上汽通用五菱(重庆)涂装车间BIM设计

龚巍炜　沈　禹

(中国汽车工业工程有限公司信息建筑工程室，天津　300119)



上汽通用五菱(重庆)涂装车间BIM设计

龚巍炜沈禹

(中国汽车工业工程有限公司信息建筑工程室，天津300119)

【摘要】在工程勘察设计领域中，民用建筑的BIM设计已经有众多的成功案例可被遵循和借鉴，在工业建筑设计行业中，相对于民用建筑，BIM还处于起步和探索阶段，同数字化工厂和中国制造2025对工业建筑数字化的要求相比，工业建筑的BIM还有很长的路要走。通过在本项目的BIM实际应用，在设计的各阶段积极发挥BIM价值，改变原有二维设计协同模式，用流程去引导结果的改变，用技术去提升交付物的价值，试图寻找一条适合汽车工业建筑设计的BIM之路，为工业建筑全生命周期的BIM应用进行有价值的探索。

【关键词】BIM；工业建筑；汽车工业；价值；探索

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.07

1工程概况

1.1项目简介

上汽通用五菱第三基地(重庆)工程建设项目位于重庆市两江新区龙兴镇，总占地面积152.61公顷，包括冲压车间、车身车间、涂装车间、总装车间、发动机车间及其他生产与生活辅助用房，总建筑面积25.51万m2。本项目的实施将为实现上汽通用五菱汽车股份有限公司“成为微小型汽车领域国内领先，国际上具有竞争力的汽车公司”搭建优良的平台。项目整体如图1所示。

该基地于2013年初开工建设，一期投资66亿元，严格遵循通用汽车全球制造体系和标准建设， 2015年建成投产，建成后将具备40万辆整车和发动机生产能力。其中涂装车间总建筑面积4.21万m2，主体厂房两层，为工艺生产区；局部3层，为空调机房区。建筑物总长300 m，宽68 m，为钢筋混凝土框架结构，轻钢屋面。涂装车间建筑模型如图2所示。

1.2工程特点和难点

本项目是工艺及厂房一体化设计的大型工业项目，其中涂装车间是汽车工厂中自动化程度最高、工艺流程最复杂、洁净度要求最严格、火灾危险性最大的生产车间，管线排布及工艺设备复杂，常规手段难以保证设计质量。

2BIM组织与应用环境

2.1 BIM应用目标

BIM技术在本项目的应用主要在设计阶段，包括工艺及土建公用方案设计、工艺仿真分析、建筑性能分析、三维协同设计、管线综合分析、管线工程量统计等，力求以BIM技术解决二维设计难以实现的设计质量提升问题。

2.2实施方案

在本项目实施开始前，先行制定了完整的BIM实施方案；涂装专业按照40万辆整车生产纲领进行工艺设计，确定土建框架资料后提交下游专业，使用Inventor进行设备模型创建，并导入企业自主开发的参数化设备模型库，快速拼装工艺生产线。建筑、结构设计人员根据工艺框架资料，使用Revit软件同步进行BIM设计，机电设计人员根据工艺及建筑需求组织设计方案，计算公用耗量，使用Revit建立中心文件并分工作集进行干管快速布置。

本项目首次尝试土建机电专业与工艺设备专业协同的三维协调，通过欧特克公司BIM软件平台以及自主研发的插件的配合下进行协同，实现BIM信息的顺畅流转。

2.3 团队组织

为了更好发挥BIM在设计中的作用，团队的组织及团队成员的技能非常重要，只有扎实的技术基础，才有可能具备使用非常规手段进行创新的能力。本项目实施设置双设总，即项目设总与BIM设总并行，并在各专业下设专业设计负责人与BIM负责人，分管二维设计团队及BIM设计团队，团队间平行协同。

2.4应用措施

为引导和规范BIM设计，公司编制了一系列BIM相关标准，在命名、颜色、深度、存储、协同、交付各方面加以指导，项目各参与专业严格遵照标准内容进行三维协同设计。

协同应用基于服务器共享文件夹进行，不同项目不同阶段设置不同的存储区域，设立专门的数据管理员，对项目文件和人员权限进行设定，做到设计人有写入权限，配合设计人员有浏览权限，项目无关人员没有任何权限，保证模型数据的安全与可靠。

2.5 软硬件环境

本项目主要应用软件为欧特克公司建筑设计系列软件(如图3所示)：

Autodesk AutoCAD

Autodesk Revit

Autodesk Inventor

Autodesk Navisworks

项目设计使用设备为专业图形工作站，主要硬件配置如下：

CPU：Intel Xeon E5-2637 v2

内存： 4×8 GB 1866 MHz DDR3 ECC RDIMM

显卡：NVIDIA Quadro K4000

硬盘： 1TB 3.5 inch SATA 7200 Rpm硬盘

3BIM应用

3.1BIM建模

项目BIM模型基于Revit平台分专业分系统创建中心文件及工作集；工艺模型基于Inventor平台，根据生产工艺分层分区创建；所有模型在Navisworks中整合后进行可视化校验及汇总。通过可视化及碰撞检测等手段，预判可能会产生的实际问题，对项目精细化实施提供帮助。本项目以涂装专业为主导，协同建筑、结构及机电各专业紧密配合，二维设计与三维设计同步进行，其中涂装专业模型包含所有工艺设备及管线，建筑、结构专业模型包含所有主要构件，机电模型为所有干管及重要支管，本次BIM设计主要解决管线及设备之间的碰撞干涉问题，因此模型深度等级为不低于LOD 200。

