BIM技术在宝钢湛江4200mm厚板工程的应用

1、中冶京诚工程技术有限公司从1998年以来，先后通过与AVEVA、中科辅龙、奔特力、欧特克、西门子等软件公司密切合作，在项目中陆续应用了PDMS、PDSOFT、Autopipe、Bentley、Revit、Inventor、Solid Edge、Navisworks、Autodesk360、Prosteel等三维设计软件，取得了丰硕的成果，但是BIM软件平台不统一。2015年公司正式决策统一BIM平台，2015年9月11日成立了京诚公司BIM领导小组，施设董事长任组长。经过充分调研，2016年4月6日，京诚公司与Bentley软件(北京)有限公司战略合作签约仪式，目前正处于软件培训和试用阶段，未

2、来对公司BIM设计水平的提升将产生深远的影响。宝钢湛江4200mm厚板工程总投资13.6亿元，其中建安合同11.8亿元（含运费），是特大型复杂工程。工程搬迁利用宝钢罗泾4200mm厚板产线的现有设备，通过技术改造和技术集成（非原拆原建）, 在湛江钢铁基地建设一个高效、高质量、低成本、环保的现代化4200mm厚板厂。湛江4200mm厚板工程搬迁、整修、改造利用原机械设备4.5万吨，分为24个标段。本工程采取“统一规划、分步实施”的建设原则，分两期建设。一期工程建设主线（包含板坯、加热炉、轧机区、冷床区、剪切线、精整区、成品区、轧辊间、变电所、水处理站、检化验等）、热处理线，生产规模为120万吨/

3、年。二期工程为预留发展项目，拟建设No.2剪切线、特厚板处理设备、No.3热处理线等设施，扩大产品的规格、品种范围，进一步提高产品的附加值。3.1 3.1 本工程为搬迁项目设计难度大本工程为搬迁项目设计难度大( (突出三维难度，后期改进增加点云技突出三维难度，后期改进增加点云技术术/ /三维扫描技术三维扫描技术) )有点跑题尽量扯到三维上来有点跑题尽量扯到三维上来本工程的主要设备采取搬迁利旧，经过整修或局部改造后可以达到新生产线的要求。本工程工艺设备总重72196吨，其中搬迁利旧66704吨，新增设备5492吨。充分利用现有设备及材料，降低项目的建设投资; ;本工程为设备搬迁利旧的建设工程，不

4、是简单地进行设备原拆原装，而是在罗泾4200mm厚板的现有设备、厂房及公辅设施的基础上，根据湛江钢铁基地提出的新要求、结合宝钢5000mm厚板产线和罗泾4200mm厚板产线生产过程中暴露的问题以及厚板生产技术的最新发展对原生产线进行升级改造，提出新的设计。湛江4200mm厚板工程既涉及到现有设备的搬迁、整修、改造，又涉及到新设备及新设施的建设，比全新成套设备工程更加复杂、技术难度更大。技术集成及技术总负责对项目的顺利实施、投产和达产将起着举足轻重的作用。3.1 3.1 技术集成难度大技术集成难度大本工程虽为搬迁项目，但不是简单地进行设备原拆原装。湛江4200mm厚板工程对原有车间工艺平面布置进

5、行了较大的优化与调整。除能利旧的设备外，其余工程建设内容与新建工程相同，均需要重新设计的主要设备采取搬迁利旧，经过整修或局部改造后可以达到新生产线的要求。本工程工艺设备总重72196吨，其中搬迁利旧66704吨，新增设备5492吨。充分利用现有设备及材料，降低项目的建设投资; ;本工程为设备搬迁利旧的建设工程，不是简单地进行设备原拆原装，而是在罗泾4200mm厚板的现有设备、厂房及公辅设施的基础上，根据湛江钢铁基地提出的新要求、结合宝钢5000mm厚板产线和罗泾4200mm厚板产线生产过程中暴露的问题以及厚板生产技术的最新发展对原生产线进行升级改造，提出新的设计。湛江4200mm厚板工程既涉及

