中铁BIM技术研发及应用情况介绍

中铁四局BIM技术研发及应用情况介绍汇报人：杨铭中铁四局BIM中心主任教授级高级工程师2016年11月25日企业规模中铁四局是世界500强企业——中国中铁股份有限公司下属的大型综合类施工企业拥有32家子分公司、4家直属单位和一批项目部、办事处等机构。全局在册员工23000余人其中各类专业技术人员14268人，正高级专家85人、副高级专家1259人EnterpriseScale目前全局年生产、经营能力在600亿元以上生产经营五大业务板块：国内建筑业投资业建筑业相关业务物流商贸服务业海外业务国内建筑业投资业海外业务建筑业相关产业物流商贸服务业占总营业额60%以上一中铁四局BIM发展基本情况三二四C目录ONTENTSBIM技术主要成果BIM工作主要做法BIM发展发展规划五BIM应用案例一四局BIM发展基本情况1、加入了各类BIM联盟（2012年）中国BIM发展联盟发起单位之一（2013年）中国铁路BIM联盟8家发起单位之一（2014年）中国中铁BIM研究中心理事单位扩大了企业影响，为BIM技术研发创造了良好的外部环境组建了专门的研发团队局管理研究院成立了BIM专业研究室设置了AEC技术、前端感知、市场调研、应用推广、软件开发等专业科室配齐了技术、工经、设备、物资、软件等专业人员，专职人员30人以上各子分公司结合自身专业特点成立了专业分室BIM专职人员130多人2、打造BIM研发体系3、BIM技术研发应用深入发展在普及程度上：所有子分公司、共50多个项目、7-8个领域的广泛应用。3、BIM技术研发应用深入发展在应用深度上，已从初级应用发展到行业标准制定、专项技术研发、算法编制，并迈向大平台建设、综合试点等高级研发阶段。3、BIM技术研发应用深入发展在功能应用上，逐渐从单点技术应用转变到专项技术多样化、专项技术与模型初步集成和一体化平台化发展。二BIM技术主要成果一是模型轻量化：与国内外知名厂商合作，在部分项目已实现BIM模型轻量化初级技术的应用。二是模型整、分处理技术：通过对建模软件的二次开发已实现了模型既可以批量化处理又可以单个编辑的功能，可大幅降低重复操作。1、专项图形形技术成果果三是BIM模型与平面定位专项技术：将卫星定位技术与BIM模型相结合，开展了人员、机械的准确定位管理研究，目前平面定位系统已成功开发并应用，三维定位系统正在开发中。四是不同建模软件的数据融合技术：已初步实现tekla、Revit、CATIA等常用建模软件的数据融合，正在解决个别数据丢失等局部问题。1、专项图形形技术成果果五是BIM模型与计算算模型间的的融合技术术：与高校和软软件厂商合合作，能将不同工工况下各监监控点的受受力、变形形监测数据据实时反映映在BIM模型上，确确保了结构施工安全。六是GIS与BIM模型结合技术：提升了工地调研效率，为大临设计、场地布置创造了条件。1、专项图形形技术成果果一是开发了了3D作业指导书书：以BIM模型为信息息载体，通通过移动设设备对施工工现场进行行技术交底底，不仅直直观形象、、容易理解解，而且可可以任意角角度查看模模型信息、、编辑模型型，实现了了人、机互互动。2、基于BIM的施工阶段段应用技术术目前正在针针对桥梁、、路基、隧隧道等专业业施工中常常用工序进进行开发，，部分成果果已在京沈沈龙城梁场场、京沪高高速济南连连接线互通通立交工程程等项目试试点应用。。基于模型输输出零件图图及装配图图，图纸质质量和效率率大幅提高高2、基于BIM的施工阶段段应用技术术二是钢结构构数字化加加工能基于模型型输出数控控文件可通过智能能套料软件件进行排版版、切割模模拟，最终终输出板材材汇总表、、数控加工工程序、下下料作业指指导书等。。