3.2BIM应用情况

(1)实时模型整合及三维校审

由于工艺模型数据量巨大，因此在项目初期，涂装专业与土建机电专业按照以往设计经验分开建模，这种协同方式的前提是必须具有成熟稳定的前期方案设计，待双方模型完成至70%左右的阶段，将模型转为NWC格式，并在Navisworks中进行合并检查，发现并解决问题，直至设计结束。项目内部模型如图4所示。

(2)族库建设

根据汽车工业厂房业务特点，按照专业、功能及特性，依据国家标准及常用设备样本，定制了参数化企业标准族库，族文件不仅包含几何信息，同时包含非几何信息以及二维表达符号，符合工程设计及建设需要，提高了模型搭建、后续设计变更以及后期出图的效率。

(3)绿色设计

在本项目方案设计阶段中，对建筑物进行了一系列绿色模拟分析(图5)，如：日照分析、风速分析、风向分析、临界照度分析、光控照明节能分析、全自然采光百分比分析等。通过模拟分析，更多的利用被动措施，减少主动措施，提升建筑设计合理性，降低使用消耗。

(4)工艺仿真

本项目工艺设备排布密集，在车间的一层及二层有多级立体物流，为保证40万辆整车生产纲领，对车间生产工艺节拍进行工艺仿真模拟，确定工艺方案合理性及可实施性，改善工艺设计流程，解决工艺瓶颈，合理设置工艺节拍。

(5)二次开发

由于行业的特殊性，为提高BIM效率，针对汽车工业厂房设计进行大量的二次开发，基于Revit平台及Navisworks软件，形成了建筑专业快速方案布置、结构轻钢标准厂房结构体系快模、机电设备及管线设计及调整批处理、工程量清单统计、机电设备三维标注等一系列插件，并开发了集项目管理、样板管理、族库管理、资料管理、软件管理于一体的基于Web的企业BIM管理平台，可以使项目参与方不需安装任何软件就能实时了解项目信息。

4应用效果

通过运用BIM技术，在模型的应用过程中针对设计中的重点、难点进行模拟，寻找更加合理的设计解决方案。三维模型为二维图纸提供了审核与校验，并为二维图纸的深化设计提供帮助。本次BIM设计，将工艺设备模型与BIM模型整合在一起，解决了工厂设计中常见的管线碰撞问题，并对重要管线进行优化设计，将大部分的施工现场临时变更在设计阶段进行有效消除。项目设备及机电模型如图6所示。

5总结

5.1创新点

通过将土建机电模型与工艺模型结合，有效打破传统设计数据传递的瓶颈。对模型进行碰撞检查、虚拟漫游，在施工未进行时优化管线排布，减少设计误差，极大的节约了施工周期与成本。

5.2经验教训

项目的前期组织与策划是三维协同成功与否的关键，通过制定企业BIM标准，以规范BIM设计人员，对模型的深入利用至关重要。工厂设计不同于民用建筑设计，项目参与方较民用建筑项目更多，制约因素更加复杂，因此在工厂设计中BIM的深度应用方面仍有更长的路要走。

参考文献

[1]清华大学BIM课题组. 互联立方(isBIM)公司BIM课题组.设计企业BIM实施标准指南[M]. 中国建筑工业出版社， 2013.

[2]中国勘察设计协会. 欧特克软件(中国)有限公司. Autodesk BIM实施计划[M]. 中国建筑工业出版社， 2010.

[3]何关培.BIM总论[M]. 中国建筑工业出版社， 2011.

[4]何关培. 新浪博客相关文献，http：//blog.sina.com.cn/heguanpei.

[5]宝琦.基于BIM的工业建筑协同设计[M]. 工业建筑， 2010(S1).

BIM Design of Painting Workshop for SGMW (ChongQing)

Gong Weiwei， Shen Yu

(InformationArchitectureEngineeringDivisionofAutomotiveEngineeringCorporation，Tianjin300119,China)

Key Words：BIM; Industrial Building; Automobile Industry; Value; Discovery

Abstract:Many successful BIM design case can be studied and referred to in project survey and design for civil building. According to the requirements of China 2025 Strategy for digitalized factory and the industrial building, BIM application in industrial building is still at its starting stage and has a long way to go. The value of BIM design has been proven in the real application for different stages in SGMW CHONGQING Project. The main values of BIM design include changing the traditional cooperative design mode, improving the result-oriented procedure, and valuing the delivery through BIM. Through the article, we try to find a way for BIM design and the full life cycle applications of automobile industrial building.

【作者简介】龚巍炜(1975-)，男，高级工程师，主要研究方向：BIM应用与管理；

【中图分类号】TU17

【文献标识码】A

【文章编号】1674-7461(2016)02-0044-04

沈禹(1980-)，男，高级工程师，主要研究方向：BIM流程与标准。