

李國(guó)順副院長(zhǎng)認(rèn)為，BIM是設(shè)計(jì)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在過(guò)去，設(shè)計(jì)從手工制圖轉(zhuǎn)向了二維制圖，這是制圖工具的轉(zhuǎn)變。而到了BIM時(shí)代，設(shè)計(jì)行業(yè)選擇了三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，這不僅僅是應(yīng)用工具的轉(zhuǎn)變，更是觀念的轉(zhuǎn)變，它即將成為工程建設(shè)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，促使整個(gè)設(shè)計(jì)的流程發(fā)生變化。

在過(guò)去，設(shè)計(jì)圖紙出來(lái)之后，設(shè)計(jì)院都要求相關(guān)的設(shè)計(jì)人員與業(yè)主以及施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)交底，即和施工企業(yè)溝通、解釋所交付圖紙中的細(xì)節(jié)。即使這么做，信息溝通仍存在不順暢和信息丟失的可能。而采用BIM技術(shù)之后，所有信息都可以集中在Revit軟件搭建的平臺(tái)中，可以通過(guò)三維模型直觀地展現(xiàn)出來(lái)。這種模型展示可讓業(yè)主更為直觀和簡(jiǎn)便的看到包括建筑物理空間尺寸、施工安裝資料、運(yùn)維情況等全方位的完整信息。

制定標(biāo)準(zhǔn) 迎難而上

聚焦杭煙技改項(xiàng)目的BIM應(yīng)用，業(yè)主方和中機(jī)六院共同的創(chuàng)新追求是推動(dòng)項(xiàng)目順利實(shí)施的重要影響因素。

浙江中煙工業(yè)有限公司杭州制造部主任張思榮博士對(duì)卷煙企業(yè)信息化和工業(yè)化的融合應(yīng)用有著透徹的認(rèn)識(shí)，作為浙江大學(xué)工程圖學(xué)專業(yè)的博士和中國(guó)煙草學(xué)會(huì)信息化專業(yè)委員會(huì)委員，他敏銳地捕捉到BIM技術(shù)對(duì)于卷煙廠的重要作用，主動(dòng)要求在實(shí)施時(shí)引入BIM技術(shù)，要基于BIM技術(shù)創(chuàng)建集成的信息系統(tǒng)，服務(wù)于數(shù)字工廠的運(yùn)營(yíng)管理。根據(jù)浙江中煙工業(yè)有限公司杭州制造部高級(jí)工程師汪炎平的具體建議，在這個(gè)項(xiàng)目中設(shè)立三維綜合信息管理系統(tǒng)，包括初始設(shè)計(jì)階段的建模、綜合管線的設(shè)計(jì)優(yōu)化，施工階段的模擬配合以及施工過(guò)程當(dāng)中的變更控制，并在最終竣工的三維模型中完整體現(xiàn)設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程的信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期的可視化管理。

如何搭設(shè)這樣一個(gè)全新的系統(tǒng)架構(gòu)，這讓中機(jī)六院的設(shè)計(jì)人員又是興奮，又倍感壓力。而Autodesk三維設(shè)計(jì)平臺(tái)與技術(shù)支持服務(wù)為中機(jī)六院完成此項(xiàng)目提供了信心。

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于建筑物是異形建筑，模型建立過(guò)程中要?jiǎng)?chuàng)建大量不規(guī)則構(gòu)件(如弧形梁、弧形窗、異形柱)，Revit Architecture所提供的強(qiáng)大族功能使得不規(guī)則構(gòu)件的創(chuàng)建非常便利;對(duì)于比較規(guī)則的樓層，巧妙運(yùn)用Revit Architecture軟件中的剖面框，對(duì)模型進(jìn)行批量修改，能夠?qū)崿F(xiàn)省時(shí)又省力;在各專業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，并利用Revit和 Navisworks中的沖突碰撞分析功能，對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了全面的碰撞檢測(cè)分析，確保了項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少了設(shè)計(jì)變更和工程返工。

中機(jī)六院杭煙技改項(xiàng)目BIM技術(shù)負(fù)責(zé)人劉瑩介紹說(shuō)：“這其實(shí)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。之前，我們?cè)谄渌袠I(yè)做過(guò)BIM的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，但從沒有做過(guò)如此龐大的系統(tǒng)。細(xì)數(shù)一下，該項(xiàng)目有四大系統(tǒng)，分別是土建系統(tǒng)、工藝系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，下屬18個(gè)子項(xiàng)，每個(gè)子項(xiàng)又包含有大大小小30個(gè)子系統(tǒng)。”