2、基于BIM的施工阶段段应用技术术我局钢结构构公司已普普遍应用二是钢结构构数字化加加工三是逐步探探索了BIM技术在施工工管理中的的应用英华大桥项项目BIM综合管理平平台界面2、基于BIM的施工阶段段应用技术术在英华大桥桥项目构建建了初级的的BIM管理综合平平台初步尝试了了基于BIM的进度、安安全质量、、成本等项项目管理三是逐步探探索了BIM技术在施工工管理中的的应用手机端二维码信息扫描输入手机端工序任务提交手机端工序任务接收2、基于BIM的施工阶段段应用技术术在京沈客专专及济南黄黄河公铁两两用桥项目目进一步完完善了平台台功能：工序管理：：依托前端数数据采集系系统，实现现了现场信信息即时传传送、工序序流转信息息网络推送送三是逐步探探索了BIM技术在施工工管理中的的应用2、基于BIM的施工阶段段应用技术术进度管理：：依托BIM模型进行施施工进度4D模拟，实现现了可视化化的施工进进度实时分分析，能自自动得出关关键影响因因素。在京沈客专专及济南黄黄河公铁两两用桥项目目进一步完完善了平台台功能：生产资源管管理：实现了资源源计划自动动配置、物物料定位跟跟踪及实时时调度同步更新自动预警2、基于BIM的施工阶段段应用技术术三是逐步探探索了BIM技术在施工工管理中的的应用在京沈客专专及济南黄黄河公铁两两用桥项目目进一步完完善了平台台功能：2、基于BIM的施工阶段段应用技术术安全质量管管理：实现了隧道道及深基监控量量测、拌和站和试验室室系统与BIM模型的结合合，初步实实现了安全全质量管理理的可视化化。在成本管理理上做了些些探索，主要是投资资控制、算算量应用等等局部功能能，尚未达达到成本管管理的要求求在京沈客专专及济南黄黄河公铁两两用桥项目目进一步完完善了平台台功能：三是逐步探探索了BIM技术在施工工管理中的的应用隧道监测深基坑监控控量测拌和站系统试验室系统统以实现智能能化施工为为目标，通通过技术研研发及整合合等手段，，积极开展展了前端数数据智能采采集的软硬硬件研发和和应用工作作。3、开发应用用了多项前前端数据智智能采集技技术无人机航拍实景建模已进行的有有：部分系统已已在京沈客客专、黔张张常铁路、、徐盐铁路路试点应用用。静载试验智能加载智能张拉智能压浆路基连续压压实、智能能张拉、智智能压浆、、静载试验验智能加载载、螺栓施施拧信息化化、无人机机航拍实景景建模、隧隧道三维扫扫描检测、、铁路无缝缝线路施工工信息管理理系统等为提高模型型重用率及及建模效率率，我局开开展了标准准模型库建建设工作4、着手构建建了标准化化模型库机械设备库库工装库产品库在2015年11月铁路总公公司全路信信息化建设设电视电话话会议上，，我局作为为全路唯一一施工企业业代表作了了信息化及及BIM技术应用交交流；2015年，两项BIM作品获得““首届中国国建设工程程BIM大赛”一等等奖。经过近几年年的努力，，我局BIM研发和应用用取得了一一定成绩济南黄河公公铁两用桥桥4D-BIM管理系统洛河水系综综合治理工工程效果图图（局部））5、应用成果果5、应用成果果经过近几年年的努力，，我局BIM研发和应用用取得了一一定成绩2016年年，在“第二届中中国建设工工程BIM大赛”中中，“京沪沪高速济南南连接线搬搬到井互通通立交工程程BIM技技术应用成成果”获得得卓越工程程一等奖；；“BIM在徐徐盐铁路盐盐城特大桥桥中的应用用”、“天津地铁铁4号线南南段工程土土建施工第第11合同同段BIM技术应用用”获得卓越工工程二等奖奖；同时，，获得卓越越工程三等等奖三项、、专项奖两两项。BIM在徐徐盐铁路盐盐城特大桥桥中的应用用京沪高速济济南连接线线搬到井互互通立交工工程BIM技术应用用成果“创新杯””大赛中，，“中铁··南山院项项目”BIM设计成成果获得建建筑信息模模型（BIM）设计计大赛居住住建筑优秀秀奖BIM应用奖。。截止目前，，我局BIM技术应用成成果累计获奖15项（2015年3项，2016年12项）。5、应用成果果经过近几年年的努力，，我局BIM研发和应用用取得了一一定成绩广州官湖车车辆段BIM技术应应用南宁英华大大桥BIM技术应用用京沈客专龙龙城区制梁梁场BIM技术应用用三BIM技术发展规划模型为中心心，算法是是灵魂，标标准是基础础模型为中心算法是灵魂标准是基础一个平台、、多个模块块（多层次、、多插件））总体思思想一是坚持整整体性1、开发的总总原则我局已完成成了平台总总体框架设设计坚持唯一平平台的原则则：在统一的平平台下分专专业、分功功能、分步步骤地进行行开发强调平台的的拓展性：：后续平台的的更新必须须是已有平平台的继承承，而不是是颠覆二是坚持一一般性行业BIM方案解决者者是我们追追求的目标标，其前提是必必须要坚持持一般性，，脱离具体体专业、具具体企业、、具体领域域的影响，其关关键键就就是是建建立立统统一一的的行行业业标标准准。。