6、到现有设备的搬迁、整修、改造，又涉及到新设备及新设施的建设，比全新成套设备工程更加复杂、技术难度更大。技术集成及技术总负责对项目的顺利实施、投产和达产将起着举足轻重的作用。3.2 3.2 介质管介质管道种类道种类多多，三维设计统筹规划难。，三维设计统筹规划难。 据统计，该项目中涉及的介质管线有几十种之多。比如，高炉煤气、氧气、天然气、蒸汽、高压氮气、低压氮气、压缩空气、液压、干油润滑、稀油润滑、油气润滑、静压导轨润滑、集中加油、废油收集、净环水、浊环水、空调水、生产消防水、软水、生活水、高压除鳞水、废水等，各类介质管线纵横交错，三维设计统筹规划的难度很大。 3.3 3.3 项目涉及专业多，专业

7、之间项目涉及专业多，专业之间协同协同难。难。 项目中涉及的专业有：轧钢工艺、设备、流体、管道、热力、水道、消防水、通风、燃气、电气、自动化、电信、建筑、混凝土、钢结构、造价、总图、检化验、机修等，专业间需要有设计前资料交接、设计中交流修改、设计后互审互签等协同工作。 根据罗泾4200mm厚板厂多年生产积累的经验，湛江4200mm厚板工程对原有车间工艺平面布置进行了较大的优化与调整。除能利旧的设备外，其余工程建设内容与新建工程相同，均需要重新设计。湛江4200mm厚板工程搬迁、整修、改造利用原机械设备4.5万吨，标段24个。工程总投资13.6亿元，其中建安合同11.8亿元（含运费）。工程设备搬迁

8、至投产（2014.3-2016.5.28）高压水除鳞泵站系统整修及增补高压水除鳞泵站系统整修及增补EPCEPC工程工程四、搬迁工程中的主要工作内容四、搬迁工程中的主要工作内容C8C6C8C6C8C4C3C3C2C1项目组供货商设计院订货清单技术谈判招标、开标返工厂设计资料施工图设计安装图、说明书操作说明书调试要领书调试投产现场收集资料设备状态调研搬迁设备一栏表拆卸技术要求书整修技术要求书安装图、说明书操作说明书调试要领书调试投产技术集成商或综合技术服务商替设备供货商提工厂设计资料返厂整修设备项目执行阶段在搬迁项目中，技术集成商或综合技术服务商的主要是扮演供货商的职能，但是又不完全等同于供货商，

9、与项目组、设计院的接口很多。因此，前期策划中必须明确各自的职责分工。在湛江4200mm工程中，中冶京诚扮演了设计院与综合技术服务商的的双重角色。拆卸技术要求书-机械设备p概述p设备组成p湛江XXXXXXXX技术参数p罗泾XXXXXXXX技术参数p湛江XXXXXXXX结构特点p拆迁和发运说明p搬迁要点p拆卸前的准备和要求p拆卸技术要求p拆卸设备的编码规则p拆卸设备最大外形尺寸及单件起吊最大重量p相关图纸和资料p说明p本文附图3.4 3.4 介质管介质管道危险性高，涉及的安全因素多。道危险性高，涉及的安全因素多。 该项目中，涵盖了大量的易燃易爆、高温高压（最高压力40MPa）管道，其中属于压力管道

10、的，还需要国家质量监督检验检疫总局验收和监管。三维设计时，易燃易爆管道需要考虑安全间距，高压管道需要考虑耐压和振动，高温管道需要考虑保温防烫和热变形等等，增加了管道设计难度系数。3.5 3.5 项目管材库庞大，建库工作复杂。项目管材库庞大，建库工作复杂。 由于该项目存在介质种类多、管道规格多、压力等级多、温度范围广等因素，三维管道设计前，根据不同介质、不同规格、不同压力、不同温度等管道参数，搭建了庞大的项目管材数据库和模型库。 3.6 3.6 项目项目体量巨大体量巨大，三维建模繁重。，三维建模繁重。 项目总投资概算34.48亿元，其中建安费用预算为10.668亿元，建设规模大。该项目中有大量的

