CN110222374B - 大型烧结工程bim模型构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型烧结工程BIM模型构建方法，包括以下步骤：总平面布局；施工要素模型建模；专业模块建模；专业模型定位转化；区域模块建模；总体模型构建。本发明实现了对大型烧结工程BIM总体模型的构建，集成度高，实现了模型的轻量化处理，能够降低对计算机硬件的依赖程度，摆脱了现有大型复杂工程建模需要使用高性能图形工作站的束缚，而且能够有效提高建模效率。

Description

大型烧结工程BIM模型构建方法
技术领域
本发明属于工程模型构建的技术领域，特别是涉及一种大型烧结工程BIM模型构建方法。
背景技术
在传统大型烧结工程施工过程中，一般各专业分别根据各自的施工图纸进行施工作业，图纸集成度不高，不能形象直观反映工程全貌，在施工组织安排上多是根据施工经验展开作业，如何创新发展改进施工工艺实现快速安装，传统的施工技术分析方法已不能很好解决。BIM作为一种先进的技术管理方法，在民用建筑、市政大型工程中得到成功应用，虚拟现实模拟安装、防碰撞检查避免干涉这些先进的技术手段，极大的促进了工程发展。如何将这些先进的技术手段应用到冶金大型工程中来，摆在我们面前的难题就是如何构建冶金大型工程的总体BIM模型。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型烧结工程BIM模型构建方法，集成度高，摆脱大型复杂工程建模对高性能图形工作站的依赖，提高建模效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种大型烧结工程BIM模型构建方法，包括以下步骤：
(1)总平面布局：按照烧结工程的工艺流程走向对所涉及的工程组成进行平面布局得到烧结工程平面布置图；
(2)施工要素模型建模：对烧结工程BIM模型构建中重复使用、可模块化安装的施工要素模型分别进行建模；
(3)专业模块建模：利用步骤(2)中构建的施工要素模型，对烧结工程的各主体结构按照专业分类分别进行建模得到专业模型，其中混凝土建筑结构模型采用Revit建立并按照DWG文件格式导出，钢结构模型采用tekla xsteel建立并按照IFC格式导出，设备模型采用Autodesk CAD、3DMAX建立并按照DWG格式导出；
(4)专业模型定位转化：对于以DWG格式导出的专业模型，建立统一的DWG坐标原点文件，将各DWG专业模型以插入块的形式导入到DWG坐标原点文件中形成各专业模型的DWG精确定位文件，使用Autodesk Navisworks分别将各专业模型的DWG精确定位文件导出为NWC格式文件；对于以IFC格式导出的专业模型，利用Autodesk Navisworks打开并进行精确定位调整后以NWC格式文件导出；
(5)区域模块建模：将烧结工程分为若干区域模块，对各区域模块分别进行建模，使用Autodesk Navisworks分别对各区域模块包含的专业模型NWC格式文件进行加载，形成完整的各区域模型并导出NWC格式文件；
(6)总体模型构建：在Autodesk Navisworks中分别导入步骤(5)得到的各区域模块NWC文件，按照步骤(1)的烧结工程平面布置图对各区域模型逐一定位，形成烧结工程总体BIM模型。
所述烧结工程平面布置图按照工艺流程依次包括配料间、混合机、烧结机、环冷机、成品筛分和成品矿槽，各组成部分通过皮带通廊进行连接，所述烧结机与主电除尘器连接，所述主电除尘器与主抽风室连接，所述烧结机通过烧结室除尘管道与机尾除尘器连接。
所述施工要素模型包括烧结机星轮装配、皮带通廊标准段、烧结机吸气装置、烧结机框架标准段、烧结机台车轨道、烧结机台车、环冷机台车、环冷机密封罩、环冷机框架标准分段和环冷机风箱。
所述步骤(3)中对烧结机建模：烧结机混凝土框架使用Revit进行建模，按DWG文件格式导出；烧结机屋面结构使用tekla xsteel进行建模，按IFC文件格式导出；烧结机设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模，按DWG文件格式导出；烧结室除尘管道使用Revit MEP进行建模，按DWG文件格式导出。
所述步骤(3)中对环冷机建模：环冷机台车、环冷机密封罩、环冷机框架标准分段和环冷机风箱分别通过插入块的方式导入到Autodesk CAD中，通过环形矩阵形成环冷机的专业模型并按DWG文件格式导出。
所述步骤(3)中，主抽风室、成品筛分、配料间和成品矿槽的钢筋混凝土框架结构使用Revit进行建模并按DWG文件格式导出；其外墙、屋面钢结构使用tekla xsteel进行建模并按IFC文件格式导出；内部设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模并按DWG文件格式导出。
