圖1  項目全景圖

在工程設計方面，項目以科技進步和技術創(chuàng)新為出發(fā)點，采取了屋面綠化、光導管自然采光、廢棄物為原料的建筑材料、工藝排風余熱回收、可再生能源綜合利用等十多項技術措施，初步預計可節(jié)能15%以上，年節(jié)水20萬噸，碳年減排25000噸以上。

盡管中機六院在建院之后完成的工程項目多達1萬余項，并獲得多種榮譽，但杭煙技改項目的業(yè)主提出了不同以往的更高起點要求，不僅要求盡量在工期短、任務重的情況下拿出高質量的設計圖紙，最大限度降低錯漏碰缺現(xiàn)象，同時更專門為數(shù)字工廠后期運維的需要設立了三維綜合信息管理系統(tǒng)子項。由于采用了以Autodesk Revit為主的三維設計軟件，中機六院項目組最終拿出了符合業(yè)主期望的完美設計模型和統(tǒng)一的信息化系統(tǒng)架構。

選擇BIM作為平臺

杭煙技改項目的工程設計方是中機六院，其創(chuàng)建于1951年，2000年并入中國機械工業(yè)集團有限公司，定位是以技術服務為主的科技型全球子公司，業(yè)務范圍涵蓋30多個行業(yè)，包括工業(yè)、民用、市政和環(huán)境工程領域的咨詢、設計、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，是國內機床工具和無機非金屬材料兩個行業(yè)唯一的專業(yè)設計院，更是煙草、鑄造、重礦、工程機械行業(yè)與民用建筑領域中的設計強院。

中機六院副院長李國順介紹說：“基于設計院的競爭優(yōu)勢考慮，在此次設計中，我們選擇了基于BIM的Revit三維設計軟件。對于BIM的利用和研發(fā)，我院并不陌生。2003年，我們以技術儲備為原則開始接觸歐特克公司的Revit等相關軟件，堅持相關的產(chǎn)品培訓和試點應用；截至2006年，我院一直處于對BIM技術的探索階段；2007-2008年之間，我院進入對BIM技術的試點應用階段。”

為了提高煙草行業(yè)項目中綜合管線的設計質量，中機六院主動嘗試多專業(yè)協(xié)同應用，并最終選擇了在Autodesk Revit軟件搭建的BIM平臺上嘗試卷煙工廠所有專業(yè)的三維協(xié)同設計。經(jīng)過每年兩輪集中的培訓和項目組的實施培訓，中機六院開始在生產(chǎn)中進行項目試點，并將Revit軟件納入到對新員工的培訓當中。正是由于中機六院的技術積累和實踐摸索，他們才得以中標杭煙技改項目中的三維綜合信息系統(tǒng)項目，而該項目的核心正是基于BIM。

BIM是未來方向

對于中機六院而言，BIM是用三維信息模型搭建的貫穿整個工程建設，乃至工程全生命周期的工具，它將業(yè)主、施工企業(yè)和使用者在設計過程、施工安裝過程和最終運行過程中的需求提煉出來，并納入到一個體系中。這種流程和工作方法與過去傳統(tǒng)設計環(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目設計中，中機六院選擇BIM的主要原因。

李國順副院長認為，BIM是設計行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。在過去，設計從手工制圖轉向了二維制圖，這是制圖工具的轉變。而到了BIM時代，設計行業(yè)選擇了三維參數(shù)化設計軟件，這不僅僅是應用工具的轉變，更是觀念的轉變，它即將成為工程建設領域的一場革命，促使整個設計的流程發(fā)生變化。

在過去，設計圖紙出來之后，設計院都要求相關的設計人員與業(yè)主以及施工單位進行設計交底，即和施工企業(yè)溝通、解釋所交付圖紙中的細節(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技術之后，所有信息都可以集中在Revit軟件搭建的平臺中，可以通過三維模型直觀地展現(xiàn)出來。這種模型展示可讓業(yè)主更為直觀和簡便的看到包括建筑物理空間尺寸、施工安裝資料、運維情況等全方位的完整信息。

制定標準 迎難而上

聚焦杭煙技改項目的BIM應用，業(yè)主方和中機六院共同的創(chuàng)新追求是推動項目順利實施的重要影響因素。

浙江中煙工業(yè)有限公司杭州制造部主任張思榮博士對卷煙企業(yè)信息化和工業(yè)化的融合應用有著透徹的認識，作為浙江大學工程圖學專業(yè)的博士和中國煙草學會信息化專業(yè)委員會委員，他敏銳地捕捉到BIM技術對于卷煙廠的重要作用，主動要求在實施時引入BIM技術，要基于BIM技術創(chuàng)建集成的信息系統(tǒng)，服務于數(shù)字工廠的運營管理。根據(jù)浙江中煙工業(yè)有限公司杭州制造部高級工程師汪炎平的具體建議，在這個項目中設立三維綜合信息管理系統(tǒng)，包括初始設計階段的建模、綜合管線的設計優(yōu)化，施工階段的模擬配合以及施工過程當中的變更控制，并在最終竣工的三維模型中完整體現(xiàn)設計和建設過程的信息，實現(xiàn)項目全生命周期的可視化管理。

