BIM技术在机械工程设计中的应用探析

龚世艳

摘  要：BIM技术属于一种特殊的软件技术，广泛应用于我国的设计领域和建筑领域。近年来，机械工程设计板块也加大了BIM技术的应用力度。如：现代的工程设计不只是以二维形式来对空间范围进行划分，而且可以通过BIM技术软件进行一定程度的3D模型创立，再加上BIM和当下绝大多数的3D软件有着很强的兼容性，可以让设计师以三维模型为基础，凭借其三维协同和集成优势，配合可视化，以此来帮助设计师对机械工程设计的问题和体态进行更完整的分析。

关键词：BIM技术;机械工程;总体布局;工艺方案;应用

引言

BIM技术是继CAD应用后的一次建筑业技术革命，设计成果的精细化可以无限接近于建筑成果，对项目设计的直观性、建设项目成本、质量及工期等因素的控制将发挥不可替代的作用。在机械工程设计在应用BIM技术，可以简化协作，节省成本，并通过对象动画演示，使项目各参与方更好地审阅和沟通项目细节，弥补机械工程设计中的不足，对机械工程设计水平起到积极的促进作用，也对机械行业技术水平提升产生重要影响。

1 BIM技术

BIM全名是建筑信息模型技术，是基于模型的智能化流程，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。依靠BIM技术，能让设计师对模型进行初步的设计和构建。最大的特色在于建筑模型内所携带的大量信息，使得整个技术节点具备可操作、可协调、可沟通，不仅运用在设计中，还牵涉到工程的作业流程与全生命周期信息的管理，为项目参与各方提供协同工作的平台、创建可视化效果、以三维方式展示设计理念，加强对项目结果的控制。最关键的一点，就是BIM技术本身由于是搭载于计算机内部的，这使得BIM技术所设计的各种重要数据是可以实时存放到计算机库当中的，因此，当设计师想要对该数据进行调用时，可以第一时间从计算机的数据库中进行快速检索和抽取，以此来方便设计师进行后续的深化设计和其他机械工程设计项目。

2 BIM技术应用现状

随着我国科学信息技术的快速发展，计算机技术与数字化技术已经席卷了多个行业，并且在行业发展中起到了重要的作用。对于机械工程设计行业而言，若想在激烈的市场中占据重要的地位，就必须对自身的设计能力进行改革、创新，以推动其发展，进而带动企业综合竞争实力的提升。BIM是当前工程建设行业中炙手可热的技术，正以势如破竹之势席卷整个工程建设行业。大量机械工程设计人员考虑将现代化技术融入到设计中，与建筑、结构、设备等不同的专业在BIM协同平台平行设计，团队化工作，对各专业在设计过程中出现的碰撞、不协调等问题及时作出调整，以此来提高出图质量，缩减设计周期。而且BIM作为计算机辅助设计软件，其可借助虚拟模式的构建来给予设计人员发挥想象力的机会，并在一定程度上提高了机械设备的配合度，提高设计成果科学合理性，同时提高了机械工程的应用水平，这对于社会效益与经济效益的提升意义重大。

3 BIM技术在机械工程设计中的应用

3.1 BIM技术在机械工程总体布局图中的应用

随着BIM技术的兴起，越来越多的机械工程应用BIM技术，以解决不同工程阶段所面临的问题。在机械工程总体布局图设计过程中，各专业设计师制作地形、建筑、结构、设备、管线路等模型，对真实现场进行仿真，检查厂区道路、车间内部、设备之间间距和空间是否满足要求，完成各专业内的局部调整和专业间的协同，推动设计师和用户探索并优化设计，改善项目参与方之间的协作;并且可从BIM三维模型中自动提取并生成项目详细工程图和平剖图，提升其质量与准确性，更快地准备图纸，并随时修订更新，消除手动统计，有效提高工作效率、节省资源、降低成本。

3.2 BIM技术在机械工艺方案模拟优化方面的应用

在机械工程的工艺方案设计过程中，各设备及管线的布置方案是影响生产效率的重要环节。有的工艺方案可能会占用更大的作业空间，影响人员作业空间和作业安全和整洁美观;有的工艺方案会增加物流距离、管线、能源消耗，有的工艺方案会造成远期运维成本等。通过BIM在工艺方案模拟优化方面进行深化设计，可以直观对比不同方案中各设备、管线、与建筑、空间的接口关系，检查综合管线是否出现交叉碰撞，同时也能找到故障问题存在的地方，大大降低故障发生的概率。此外，BIM技术可以将工艺方案中各个设备的数据分项，在整体的角度上进行数据分析，有效提高了设计人员的工作效率，减轻了设计人员的工作负担，同时可以综合评价各个工艺方案的优劣，为项目参与方选择最佳方案。

3.3 BIM技术在机械工程建模中的应用

在BIM技术应用之前，机械工程设计技术人员只能够依赖于传统的纸质绘制方式来进行设计方案的设计，不仅会花费大量的人力、物力与时间，同时，还可能会因局部错误而导致整个方案需要推翻重新进行绘制，得不偿失。除此之外，传统的绘制方法使得设计方案不易长时间保存，即使工作人员设计完善效果良好也无法避免其在应用时仍然保持清晰的状态。在这种情况下，BIM技术的出现，使得实体设计理念成为了现实，且其并非利用传统的数学线条来将整个设计图表示出来，而是利用建模软件来将整个机械工程设计进行了三维可视化优化调整，以动态地形式展示出来，使得设计人员可直观地了解到整个机械工程设计中所需要打孔、焊接以及切削等预留孔洞部分，可更正原二维设计图纸中孔洞少留、漏留、错留等现象，得到准确的预留孔洞尺寸和位置，减少甚至避免后期设备管线安装过程中，因预留孔洞位置不准确造成的二次打凿甚至返工，保证美观。与此同时，对于实施技术操作人员来说，一些无法用语言表达清楚的内容也可通过BIM技术展示出来，让操作人员更加确切地了解到设计图纸中所有内容，确保设计方案最优并可直接应用于施工指导。

3.4 BIM技术在机械工程设计中的应用趋势

虽然BIM技术已经全面使用在机械工程设计领域中，不过仍需要不断完善，尤其是在工艺平面布置图中，部分设备的空间位置只是符号化表达，布置方案也是原理性示意，无法直接应用于施工指导。因此在现场安装过程中，往往依靠作业人员的现场经验进行安装，导致现场安装顺序比较混乱，安装方案的合理性也有待商榷。未来BIM技术的应用会以智能化与网络化为主，尤其是智能时代的到来，促使BIM技术更加全面，其功能也会更为完善，不仅对绘图、建模有帮助，还能实现有限元分析软件的对接。当下需要加大对BIM中的功能研究与关键技术研究，促使其向着智能化方向发展，尤其是与Autodesk Revit和Navisworks等软件的融合，可以借助该机械模型分析，满足机械模型的信息管理、自动化产生图形及报表、工程仿真及设施维护管理等功能，改善以往在机械工程设计中的问题，从而促进机械工程设计的有利发展。

结束语

综上所述，BIM技术在我国当下的机械工程设计中有着极为重要的地位和作用，克服了二维图纸存在的问题，强化了工程设计和施工单位之间的联系，提高了机械工程设计的全面性和准确性。对此，为了更好地加强BIM技术在我国机械工程设计中的应用成效，需要针对实际的应用情况进行仔细分析，以此来促进我国机械工程设计的进一步发展。

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