所述步骤(3)中，主电除尘器的钢筋混凝土框架结构使用Revit进行建模并按DWG文件格式导出；主电除尘器、机尾除尘器和混合机设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模并按DWG文件格式导出；皮带通廊为钢结构使用tekla xsteel进行建模并按IFC文件格式导出。
所述步骤中将烧结工程分为烧结机区域模块、环冷机区域模块、主电除尘器区域模块、主抽风室区域模块、成品筛分区域模块、配料间区域模块和成品矿槽区域模块。
有益效果
第一，本发明实现了对大型烧结工程BIM总体模型的构建，集成度高，包括了大型烧结工程的全部施工要素，为进行烧结工程安装模拟提供了广阔的平台。
第二，本发明的大型烧结模型构建技术实现了多种建模软件形成的模型文件在集成平台上的无缝衔接，多级文件架构的设计、模型缓存文件格式的调用、模块化建模方法实现了模型的轻量化，能够降低对计算机硬件的依赖程度，摆脱了现有大型复杂工程建模需要使用高性能图形工作站的束缚。
第三，本发明的大型烧结模型构建方法的分级架构层次清晰，方便建模中文件取用，施工要素模型建模能够对工程组成的模块进行重复利用，模块化建模便于分工，能够有效提高建模效率。
附图说明
图1为烧结工程平面布置示意图。
图2为施工要素模型示意图。
图3为烧结机、烧结室除尘管道专业模型示意图。
图4为烧结机混凝土框架、环冷机框架、皮带通廊专业模型示意图。
图5为烧结机区域模型示意图。
图6为环冷机区域模型示意图。
图7为烧结工程总体模型示意图。
图中：1烧结机、2环冷机、3主电除尘器、4主抽风室、5成品筛分、6机尾除尘器、7配料间、8成品矿槽、9皮带通廊、10烧结室除尘管道、11混合机、12烧结机星轮装配、13皮带通廊标准段、14烧结机吸气装置、15烧结机框架标准段、16烧结机台车轨道、17烧结机台车、18环冷机台车、19环冷机密封罩、20环冷机框架标准分段、21环冷机风箱、22烧结机屋面结构、23烧结机混凝土框架。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种大型烧结工程BIM模型构建方法，包括以下步骤：
(1)总平面布局：按照烧结工程的工艺流程走向对所涉及的工程组成进行平面布局得到烧结工程平面布置图，如图1所示。烧结工程平面布置图按照工艺流程依次包括配料间7、混合机11、烧结机1、环冷机2、成品筛分5和成品矿槽6等部分组成，各组成部分通过皮带通廊9进行连接。烧结机1与主电除尘器3连接，主电除尘器3与主抽风室4连接，烧结机1通过烧结室除尘管道10与机尾除尘器6连接。烧结机1烟气通过主电除尘器3至净化装置排放到大气中，烧结机1粉尘由机尾除尘器6通过烧结室除尘管道10进行收集处理，环冷机2高温烟气经烟囱排放或由管道收集至余热回收利用后排放。
(2)施工要素模型建模：对烧结工程BIM模型构建中重复使用、可模块化安装的施工要素模型分别进行建模，通过对其模型的构建，可极大简化专业模块的构建过程，提高建模效率。如图2所示，施工要素模型包括烧结机星轮装配12、皮带通廊标准段13、烧结机吸气装置14、烧结机框架标准段15、烧结机台车轨道16、烧结机台车17、环冷机台车18、环冷机密封罩19、环冷机框架标准分段20和环冷机风箱21等。
(3)专业模块建模：利用步骤2中构建的施工要素模型，对烧结工程的各主体结构按照专业分类分别进行建模得到专业模型，其中混凝土建筑结构模型采用Revit建立并按照DWG文件格式导出，钢结构模型采用tekla xsteel建立并按照IFC格式导出，设备模型采用Autodesk CAD、3DMAX建立并按照DWG格式导出。建模过程中，屋面钢结构分为屋面系统、柱梁系统按2个柱列线为1个模块建模。皮带通廊9建立1米、2米、6米段模块，烧结室、成品筛分混凝土框架结构按楼层分为若干模块，配料间、成品矿槽混凝土框架结构按2个柱列线为1个模块进行建模。
如图3所示，烧结机1按专业分类分别建模：烧结机混凝土框架23，使用Revit进行建模，按DWG文件格式导出；烧结机屋面结构22为钢结构，使用tekla xsteel进行建模，按IFC文件格式导出；烧结机1设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模，按DWG文件格式导出；烧结室除尘管道10使用Revit MEP进行建模，按DWG文件格式导出。
如图4所示，环冷机2按各组成部分分别建模：环冷机台车18、环冷机密封罩
19、环冷机框架标准分段20和环冷机风箱21，以上模块均按12.7度角为一个模块使用Autodesk CAD进行建模，利用步骤2中构建的施工要素模型通过插入块的方式导入，再通过阵列命令形成环冷机2专业模型文件，按DWG文件格式导出。
