CN110543710A - 基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，包括步骤：(1)创建基于Revit的水泥工程非标部件族，(2)创建非标部件族的共享参数体系，(3)配置三维非标绘制环境，配置非标材料量表，创建Revit项目样板文件，(4)创建Revit非标设计工具模块。本发明解决了AutoCAD二维非标设计的信息孤岛局面和复杂空间角度计算难题，打通了Revit设计水泥工程非标从建模、出图到材料量统计的整个流程，模、图、号、量、表一一对应且精细联动，实现参数化设计、非标部件自动编号、非标材料量统计清单自动输出。本发明实现三维可视化操作，降低设计难度，增加非标设计的趣味性和美观性，提高工作效率和准确性，为将来BIM数字化制造和工厂化预制打下坚实基础。

Description

基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法

技术领域

本发明属于BIM技术领域，尤其涉及一种基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法。

背景技术

水泥工程非标准件设计的传统方法是使用AutoCAD软件进行二维绘制，首先根据水泥厂工艺非标设计原则，计算确定非标形状、外形尺寸及倾角，计算设备之间的相对位置关系，然后使用AutoCAD绘出非标平、剖面及局部详图，非标材料进行人工编号，人工计算和统计材料量，材料明细表通过人工绘制、修改、写入，最后生成图纸。

在科学技术快速发展的今天，随着信息化进程的不断推进，BIM技术在建筑工程的多个领域中得到广泛的应用。水泥工程非标设计使用Revit创建族的功能进行三维非标设计，用拉伸、融合、旋转、放样、放样融合等命令创建非标模型，载入到项目中对应的位置，新建剖面、标注尺寸、手工编号、人工算量、人工制表、新建图纸、载入图框，最后把非标对应视图拖入图框中生成图纸。

上述两种传统方法有如下缺陷：

(1)传统的二维非标设计，复杂的空间角度不易计算和表达。

根据风管倾角和水平面投影夹角，利用三角函数公式计算出非标的真实空间角度，在二维图纸中，增加一个弯头局部视图，表达出这个空间风管的走向。这样计算容易出错，且计算出的角度不精确，弯头局部视图和非标整体走向无法表达准确。

(2)传统的三维非标设计，非标模型无法参数化设计，非标算量和制表还是需要依靠人工。

三维非标设计理念，相对于二维非标设计，仅仅多了一个非标的三维模型，模型无法参数化也就意味着复用率为零，且模型和数据不具有相关性，脑力仍然没有办法从大量的算量和制表工作中抽离出来，实质没有提速增效，还增加了软件学习成本。

(3)传统的两种非标设计方法，设计过程中存在大量的机械性操作。

计算设备之间的相对位置关系，这部分工作实际上在上游的工艺资料设计中已经完成，非标设计时仍要重复操作。非标所用材料量计算和统计、材料明细表制作等工作依然需要依靠人工。大量的机械性操作使得设计过程枯燥而乏味，设计员的脑力和精力被细碎、繁重、重复的机械性操作耗费殆尽。

(4)传统的两种非标设计方法，模型、图纸和数据信息均互不关联。

材料明细表与图纸、模型不关联、不一致，增加了校对审核负担，甚至对于校审后的非标修改工作，容易造成设计人员改了图形，忘了修改明细表等类似顾此失彼的情况。

(5)传统的两种非标设计方法，非标材料量无法按需统计，无法精细化管理。

对于单个车间中的单个非标件或多个非标材料量，对于整个车间或多个车间甚至整个厂的非标材料量，传统设计中，往往只能按设计者的经验给出大概的数值，在前期报价中、采购订货中和后期施工管理中，都无法做到高效化、精细化地管理。

综上所述，现有技术中存在空间角度难以计算和表达、非标模型无法参数化、大量的算量和制表工作依靠人工、数据信息孤立、非标材料量粗放化管理等问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，打通Revit设计水泥工程非标从建模、出图到材料量统计的整个流程，实现参数化设计、非标部件自动编号、非标材料量统计清单自动输出。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，包括步骤：(1)创建基于Revit的水泥工程非标部件族；(2)创建非标部件族的共享参数体系；(3)配置三维非标绘制环境，配置非标材料量表，创建Revit项目样板文件；(4)创建Revit非标设计工具模块。