1、开开发发的的总总原原则则BIM模型建模标准系统数据接口标准讨论、修订和制定中铁四局等单位EBS分解标准为此此，，我我局局正在在参参与与BIM模型型建建模模标标准准、、EBS分解解标标准准、、系系统统数数据据接接口口标标准准的的讨讨论论、、修修订订和和制制定定工工作作。。三是是坚坚持持模模块块化化（（插插件件化化））1、开开发发的的总总原原则则BIM是个个庞庞大大的的系系统统工工程程，，既既要要统统筹筹强强调调整整体体性性，，又又要要分分步步实实施施采采用用模模块块化化的的研研究究路路线线。。我们们正正分分类类分分项项推推进进结构构模模块块（（桥桥、、隧隧、、路路基基等等））功能能模模块块（（进进度度、、安安全全、、质质量量、、成成本本等等））前端端技技术术模模块块资源源数数据据模模块块标准准功功能能模模块块四是是以以模模型型为为对对象象1、开开发发的的总总原原则则模型型是是信信息息的的载载体体，，也也是是应应当当直直接接操操作作的的对对象象专业软件操作

在模型上显示我们们坚坚持持以以算算法法为为灵灵魂魂，，每每个个业业务务模模块块的的开开发发都都要要力力求求找找出出最最优优算算法法，，并并不不断断优优化化，，以以保保证证系系统统的的通通用用性性和和适适用用性性2、““十十三三五五””BIM规划划目标标：：到2020年初初步步形形成成基基于于BIM的可可全全面面应应用用于于施施工工管管理理的的综综合合信信息息化化管管理理平平台台我们们准准备备分分为为三三个个阶阶段段：：将BIM系列研究成果转化成具有生命力、突出实用性、兼容性以及开放性的商业化产品，在全行业推广应用，进而提升整个行业的信息化管理水平第三阶段基于BIM的信息化管理平台在行业内推广应用实现项目的BIM信息能在公司层面获取、调用并支持决策；实现投标、施工到运营的项目全过程信息化管理，最终打造一家集信息化、数据化的智慧型企业第二阶段基于BIM的公司层面信息化管理平台实现基于BIM的多参与方、各部门、多专业的信息共享、可视化办公、协同工作、智能生产最终形成智慧型建造第一阶段基于BIM的项目层面信息化管理平台四BIM工作主要做法1、积积极极营营造造支支持持BIM技术术研研发发的的大大格格局局一是是领领导导高高度度重重视视局主要领导在工作会、职代会等不同的场合和会议上大力宣贯BIM工作的重要性，提高了员工对BIM工作重要性的认识思想上高度重视在人财物上全力支持局主要领导亲自支持组建了专业研发机构支持BIM科研立项，给予足够的经费支持支持BIM软硬件的采购各子子分分公公司司组组建建了了专专门门的的研研发发团团队队，，有有专专门门的的研研发发人人员员，，结结合合自自身身专专业业特特点点在在局局的的统统筹筹安安排排下下积积极极开开展展BIM研发发及及应应用用工工作作。。二是是子子分分公公司司积积极极参参与与1、积积极极营营造造支支持持BIM技术术研研发发的的大大格格局局局BIM研究究课课题题汇汇总总表表序号项目名称承担单位1基于BIM的铁路建筑施工企业信息化管理平台的研究管理研究院2高速铁路BIM2.0关键技术研究四公司3大吴桥BIM应用施工关键技术研究二公司4基于BIM技术的大数据平台规划技术中心5大面积复杂地形条件下地基处理BIM技术研究及应用建筑公司6BIM技术在地铁车站机电安装应用技术研究电气化公司7BIM技术在园林绿化工程施工中的应用三公司8基于BIM技术的绿色建筑设计研究设计院分公司9BIM施工管理预警平台开发及应用装饰公司10基于路基连续压实的BIM技术研究一公司11铁路桥梁预制场BIM技术应用研究五公司12无锡地铁3号线一期长江路站BIM开发研究二公司13BIM技术在大跨度铁路钢桁梁斜拉桥中的应用二公司14铁施工中BIM技术应用研究西安分公司15BIM在大跨度铁路钢桁斜拉桥智慧建造中的综合应用钢结构公司广大大员员工工学学习习BIM、宣宣传传BIM、推推广广BIM、应应用用BIM的热热情情高高涨涨，，支支持持和和参参与与BIM工作作的的人人数数越越来来越越多多，，BIM研发发课课题题和和试试点点项项目目越越来来越越多多，，应应用用领领域域越越来来越越广广泛泛。。