主抽风室4、成品筛分5、配料间7、成品矿槽8的钢筋混凝土框架结构，使用Revit进行建模，按DWG文件格式导出；其外墙、屋面为钢结构，使用tekla xsteel进行建模，按IFC文件格式导出；内部设备主要为皮带机与料斗，使用AutodeskCAD、3DMAX进行建模，按DWG文件格式导出。
主电除尘器3的钢筋混凝土框架结构使用Revit进行建模，并按DWG文件格式导出。主电除尘器3、机尾除尘器6和混合机11设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模，并按DWG文件格式导出。皮带通廊9为钢结构形式，使用tekla xsteel进行建模，并按IFC文件格式导出。
(4)专业模型定位转化：对于以Autodesk系列软件形成的DWG格式导出的专业模型，建立统一的DWG坐标原点文件，将各DWG专业模型以插入块的形式导入到DWG坐标原点文件中形成各专业模型的DWG精确定位文件。使用Autodesk Navisworks分别打开将各专业模型的DWG精确定位文件，将其按NWC格式文件导出。
对于以tekla xsteel形成的IFC格式导出的专业模型，利用Autodesk Navisworks打开，并使用移动、旋转等命令进行精确定位调整后，以NWC格式文件导出。
(5)区域模块建模：将烧结工程分为烧结机1区域模块、环冷机2区域模块、主电除尘器3区域模块、主抽风室4区域模块、成品筛分5区域模块、配料间7区域模块和成品矿槽8区域模块。对各区域模块分别进行建模，使用AutodeskNavisworks分别对各区域模块包含的专业模型NWC格式文件加载到同一个文件夹里，形成完整的各区域模型，其中烧结机区域模型和环冷机区域模型如图5和图6所示，并分别导出各区域模型的NWC格式文件。
(6)总体模型构建：在Autodesk Navisworks中分别导入步骤(5)得到的各区域模块NWC文件，按照步骤(1)的烧结工程平面布置图对各区域模型逐一定位，形成烧结工程总体BIM模型，如图7所示。打开Navisworks软件在常用工具栏中选择附加命令加载烧结工程CAD平面布置图作为区域模型的定位基准文件；然后依次通过附加命令将烧结机1区域模块、环冷机2区域模块、主电除尘器3区域模块、主抽风室4区域模块、成品筛分5区域模块、机尾除尘器6区域模块、配料间7区域模块、成品矿槽8区域模块导入烧结工程总体模型文件中；全部区域模型导入烧结工程总体模型文件后在常用工具栏中点击打开选择树命令窗口，选择一个区域模型当其模型文件呈现深色显示时表示被选中，再点开项目工具栏中的移动命令，再点开移动命令下方的坐标变换窗口输入X、Y、Z数值进行区域模型的精确定位；通过逐一定位区域模型形成烧结工程总体模型。
在该大型烧结工程BIM模型构建方法中，钢结构模型使用tekla xsteel建立，建筑结构模型使用Revit建立，除尘管道模型使用Revit MEP建立，设备模型使用AutodeskCAD、3DMAX建立，建模涉及tekla与Autodesk两大软件公司相关BIM软件，tekla xsteel建立的模型使用IFC文件格式进行交换，在集成平台Autodesk Navisworks中实现模型的信息共享、精准定位，实现了不同软件公司、不同专业的建模软件形成的模型在集成平台上的信息共享。
该大型烧结工程BIM模型构建方法中，在构建模型文件时采用了多级架构形式，通过模块化的建模方法使总体BIM模型构建更加便捷，有助于提高软件运行效率。将各种建模软件形成的施工要素模型文件作为第一级，将由施工要素模型构建形成的专业模块做为第二级，将由专业模块构建而成的区域模型做为第三级，将由区域模型组合而成的总体模型为第四级，各级文件均采用Navisworks的缓存格式NWC文件进行整合。
该大型烧结工程BIM模型构建方法中，对模型文件进行了轻量化技术的处理，实现了对大型烧结工程总体模型的构建，降低了对图形工作站的依赖程度，实现了在一般普通电脑上进行大型烧结工程BIM模型的构建。针对由专业模型构建而成的区域模型先通过集成平台导出生成NWC格式缓存文件，进行总体模型文件构建时调用区域模型NWC格式缓存文件进行整合，而不使用原模型文件进行整合，这样可将整个烧结工程模型体积控制在100M以内，如此小的文件体积可确保在普通笔记本电脑上流畅运行。

Claims (8)

1.一种大型烧结工程BIM模型构建方法，包括以下步骤：
(1)总平面布局：按照烧结工程的工艺流程走向对所涉及的工程组成进行平面布局得到烧结工程平面布置图；
(2)施工要素模型建模：对烧结工程BIM模型构建中重复使用、可模块化安装的施工要素模型分别进行建模；