进一步地，所述步骤1中，水泥工程领域的非标部件族包括风管系、溜子系、附件系、大风管系的各种部件。

进一步地，所述步骤2中，共享参数体系包括材料参数组、钢板参数组、代号参数组、型钢参数组、螺栓参数组、标准参数组、风管附件参数组、备注参数组。

进一步地，所述步骤3具体步骤为：(3.1)创建Revit项目，创建非标类型和非标系统类别；(3.2)载入对应的非标部件族，对布管系统进行相应的配置；(3.3)提取对应的非标部件族共享参数；(3.4)通过参数整合，配置非标材料量表。

所述步骤3.1中，非标类型包括圆形风管、椭圆形风管、矩形风管，非标系统类别包括PC_大风管、PC_风管、PC_溜子。

所述步骤3.4中，非标材料量表包括非标图纸索引、非标清单、非标材料明细表、非标材料分类清单、非标材料明细表_总表、非标材料明细表_保温表、大风管材料明细表。

进一步地，所述步骤4中，非标设计工具模块包括创建部件模块、清除编号模块、非标编号模块、写入参数模块、生成中心线模块、加强筋长度模块、异型面积模块、速求体积模块。

有益效果：本发明实现三维可视化操作，增加非标设计的趣味性和美观性。设计人员只需要根据上游的工艺资料设计中已经确定的设备之间的相对位置关系确定相关空间走向布置，然后依据水泥厂工艺非标设计原则计算确定非标形状、外形尺寸及倾角后，从设备模型中所带的风管连接件拉出风管或溜子，仅需要完成三维非标模型创建即可。复杂的空间角度关系的计算和表达难题也随即转化成了三维非标模型如何生成的问题，这样能极大地降低了设计难度，提高设计准确性和工作效率。

本发明解决了AutoCAD二维非标设计的信息孤岛局面，打通了Revit设计水泥工程非标从建模、出图到材料量统计的整个流程，实现参数化设计。开发的非标部件族库具有高度参数化特点，具有极高的复用率，部件中预设的共享参数信息都能提取和共享到材料明细表中，相关数据信息不再孤立。另外，部件族库由专门部门研发，如此一来，非标准件就具有了相对标准的特性，为将来BIM数字化制造和工厂化预制打下了坚实的基础。

本发明实现非标部件自动编号、非标材料量统计清单自动输出(包括单个车间中的单个非标件或多个非标、对于整个车间或多个车间甚至整个厂的非标以及其他自定义选择范围的非标件的各种明细表)，如此一来，细碎、繁重、重复的机械性操作在设计过程中就大大减少，设计员的脑力和精力被解放出来。在前期报价中、采购订货中和后期施工管理中，也能做到高效化、精细化管理。

