中海油海南码头BIM与数字化实施方案研究

摘要：BIM及数字信息技术是建筑业转型升级的技术支撑。基于企业实际资源情况，以中海油海南码头项目为例，探索以PDMS为核心软件，充分整合其它已有软件，达到在PDMS软件环境中实现建筑与其它专业进行三维协同并优化设计。后期对项目的工程信息进行数字化实施入库，有利于后续的工程维护及数字化深度扩展应用。

关键词：BIM；建筑信息模型；数字化；PDMS；三维协同设计

1.引言

建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础进行建筑模型的建立，并通过数字信息仿真模拟建筑物的真实信息 [1]。作为革命性的技术，BIM对建筑企业的信息化实施具有积极的促进作用，使建筑业管理由粗放型转向精细化，为传统建筑业的转型升级提供有力支撑。

在基于BIM技术的建筑全生命周期管理中，从开发到设计，施工和运维，需要多种类、多品牌的软件作为支撑[2]。BIM核心建模软件是BIM的基础，目前国际上主流的核心软件厂家有Autodesk、Bentley、Nemetschek、Dassaul等公司。由于涉及软件较多，要实施BIM就需要购置一定的软硬件、进行相关培训甚至需要招聘专门的人才。如何充分利用企业已有的资源和软件进行BIM实施并在此基础上与工程数字化相融合，是值得研究的课题。

2.基于企业实际的BIM实施方案研究

2.1企业概况

本公司对于多专业协同设计具有多年的实践经验；熟练应用多款相关软件进行设计工作，特別是PDMS软件，具备从数据库建立、协同设计、出图等全流程的设计能力。公司具有一支数字化实施队伍，并进行了多年的数字化实施，具备数字化实施的相关软硬件、人才和经验。

2.2软件情况

AVEVA PDMS 为一体化多专业集成布置设计数据库平台，可实现配管、设备、结构土建、暖通、电缆桥架、支吊架等各专业设计。各专业间充分关联联动，有利于解决各专业碰撞。建模后可直接生成布置图、单管图、配管ISO图、结构详图、支吊架安装图等，并抽取材料等报表。

目前在PDMS中土建专业可实现以下功能：

（1）参考数据库定制（混凝截面库、型钢库、材质库、埋件库、地脚螺栓库、结构防火材料库、设备基础型钢库、门窗库等）；

（2）基于土建标准功能，在PDMS布置模型，搭建混凝土体积；

（3）使用PDMS标准功能管道楼板开孔；

（4）定制材料报表，汇总统计混凝土体积或输出钢结构材料表；

（5）快速进行平台、楼梯、扶手等模型搭建；

（6）从三维模型生成布置图。实现管道、桥架、HVAC等多专业模板出图；智能调整标注位置；

（7）使用PDMS与PKPM的接口插件，避免重复建模；（需购买）

2.3方案概述

以PDMS为核心软件，利用PDMS扩展接口充分整合其它软件成果（如图1所示），达到在PDMS软件环境中实现建筑与其它专业协同并优化设计，并可为后期的施工建造提供模拟场景和辅助制定解决方案。基于中海油推行数字化的大环境，结合公司三维协同设计和数字化实施的优势和经验，制定本适合公司实际情况的BIM实施方案：以PDMS 为核心软件，进行三维协同设计，设计完成后进行数字化实施入库。

2.4存在问题

PDMS的优势在于工厂设计，特别是配管、钢结构、暖通、桥架等设计及优化，对于土建方面的功能不够强大，主要表现在：

（1）建模操作比较复杂，效率较低，特殊异形曲面和构件无法精确建模（需从其它软件导入）；

（2）其它软件导入的实体无法进行编辑和修改，且容量较大，容易造成软件系统卡死；

（3）无法进行土建方面的计算分析；

（4）出图不完全符合土建要求，需后期少量修改；

（5）PDMS导出其它格式需购买插件实现。

3.试点项目方案

3.1工程概况

以中海油海南码头为试点，参考数字化做法，进行以PDMS为核心软件的BIM及数字化实施尝试。包括两大部分内容：三维协同设计及数字化入库，涉及建筑、结构、工艺、设备、电气、仪表、结构、暖通、给排水等专业。

3.2前期准备工作

在试点项目实施前需进行前期的准备工作，主要工作有：

（1）进行BIM 及数字化的相关宣贯和培训，熟悉相关做法；

（2）对建模人员进行土建专业培训，了解土建专业设计全过程与相关需求，并能读懂相关图纸，理解设计意图；

（3）根据本项目实际情况扩充完善PDMS数据库；

（4）熟悉相关软件，如Sketchup、PKPM、Xsteel、AotuCAD等；

（5）根据需求购买相关插件。

3.2三维协同设计

在项目过程中，基于PDMS软件，采用PMDS软件中的土建模块功能，结合其它软件二次开发接口，并扩充完善PDMS数据库元件，实现在PDSM中进行土建、配管、暖通、桥架等多专业三维协同设计，以三维模型促进设计优化。主要工作包括：

（1）初步设计方案输入；

（2）PDMS系统配置及数据库完善；

（3）土建专业设计；

（4）电气、配管、暖通、桥架等多专业协同设计；

（5）碰撞检查及各设计优化；

（6）各专业设计图纸抽取；

（7）模型导出及应用（计算分析、效果图、动画制作等）。

在项目实施中，可达到以下效果：

（1）以三维设计辅助建筑方案设计；

（2）多专业协同设计，优化总体布置，解决碰撞；

（3）各专业出图；

（4）虚拟漫游，协助施工；

（5）效果图、动画广告制作；

（6）模型导出给其它软件使用。

3.3数字化实施入库

借鉴中海油数字化的成熟做法和经验，在项目后期进行数字化入库，实现工程资料和模型的关联查询[3]。主要工作包括：

（1）資料收集、整理

收集相关工程资料，必要时进行纸质版资料扫描及整理存档。

（2）关联关系表编制

对实施设备以及相对应的工程资料进行一一对应整理编写成关联关系表。

（3）三维模型完善

对三维模型进行

（4）智能P&ID绘制

根据已搜集到的工程资料、补充的设计文件并结合现场情况制智能P&ID 图。

（5）数据处理导入

对收集到的工程数据进行处理、 校验、上载到数据库中供后续在线使用。

4.结语

以PDMS作为核心软件进行BIM的实施，可以节省重新购置软硬件及培训等费用；在配管、暖通、桥架较多的建筑，非常有利于三维协同设计及碰撞检查，优化设计，缩短工期，减少浪费；BIM的实施极大提高项目实施全过程的效率，有效地提高项目管理水平；后续进行数字化入库管理，更有利于工程资料的长期保存及后续的关联应用以及数据的维护更新。

参考文献：

[1]王东，毛亮.BIM在非线性建筑设计中的应用【J】. 数字技术与应用，2013（12）：173-173.

[2]刘晴，王建平. 基于BIM技术的建设工程生命周期管理研究【J】. 土木建筑工程信息技术，2010，02（3）：40-45.

[3]王艳齐，俞勇，黄卫国，等.海洋石油在役设施数字化实施方法研究【J】.信息技术与标准化，2015（4）：70-72.

作者简介：

张森，男，1981年11月，2005年6月毕业，广东工业大学，机械设计制造及其自动化，学士学位，湛江南海西部石油勘察设计有限公司，机械工程师，从事完整性管理及设施数字化项目，广东省湛江市坡头区南调路1378号湛江南海西部石油勘察设计有限公司（524057）