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中最大的挑戰(zhàn)是項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并不是很健全。如果沒有這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)，那么，設(shè)計(jì)人員也沒有辦法建立標(biāo)準(zhǔn)的物理模型架構(gòu)，軟件開發(fā)人員更無(wú)法對(duì)物理模型進(jìn)行管理和信息擴(kuò)展。同時(shí)面臨的難點(diǎn)還包括，需要重建基礎(chǔ)的構(gòu)件庫(kù)，如何將突發(fā)事件反映在項(xiàng)目的變更控制中等。

中機(jī)六院項(xiàng)目組的設(shè)計(jì)人員開始從源頭做起。首先，他們規(guī)劃形成完整的信息系統(tǒng)架構(gòu)與開發(fā)部署方案，并在內(nèi)部制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，一方面逐步積累標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)，同時(shí)通過(guò)完善內(nèi)部制度，規(guī)范化操作，形成優(yōu)化的工作流程和開發(fā)實(shí)施流程。還制定了現(xiàn)場(chǎng)管線顏色標(biāo)準(zhǔn)、階段工作報(bào)告制度與現(xiàn)場(chǎng)會(huì)做流程等制度。

其次，創(chuàng)建開發(fā)了一個(gè)三維管理信息協(xié)同平臺(tái)，通過(guò)技術(shù)手段達(dá)到產(chǎn)權(quán)保護(hù)和信息共享的雙重目的，以便充分發(fā)揮基于BIM模型可視化特點(diǎn)進(jìn)行多方參與溝通的作用。

第三，開發(fā)實(shí)現(xiàn)模型遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)推送、實(shí)時(shí)更新功能，在施工階段讓項(xiàng)目所有參與者(業(yè)主、施工方、項(xiàng)目管理方、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和BIM開發(fā)團(tuán)隊(duì))及時(shí)看到工程進(jìn)展和設(shè)計(jì)變更的情況。

從2009年10月開始，該項(xiàng)目正式啟動(dòng)建設(shè)。目前，有些區(qū)域已經(jīng)開始設(shè)備安裝，有些區(qū)域正在完成土建工程。業(yè)主杭煙技改項(xiàng)目組將模型與現(xiàn)場(chǎng)的施工對(duì)比之后，認(rèn)為：“基本與預(yù)期吻合，很直觀、很方便、有幫助。”

收獲經(jīng)驗(yàn)

項(xiàng)目的設(shè)計(jì)平臺(tái)搭建好了之后，中機(jī)六院又針對(duì)庫(kù)管理做了開發(fā)工作。在這之前，項(xiàng)目組也針對(duì)庫(kù)管理做了一些標(biāo)準(zhǔn)工作。他們希望以后能將這些標(biāo)準(zhǔn)編制成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高提升企業(yè)三維軟件的應(yīng)用效率。

劉瑩強(qiáng)調(diào)說(shuō)，在這個(gè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和BIM團(tuán)隊(duì)是并行工作的，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)互相溝通，及時(shí)交流信息。除了技術(shù)協(xié)作手段之外，溝通主要是靠管理機(jī)制的約束，促使他們?cè)谌绱她嫶蟮捻?xiàng)目中，始終保持進(jìn)度一致。

通過(guò)杭煙技改這個(gè)龐大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，中機(jī)六院項(xiàng)目組的體會(huì)是設(shè)計(jì)人員普遍提高了Revit軟件以及Navisworks軟件的應(yīng)用技巧，包括如何與其他軟件相互結(jié)合應(yīng)用。更為重要的是，他們了解了BIM項(xiàng)目組建的組織形式及工作流程，為日后承接類似的項(xiàng)目積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。

在這個(gè)項(xiàng)目之前，中機(jī)六院并沒有專業(yè)的BIM設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，BIM技術(shù)應(yīng)用是散布在各個(gè)專業(yè)當(dāng)中。在此項(xiàng)目中，中機(jī)六院特別專門建立了一個(gè)專職團(tuán)隊(duì)，在研發(fā)、經(jīng)驗(yàn)分享方面獲得了更多的技術(shù)以及管理方面的經(jīng)驗(yàn)，促使整個(gè)團(tuán)隊(duì)在三維軟件方面上了一個(gè)臺(tái)階。

在BIM團(tuán)隊(duì)成員的心目中，理想的BIM應(yīng)該是：從前期方案階段就能夠準(zhǔn)確獲取業(yè)主所有的需求信息映射到設(shè)計(jì)模型中，然后通過(guò)優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)最好的方案設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)與施工階段，內(nèi)外協(xié)調(diào)一致，所有的參與方(如設(shè)計(jì)方、施工方、項(xiàng)目管理方、業(yè)主方)的信息都在BIM模型中進(jìn)行溝通，最終完成整體移交。