附图说明

图1是本发明基于Revit的水泥工程三维非标准件设计原理图；

图2是“创建部件”的算法流程示意图；

图3是“清除编号”的算法流程示意图；

图4是“非标编号”的算法流程示意图；

图5是“写入参数”的算法流程示意图；

图6是“生成中心线”的算法流程示意图；

图7是“加强筋长度”的算法流程示意图；

图8是“异型面积”的算法流程示意图；

图9是“速求体积”的算法流程示意图；

图10是本发明的实施步骤示意图；

图11是非标材料明细表示意图；

图12是非标实例三维效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，包括步骤：

(1)创建基于Revit的水泥工程非标部件族；

基于Revit创建水泥工程领域的非标部件族，包括：

风管系的弯头、变径、三通圆叉管、圆变方、圆变圆(上下面不平行)、圆变椭圆、方形风口等；

溜子系的转角、弯角、方变方、三通方叉管、溜子盒、阶梯溜子、除铁器排渣溜子、V选溜子等；

附件系的烟囱消声器、烟囱风帽、垂直圆管底座、法兰、软连接、加强筋支座、清灰溜子、支吊架、排渣桶等；

大风管的方圆弯管、叉管弯头、圆方叉管、圆变方、膨胀节、大风管加强筋、风管支座、风管档架、直爬梯、钢平台等。

(2)创建非标部件族的共享参数体系，使参数能在项目中被读取、修改和共享，以便材料明细表的生成；

材料参数组包括：材料、材料种类、材料质量，参数类型分别为：文字、文字、体量；

钢板参数组包括：钢板规格、钢板面积，参数类型分别为：长度、面积；

代号参数组包括：数量代号、图号文字、图号代码，参数类型分别为：文字、文字、长度；

型钢参数组包括：型钢长、型钢宽、型钢厚、材料长度，参数类型分别为：长度、长度、长度、长度；

螺栓参数组包括：螺栓、螺母、垫片、螺栓规格、螺栓长度，参数类型分别为：文字、文字、文字、整数、长度；

标准参数组包括：螺栓标准、螺母标准、垫片标准、钢管标准，参数类型分别为：文字、文字、文字、文字；

风管附件参数组包括：直径、帆布面积，参数类型分别为：长度、面积；

备注参数组包括：备注，参数类型为：文字。

(3)创建Revit项目，配置三维非标绘制环境；创建非标类型，载入对应的非标部件族，提取对应的非标部件族共享参数；通过参数整合，配置非标材料量表；

(3.1)创建Revit项目，创建非标类型和非标系统类别；

非标类型：圆形风管：圆接头风管、圆风管三通、大风管；椭圆形风管；矩形风管：大风管和方溜子；

非标系统类别：PC_大风管、PC_风管、PC_溜子。

(3.2)载入对应的非标部件；

对非标类型中的布管系统进行相应的配置：弯头、首选连接类型、连接、过渡件、多形状过渡件矩形到圆形及多形状过渡件椭圆形到圆形等等。

(3.3)提取对应的非标部件族共享参数；

针对Revit自动的风管系统中的直风管，无法获取非标量表所需的相关数据信息，需要在“管理”栏下的“项目参数”添加如下共享参数至“风管”类别中：材料、材料种类、数量代号、钢板面积、材料质量。

打开Revit视图可见性，编辑对象样式，对风管、风管管件和风管附件类别，编辑相应的线颜色、线型图案和材质，新建相应子类别：CENTER、DASHED、EQUIP、THIN、DIM等。

在项目浏览器的风管系统一栏中，双击对应的非标系统，在材质和装饰一栏，修改相应非标系统的材质：PC_大风管的材质为P设备铝白色、PC_风管的材质为P设备蓝灰色、PC_溜子的材质为P设备蓝灰色。

(3.4)把非标部件族载入到Revit项目，提取非标部件族的共享参数，通过参数整合，配置非标材料量表，并以此作为样板。

具体预设非标材料量表如下：非标图纸索引、非标清单、非标材料明细表、非标材料分类清单、非标材料明细表_总表、非标材料明细表_保温表、大风管材料明细表。

(4)创建Revit非标设计工具模块；

为了进一步提高非标设计效率，通过使用Revit所提供的API接口，基于VisualStudio工具，创建非标设计工具模块，具体包括：

(4.1)创建部件模块；

Revit软件自带的“创建部件”功能不能一键把所有元素选中，通过二次开发创建部件模块，实现框选非标模型后，一键把其中含有的所有元素，包括直风管、风管管件和风管附件(即非标部件及其嵌套的部件族)均纳入到一个部件中来。

如图2所示，具体算法流程如下：遍历用户框选中的元素，将其添加至元素列表，检查元素是否包含子族，若有，则将子族添加至元素列表，并继续检查子族是否存在嵌套子族，最终将元素及所有嵌套子族添加至元素列表，然后将列表中的所有元素创建为一个部件，并将部件类别设置为与第一个元素相同。

(4.2)清除编号模块；

在非标部件族库创建过程或者预载入项目样板中的时候，部件或其子族的标识数据一栏中的“标记”参数自动赋值，如果不清除此类乱序编号，会使得后续的非标编号变得紊乱。

如图3所示，具体算法流程如下：遍历用户选中的元素并将“标记”参数置空，检查选中族是否包含子族，若有子族，则将其“标记”参数置空，检查子族是否包含嵌套子族，若有，则重复上述步骤将“标记”参数置空。