BIM技术术在在我我局局已已成成为为““显显学学””。三是全全员高高度认认同1、积极极营造造支持持BIM技术研研发的的大格格局首先，，局健健全了了研发发机构构，成成立了了30多人的的专业业研究究室，，配齐齐了专专业研研发人人员2、建设设专业化化人才才队伍伍人才是是科技创新的的主体体，没有人人的支支持科科技创创新就就无法法落实实第三，，强化化培训训，积积极储储备BIM技术专专业人人才局每年年办3-5期BIM培训班班，每每期20-30人各子分分公司司开展展了软软件建建模培培训工工作项目试试点应应用与与培训训相结结合目前我我局从从事BIM及相关关工作作的人人员200余人其中博博士2人，硕硕士17人，队队伍实实力有有效提提升其次，，各子子分公公司成成立BIM工作机机构，，组建建了专专业化化团队队，配配合局局研发发战略略的实实施3、科学推推动BIM研发和和应用用深入入发展展二是科学推进一是坚坚持战战略引引导首先，，坚定定战略略信心心，坚坚信BIM技术必必将掀掀起一一场行行业革革命，，迎难难而上上其次，，有战战略紧紧迫感感，全全力以以赴、、抢抓机遇第三，，有战战略定定力，，有持持久战战的准准备，，在资资源上上、资资金上上敢于投入一方面面，要要求全全局的的研究究在统统一的的平台台下、、在统统一的的规划划下有有计划划地进进行，，保证证目标标的统统一性性另一方方面，，围绕绕整体体研发发目标标和框框架，，制定定分阶阶段实实施方方案，，逐步步展开开、有有序推推进五BIM应用案例1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用主桥全全长461m（（114.75+229.5+114.75））m，，总重重量为为11500吨吨，单单根杆杆件最最大重重量约约78.3吨。。柔性性拱拱拱肋采采用圆圆曲线线，矢矢高45m。工程体体量大大、施施工技技术复复杂。。1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用BIM模型可视化化设计计数字化化制造造时间维维度4D虚拟建建造现场施施工管管理安全监监控管管理工程施施工中中我局局首次次深入入推广广应用用了BIM技术术，取取得了了较好好效果果。1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用一是应应用BIM技术进进行设计复复核发现了了部分分杆件件手孔孔不一一致、、杆件件碰撞撞、连连接处处错边边等问问题，，及时时将设设计错错误消消除在在施工工之前前，避避免了了返工工上弦杆杆A9与平联联A8-A9之间碰碰撞上弦杆杆A8与平联联A8-A9之间连连接处处腹板板错边边上弦杆杆A10与下弦弦杆E10之间手手孔不不一致致1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用二是应应用BIM技术对对杆件件制造造详图图进行行了深深化设设计，，将温温度、、杆件件重力力等因因素引引起的的杆件件变形形反应应在模模型上上，杆杆件制制造图图纸输输出更更准确确。1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用三是应应用BIM技术辅辅助现现场临临时设设施设设计，，解决决了南南淝河河特大大桥7#支墩与与既有有高速速公路路之间间碰撞撞问题题，为为吊装装提供供了可可靠平平台1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用四是将将BIM技术与与数字字化加加工相相结合合，实实现了了基于于BIM模型的的图纸纸输出出、自自动套套料排排版、、加工工程序序自动动输出出、复复杂杆杆件焊焊接顺顺序精精确模模拟等等功能能。1、合肥肥枢纽纽南环环线柔柔性拱拱特大大桥BIM技术术应用用五是应应用BIM技术进进行虚虚拟建建造，，实现现了钢钢桁梁梁整体体拼装装关键键工况况的虚虚拟施施工以以及节节点工工期施施工进进度模模拟。。