(3)专业模块建模：利用步骤(2)中构建的施工要素模型，对烧结工程的各主体结构按照专业分类分别进行建模得到专业模型，其中混凝土建筑结构模型采用Revit建立并按照DWG文件格式导出，钢结构模型采用tekla xsteel建立并按照IFC格式导出，设备模型采用Autodesk CAD、3DMAX建立并按照DWG格式导出；
(4)专业模型定位转化：对于以DWG格式导出的专业模型，建立统一的DWG坐标原点文件，将各DWG专业模型以插入块的形式导入到DWG坐标原点文件中形成各专业模型的DWG精确定位文件，使用Autodesk Navisworks分别将各专业模型的DWG精确定位文件导出为NWC格式文件；
对于以IFC格式导出的专业模型，利用Autodesk Navisworks打开并进行精确定位调整后以NWC格式文件导出；
(5)区域模块建模：将烧结工程分为若干区域模块，对各区域模块分别进行建模，使用Autodesk Navisworks分别对各区域模块包含的专业模型NWC格式文件进行加载，形成完整的各区域模型并导出NWC格式文件；
(6)总体模型构建：在Autodesk Navisworks中分别导入步骤(5)得到的各区域模块NWC文件，按照步骤(1)的烧结工程平面布置图对各区域模型逐一定位，形成烧结工程总体BIM模型。
2.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述烧结工程平面布置图按照工艺流程依次包括配料间(7)、混合机(11)、烧结机(1)、环冷机(2)、成品筛分(5)和成品矿槽(8)，各组成部分通过皮带通廊(9)进行连接，所述烧结机(1)与主电除尘器(3)连接，所述主电除尘器(3)与主抽风室(4)连接，所述烧结机(1)通过烧结室除尘管道(10)与机尾除尘器(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述施工要素模型包括烧结机星轮装配(12)、皮带通廊标准段(13)、烧结机吸气装置(14)、烧结机框架标准段(15)、烧结机台车轨道(16)、烧结机台车(17)、环冷机台车(18)、环冷机密封罩(19)、环冷机框架标准分段(20)和环冷机风箱(21)。
4.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述步骤(3)中对烧结机(1)建模：烧结机混凝土框架(23)使用Revit进行建模，按DWG文件格式导出；烧结机屋面结构(22)使用tekla xsteel进行建模，按IFC文件格式导出；烧结机(1)设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模，按DWG文件格式导出；
烧结室除尘管道(10)使用Revit MEP进行建模，按DWG文件格式导出。
5.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述步骤(3)中对环冷机(2)建模：环冷机台车(18)、环冷机密封罩(19)、环冷机框架标准分段(20)和环冷机风箱(21)分别通过插入块的方式导入到Autodesk CAD中，通过环形矩阵形成环冷机(2)的专业模型并按DWG文件格式导出。
6.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述步骤(3)中，主抽风室(4)、成品筛分(5)、配料间(7)和成品矿槽(8)的钢筋混凝土框架结构使用Revit进行建模并按DWG文件格式导出；其外墙、屋面钢结构使用teklaxsteel进行建模并按IFC文件格式导出；内部设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模并按DWG文件格式导出。
7.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述步骤(3)中，主电除尘器(3)的钢筋混凝土框架结构使用Revit进行建模并按DWG文件格式导出；主电除尘器(3)、机尾除尘器(6)和混合机(11)设备使用Autodesk CAD、3DMAX进行建模并按DWG文件格式导出；皮带通廊(9)为钢结构使用tekla xsteel进行建模并按IFC文件格式导出。
8.根据权利要求1所述的一种大型烧结工程BIM模型构建方法，其特征在于：所述步骤(5)中将烧结工程分为烧结机(1)区域模块、环冷机(2)区域模块、主电除尘器(3)区域模块、主抽风室(4)区域模块、成品筛分(5)区域模块、配料间(7)区域模块和成品矿槽(8)区域模块。
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