BIM技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用探析

龔世艷

摘 ?要：BIM技術(shù)屬于一種特殊的軟件技術(shù)，廣泛應(yīng)用于我國的設(shè)計領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域。近年來，機械工程設(shè)計板塊也加大了BIM技術(shù)的應(yīng)用力度。如：現(xiàn)代的工程設(shè)計不只是以二維形式來對空間范圍進行劃分，而且可以通過BIM技術(shù)軟件進行一定程度的3D模型創(chuàng)立，再加上BIM和當下絕大多數(shù)的3D軟件有著很強的兼容性，可以讓設(shè)計師以三維模型為基礎(chǔ)，憑借其三維協(xié)同和集成優(yōu)勢，配合可視化，以此來幫助設(shè)計師對機械工程設(shè)計的問題和體態(tài)進行更完整的分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);機械工程;總體布局;工藝方案;應(yīng)用

引言

BIM技術(shù)是繼CAD應(yīng)用后的一次建筑業(yè)技術(shù)革命，設(shè)計成果的精細化可以無限接近于建筑成果，對項目設(shè)計的直觀性、建設(shè)項目成本、質(zhì)量及工期等因素的控制將發(fā)揮不可替代的作用。在機械工程設(shè)計在應(yīng)用BIM技術(shù)，可以簡化協(xié)作，節(jié)省成本，并通過對象動畫演示，使項目各參與方更好地審閱和溝通項目細節(jié)，彌補機械工程設(shè)計中的不足，對機械工程設(shè)計水平起到積極的促進作用，也對機械行業(yè)技術(shù)水平提升產(chǎn)生重要影響。

1 BIM技術(shù)

BIM全名是建筑信息模型技術(shù)，是基于模型的智能化流程，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具。依靠BIM技術(shù)，能讓設(shè)計師對模型進行初步的設(shè)計和構(gòu)建。最大的特色在于建筑模型內(nèi)所攜帶的大量信息，使得整個技術(shù)節(jié)點具備可操作、可協(xié)調(diào)、可溝通，不僅運用在設(shè)計中，還牽涉到工程的作業(yè)流程與全生命周期信息的管理，為項目參與各方提供協(xié)同工作的平臺、創(chuàng)建可視化效果、以三維方式展示設(shè)計理念，加強對項目結(jié)果的控制。最關(guān)鍵的一點，就是BIM技術(shù)本身由于是搭載于計算機內(nèi)部的，這使得BIM技術(shù)所設(shè)計的各種重要數(shù)據(jù)是可以實時存放到計算機庫當中的，因此，當設(shè)計師想要對該數(shù)據(jù)進行調(diào)用時，可以第一時間從計算機的數(shù)據(jù)庫中進行快速檢索和抽取，以此來方便設(shè)計師進行后續(xù)的深化設(shè)計和其他機械工程設(shè)計項目。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國科學信息技術(shù)的快速發(fā)展，計算機技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)席卷了多個行業(yè)，并且在行業(yè)發(fā)展中起到了重要的作用。對于機械工程設(shè)計行業(yè)而言，若想在激烈的市場中占據(jù)重要的地位，就必須對自身的設(shè)計能力進行改革、創(chuàng)新，以推動其發(fā)展，進而帶動企業(yè)綜合競爭實力的提升。BIM是當前工程建設(shè)行業(yè)中炙手可熱的技術(shù)，正以勢如破竹之勢席卷整個工程建設(shè)行業(yè)。大量機械工程設(shè)計人員考慮將現(xiàn)代化技術(shù)融入到設(shè)計中，與建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等不同的專業(yè)在BIM協(xié)同平臺平行設(shè)計，團隊化工作，對各專業(yè)在設(shè)計過程中出現(xiàn)的碰撞、不協(xié)調(diào)等問題及時作出調(diào)整，以此來提高出圖質(zhì)量，縮減設(shè)計周期。而且BIM作為計算機輔助設(shè)計軟件，其可借助虛擬模式的構(gòu)建來給予設(shè)計人員發(fā)揮想象力的機會，并在一定程度上提高了機械設(shè)備的配合度，提高設(shè)計成果科學合理性，同時提高了機械工程的應(yīng)用水平，這對于社會效益與經(jīng)濟效益的提升意義重大。

3 BIM技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在機械工程總體布局圖中的應(yīng)用

隨著BIM技術(shù)的興起，越來越多的機械工程應(yīng)用BIM技術(shù)，以解決不同工程階段所面臨的問題。在機械工程總體布局圖設(shè)計過程中，各專業(yè)設(shè)計師制作地形、建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管線路等模型，對真實現(xiàn)場進行仿真，檢查廠區(qū)道路、車間內(nèi)部、設(shè)備之間間距和空間是否滿足要求，完成各專業(yè)內(nèi)的局部調(diào)整和專業(yè)間的協(xié)同，推動設(shè)計師和用戶探索并優(yōu)化設(shè)計，改善項目參與方之間的協(xié)作;并且可從BIM三維模型中自動提取并生成項目詳細工程圖和平剖圖，提升其質(zhì)量與準確性，更快地準備圖紙，并隨時修訂更新，消除手動統(tǒng)計，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本。