2、望江江体育育馆项项目BIM技术术应用用一是专专业工工程多多，综综合性性强（钢结结构、、屋面面、土土建结结构、、装饰饰装修修、机机电））二是安安装现现场场场地相相对狭狭小，，大规规模展展开施施工难难度大大。三是屋屋盖网网架为为双曲曲面结结构，，各螺螺栓球球节点点空间间定位位难度度高。。本项目目主体体为钢钢筋混混凝土土框架架结构构、螺螺栓球球网架架钢结结构，，施工工较复复杂：：我局应应用BIM技术术解决决了体体育场场馆多多专业业交叉叉及复复杂空空间定定位施施工难难题一是图图纸审审核2、望江江体育育馆项项目BIM技术术应用用一层厕厕所水水管与与一层层梁原原设计计相交交主席看看台下下梁与与门相相互碰碰撞在项目目设计计中，，混凝凝土结结构与与顶部部钢结结构作作为两两个设设计专专业独独立出出图，，难以以在抽抽象的的平面面图纸纸上找找到复复杂的的空间间结构构中的的设计计错误误通过BIM建模模，我我们发发现了了一些些设计计错误误，及及时进进行了了调整整，避避免了了返工工主席台台下风风管影影响通通行二是应用用BIM技术进进行4d虚拟现现实模拟拟，形象象展示了了施工序序列，解解决了多多专业、、多工种种、多队队伍间相相互配合合、协同同作业的的施工组组织管理理问题2、望江体体育馆项项目BIM技术术应用三是针对对空间安安装定位位问题，，我们通通过BIM建模模，将每每一个杆杆件和节节点都进进行了深深化设计计，精确确了制造造尺寸，，并编号号、定位位在BIM模型型上，以以此指导导安装实实现了全全程无差差错。2、望江体体育馆项项目BIM技术术应用本桥主桥桥为128m+3*180m+128m刚刚性悬索索加劲连连续钢桁桁梁结构构，结构构复杂，，构件尺尺寸大，，顶推安安装安全全风险高高。3、济南黄黄河公铁铁两用桥桥BIM技术应应用该项目试试点构建建了BIM综合合管理平平台，部部分实现现了基于于BIM的项目目管理3、济南黄黄河公铁铁两用桥桥BIM技术应应用进度分析析管理可视化的的安全质质量管理理基于BIM的应力、、变形监监测4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用本工程运运用BIM技术辅助助管理，，实现绿绿色建造造、打造造智慧工工地。一是应用用BIM技术指导导现场施施工：BIM技技术进行行了排砖砖布置，，根据排排砖结果果进行三三维技术术交底，，指导现现场精确确施工。。4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用二是应用用BIM技术进行行BIM绿色节节能分析析：运用用BIM绿色可可持续分分析，对对模型建建筑物热热能、光光照、空空气循环环等进行行分析，，打造绿绿色节能能信息化化工程。。模型录入每周直射辐射数据分析通过模拟拟一年中中相同位位置的日日照情况况，进行行临建布布置采光光分析4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用3、三是应应用BIM技术进行行模型方方案比选选:利用用BIM技术对对站厅吊吊顶及灯灯具进行行方案仿仿真对比比，确定定最佳装装修方案案。4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用四是应用用BIM技术进行行三维扫扫描质量量监控：：对掘进进完成的的隧道进进行扫描描分析，，获取现现场施工工数据信信息。隧道扫描站厅扫描4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用隧道测量量软件获获取各个个断面与与设计断断面的差差值，完完成超欠欠挖计算算。4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用五是应用用BIM技术进行行地铁疏疏散模拟拟：利用用BIM软件进进行安全全疏散分分析，辅辅助后期期运维排排查隐患患，制定定有效应应急预案案。4、天津地地铁四号号线南段段工程BIM技术应用用5、京沈客专专龙城区区制梁场场BIM技术应应用本工程基基于BIM技术术研发了了铁路梁梁场信息息化管理理系统，，是国内内将BIM技术术应用