如何搭設這樣一個全新的系統(tǒng)架構，這讓中機六院的設計人員又是興奮，又倍感壓力。而Autodesk三維設計平臺與技術支持服務為中機六院完成此項目提供了信心。

在實際設計過程中，由于建筑物是異形建筑，模型建立過程中要創(chuàng)建大量不規(guī)則構件（如弧形梁、弧形窗、異形柱），Revit Architecture所提供的強大族功能使得不規(guī)則構件的創(chuàng)建非常便利；對于比較規(guī)則的樓層，巧妙運用Revit Architecture軟件中的剖面框，對模型進行批量修改，能夠實現(xiàn)省時又省力；在各專業(yè)設計過程中應用Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設計，并利用Revit和 Navisworks中的沖突碰撞分析功能，對本項目進行了全面的碰撞檢測分析，確保了項目設計質量，減少了設計變更和工程返工。

中機六院杭煙技改項目BIM技術負責人劉瑩介紹說：“這其實是一個很好的機會。之前，我們在其他行業(yè)做過BIM的設計和應用，但從沒有做過如此龐大的系統(tǒng)。細數(shù)一下，該項目有四大系統(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個子項，每個子項又包含有大大小小30個子系統(tǒng)。”

在項目實施過程中最大的挑戰(zhàn)是項目的基礎數(shù)據(jù)和相關標準并不是很健全。如果沒有這些規(guī)范和標準作為指導，那么，設計人員也沒有辦法建立標準的物理模型架構，軟件開發(fā)人員更無法對物理模型進行管理和信息擴展。同時面臨的難點還包括，需要重建基礎的構件庫，如何將突發(fā)事件反映在項目的變更控制中等。

中機六院項目組的設計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)架構與開發(fā)部署方案，并在內部制定標準和規(guī)范，一方面逐步積累標準構件庫，同時通過完善內部制度，規(guī)范化操作，形成優(yōu)化的工作流程和開發(fā)實施流程。還制定了現(xiàn)場管線顏色標準、階段工作報告制度與現(xiàn)場會做流程等制度。

其次，創(chuàng)建開發(fā)了一個三維管理信息協(xié)同平臺，通過技術手段達到產(chǎn)權保護和信息共享的雙重目的，以便充分發(fā)揮基于BIM模型可視化特點進行多方參與溝通的作用。

第三，開發(fā)實現(xiàn)模型遠程實時推送、實時更新功能，在施工階段讓項目所有參與者（業(yè)主、施工方、項目管理方、設計團隊和BIM開發(fā)團隊）及時看到工程進展和設計變更的情況。

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

收獲經(jīng)驗

項目的設計平臺搭建好了之后，中機六院又針對庫管理做了開發(fā)工作。在這之前，項目組也針對庫管理做了一些標準工作。他們希望以后能將這些標準編制成企業(yè)標準，提高提升企業(yè)三維軟件的應用效率。

劉瑩強調說，在這個項目中，設計團隊和BIM團隊是并行工作的，這兩個團隊互相溝通，及時交流信息。除了技術協(xié)作手段之外，溝通主要是靠管理機制的約束，促使他們在如此龐大的項目中，始終保持進度一致。

通過杭煙技改這個龐大的設計項目，中機六院項目組的體會是設計人員普遍提高了Revit軟件以及Navisworks軟件的應用技巧，包括如何與其他軟件相互結合應用。更為重要的是，他們了解了BIM項目組建的組織形式及工作流程，為日后承接類似的項目積累了大量的經(jīng)驗。

在這個項目之前，中機六院并沒有專業(yè)的BIM設計團隊，BIM技術應用是散布在各個專業(yè)當中。在此項目中，中機六院特別專門建立了一個專職團隊，在研發(fā)、經(jīng)驗分享方面獲得了更多的技術以及管理方面的經(jīng)驗，促使整個團隊在三維軟件方面上了一個臺階。

在BIM團隊成員的心目中，理想的BIM應該是：從前期方案階段就能夠準確獲取業(yè)主所有的需求信息映射到設計模型中，然后通過優(yōu)化分析，實現(xiàn)最好的方案設計。在設計與施工階段，內外協(xié)調一致，所有的參與方（如設計方、施工方、項目管理方、業(yè)主方）的信息都在BIM模型中進行溝通，最終完成整體移交。

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