3.2 BIM技術(shù)在機械工藝方案模擬優(yōu)化方面的應(yīng)用

在機械工程的工藝方案設(shè)計過程中，各設(shè)備及管線的布置方案是影響生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)。有的工藝方案可能會占用更大的作業(yè)空間，影響人員作業(yè)空間和作業(yè)安全和整潔美觀;有的工藝方案會增加物流距離、管線、能源消耗，有的工藝方案會造成遠期運維成本等。通過BIM在工藝方案模擬優(yōu)化方面進行深化設(shè)計，可以直觀對比不同方案中各設(shè)備、管線、與建筑、空間的接口關(guān)系，檢查綜合管線是否出現(xiàn)交叉碰撞，同時也能找到故障問題存在的地方，大大降低故障發(fā)生的概率。此外，BIM技術(shù)可以將工藝方案中各個設(shè)備的數(shù)據(jù)分項，在整體的角度上進行數(shù)據(jù)分析，有效提高了設(shè)計人員的工作效率，減輕了設(shè)計人員的工作負擔，同時可以綜合評價各個工藝方案的優(yōu)劣，為項目參與方選擇最佳方案。

3.3 BIM技術(shù)在機械工程建模中的應(yīng)用

在BIM技術(shù)應(yīng)用之前，機械工程設(shè)計技術(shù)人員只能夠依賴于傳統(tǒng)的紙質(zhì)繪制方式來進行設(shè)計方案的設(shè)計，不僅會花費大量的人力、物力與時間，同時，還可能會因局部錯誤而導(dǎo)致整個方案需要推翻重新進行繪制，得不償失。除此之外，傳統(tǒng)的繪制方法使得設(shè)計方案不易長時間保存，即使工作人員設(shè)計完善效果良好也無法避免其在應(yīng)用時仍然保持清晰的狀態(tài)。在這種情況下，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，使得實體設(shè)計理念成為了現(xiàn)實，且其并非利用傳統(tǒng)的數(shù)學線條來將整個設(shè)計圖表示出來，而是利用建模軟件來將整個機械工程設(shè)計進行了三維可視化優(yōu)化調(diào)整，以動態(tài)地形式展示出來，使得設(shè)計人員可直觀地了解到整個機械工程設(shè)計中所需要打孔、焊接以及切削等預(yù)留孔洞部分，可更正原二維設(shè)計圖紙中孔洞少留、漏留、錯留等現(xiàn)象，得到準確的預(yù)留孔洞尺寸和位置，減少甚至避免后期設(shè)備管線安裝過程中，因預(yù)留孔洞位置不準確造成的二次打鑿甚至返工，保證美觀。與此同時，對于實施技術(shù)操作人員來說，一些無法用語言表達清楚的內(nèi)容也可通過BIM技術(shù)展示出來，讓操作人員更加確切地了解到設(shè)計圖紙中所有內(nèi)容，確保設(shè)計方案最優(yōu)并可直接應(yīng)用于施工指導(dǎo)。

3.4 BIM技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用趨勢

雖然BIM技術(shù)已經(jīng)全面使用在機械工程設(shè)計領(lǐng)域中，不過仍需要不斷完善，尤其是在工藝平面布置圖中，部分設(shè)備的空間位置只是符號化表達，布置方案也是原理性示意，無法直接應(yīng)用于施工指導(dǎo)。因此在現(xiàn)場安裝過程中，往往依靠作業(yè)人員的現(xiàn)場經(jīng)驗進行安裝，導(dǎo)致現(xiàn)場安裝順序比較混亂，安裝方案的合理性也有待商榷。未來BIM技術(shù)的應(yīng)用會以智能化與網(wǎng)絡(luò)化為主，尤其是智能時代的到來，促使BIM技術(shù)更加全面，其功能也會更為完善，不僅對繪圖、建模有幫助，還能實現(xiàn)有限元分析軟件的對接。當下需要加大對BIM中的功能研究與關(guān)鍵技術(shù)研究，促使其向著智能化方向發(fā)展，尤其是與Autodesk Revit和Navisworks等軟件的融合，可以借助該機械模型分析，滿足機械模型的信息管理、自動化產(chǎn)生圖形及報表、工程仿真及設(shè)施維護管理等功能，改善以往在機械工程設(shè)計中的問題，從而促進機械工程設(shè)計的有利發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在我國當下的機械工程設(shè)計中有著極為重要的地位和作用，克服了二維圖紙存在的問題，強化了工程設(shè)計和施工單位之間的聯(lián)系，提高了機械工程設(shè)計的全面性和準確性。對此，為了更好地加強BIM技術(shù)在我國機械工程設(shè)計中的應(yīng)用成效，需要針對實際的應(yīng)用情況進行仔細分析，以此來促進我國機械工程設(shè)計的進一步發(fā)展。

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