11、钢结构、混凝土、设备等需要搭建三维模型。3.7 3.7 车间管线车间管线介质管介质管道种类道种类多多，布管局限性大，布管局限性大 该项目中涉及的介质管线多达几十种其中包括多种高温压力管道，车间管线设计过程中既要合理的避开柱间支撑、上吊车梯子、参观走台、吊车梁等还要考虑特殊管道的补偿及管间距要求，设计统筹规划的难度非常大。4.1 4.1 三维三维软件与软件与项目项目结合结合，进行了一系列二次开发。，进行了一系列二次开发。5.1 BIM5.1 BIM实施过程实施过程BIMBIM模型数据库搭建模型数据库搭建 利用Solid Edge、Inventor等多软件进行三维建模，根据不同介质、不同规格、不同

12、压力、不同温度等管道参数，搭建项目管材数据库和模型库。管线设计综合排布管线设计综合排布 根据设计文件，利用搭建好的模型，按设计和施工规范将各专业管线综合排布，既要满足功能要求，又要满足净空、美观要求。碰撞检查及设计优化碰撞检查及设计优化 利用软件的碰撞检查功能，对土建与结构、设备、管线、桥架等之间进行各种漏碰缺的检查，并导出碰撞检查报告，提出设计优化建议。主要材料管控主要材料管控 利用已经建好三维模型，直接统计生成管线材料的工程量，即精准又便捷。漫游动画漫游动画 利用相关软件将该模型制作成动画漫游型式，一方面可以指导现场施工，另一方面为建筑、管理单位也提供了非常直观地可视化管理依据。 5.2

13、5.2 BIMBIM实现功能实现功能 BIM可推动现代CAD技术应用。全面是数字化的、采用不同设计方法的工程设计，尽可能采用自动化实际技术，实现设计的集成化、网络化和智能化； BIM能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，而且始终跟模型逻辑相关，当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新； BIM可实现集成管理。将项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全生命期，利用BIM技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。 6.1 6.1 三维技术的运用，推动组织三维技术的运用，推动组织模式的创新模式的创新。 经过前期调研，本项目确定采用以PDSOFT软件为主，以Solid Edge、Inv

14、entor等软件为辅进行三维设计。由于传统二维设计与三维设计在作业方式上有很大不同，在广泛听取了三维软件商宝贵意见的基础上，公司决定打破原有组织模式，筹建专门的三维设计团队，保证三维设计工作高效开展。6.1 6.1 三维技术的运用，推动组织三维技术的运用，推动组织模式的创新模式的创新。本项目以PDSOFT软件为BIM平台，协同Solid Edge、Inventor等其他软件为辅进行三维设计。协调调用的方法有：参照和合并两种，图片举例6.2 6.2 多软件协同的突破多软件协同的突破 本工程首次尝试利用Solid Edge、Inventor等多种软件进行三维建模，通过与PDSOFT软件公司的紧密配

15、合和反复试验，成功地将上述软件的三维模型导入到PDSOFT软件中并进一步优化融合，解决了不同三维软件建模的协同问题，这样可以使设计人员尽可能使用自己熟悉的三维软件进行建模，从而提高了工作效率。 Solid EdgeSolid Edge软件三维模型软件三维模型 PDSOFTPDSOFT软件导入软件导入融合融合7.1 7.1 提高提高设计设计质量，合理安排项目进度质量，合理安排项目进度 运用BIM技术优势，通过模型的建立，将平面图、立面图等立体化，可带来工程图面整合上的视觉便利性，使工程问题呈现更加直观，减少与业主、工程师之间的沟通时间，也可在工程施工前，将图面问题妥善解决，提升整体的设计质量； BIM的效益是可循序建模达到工程全生命周期的应用，工程师们的设计，除了建构形态模型外，也将着力于图像与属性的连接，以利后续撷取应用。BIM可说是专为工程师准备