(4.3)非标编号模块；

通过该功能可以对于创建的每个非标件中的不同元素，进行自动地、从“1”开始连续地编号并写入对应的“标记”参数中。

如图4所示，具体算法流程如下：遍历用户选中的元素并进行过滤，保留其中的风管、风管管件、风管附件、专用设备、护理呼叫设备和部件。若元素是部件，则将该元素转化为部件实例后遍历其成员元素，将编号从“1”开始按顺序写入其“标记”参数中。若元素不是部件，则将编号从“1”开始按顺序写入其“标记”参数中，然后检查其是否包含子族，若有子族，则遍历其子族并建立元素列表存放不同规格的元素。对于遍历过程中的每个元素都与元素列表进行比对，若存在“螺栓规格”参数和“螺栓长度”参数相同的螺栓、相同“螺栓规格”参数的垫片和螺母、名称相同的非标部件族均编为同一个号，否则将其加入元素列表并接续编号。然后检查子族是否存在嵌套子族，若有则重复上述步骤进行编号。

(4.4)写入参数模块；

因为本发明是基于Revit的风管系统做的开发，那么风管系统中的直风管也是非标的组成部分，通过该功能可以对该组成部分，提取非标量表所需的相关数据信息。

如图5所示，具体算法流程如下：遍历用户选中的元素进行过滤，识别并保留其中的风管和风管管件，将用户输入的钢板厚度、材料种类(默认为“钢板或Steel plate”,此处提供中英文切换按钮)、数量代号(默认为“A”)写入风管及管件的对应参数，获取风管面积写入钢板面积参数，然后将面积转化为公制单位，计算出风管质量并写入材料质量参数。

(4.5)生成中心线模块；

鉴于Revit风管系统的风管在一些剖面视图中，不显示其中心线，影响图面整体性，若人工添加，则又费时费力。通过该功能，一键生成风管中心线。

如图6所示，具体算法流程如下：遍历用户框选中的元素进行过滤，保留其中的风管元素，获取风管中心线两端的坐标，若中心线与当前视图平面平行，则在两端坐标间绘制详图线；若中心线与当前视图平面不平行，则获取当前视图平面的法向量，计算两端坐标在当前平面的投影坐标，然后在投影坐标间绘制详图线。最后将详图线的样式设置为CENTER。

(4.6)加强筋长度模块；

大风管设计过程中，经常碰到不同布置形式的加强筋，长度计算成为设计员头疼的一大难题。该功能充分发挥计算机的计算功能，一键操作，既简单又精确。

如图7所示，具体算法流程如下：遍历用户框选中的元素进行过滤，保留包含子族的元素，遍历其子族查找名称包含“加强筋”的子族，获取加强筋子族的体积、钢板规格和型钢宽的参数值，通过公式：体积/(钢板规格*型钢宽)计算出加强筋长度，将同个父族的所有加强筋子族的长度相加,然后把结果写入父族的“加强筋长度”参数中，最后弹出对话框将计算结果展示给用户。

(4.7)异型面积模块；

非标设计过程中，经常遇到形状不规则的非标部件，如：上下面不平行的圆变方、叉管弯头、方圆弯管等等，通过现有的表格公式，输入相关数据，也能得出面积数据，但也仅在理想的模型中成立，有些计算结果也极不精确。该功能对于具有极高真实度的非标部件族，一键生成异型管件的面积，快速而精确。

如图8所示，具体算法流程如下：遍历用户框选中的元素，获取族实例，除去其共享子族的体积和钢板规格的参数值，通过公式：体积/钢板规格计算出族实例的面积，将面积写入族实例的参数：钢板面积，然后弹出对话框将计算结果(公制单位)展示给用户。

(4.8)速求体积模块；

Revit仅有常规模型类别的族，载入到项目后方可显示相应的体积参数，该功能可以提取任何类别的族的体积参数，并展示给设计员。

如图9所示，具体算法流程如下：遍历用户选中的元素，获取族实例，除去共享子族的体积，将体积换算为公制单位，然后弹出对话框展示给用户。

本发明基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，打通Revit设计水泥工程非标从建模、出图到材料量统计的整个流程，模、图、号、量、表一一对应。如图10所示，设计完成后，基于Revit的水泥工程三维非标准件的具体实现方法，包括步骤：

1)选择已配置好三维非标绘制环境的项目样板，新建项目；

如前所述，该样板文件中包括：预创建的非标类型和非标系统类别，预载入的部件族和预配置的布管系统，预定义的非标材质、对象样式、项目参数，预配置的非标材料明细表等。

2)完成上游设计工艺设备布置；

该步骤为本发明之外的辅助工作，工艺设备布置前，在设备模型的非标连接处添加风管连接件后载入到项目。

3)根据上游的工艺资料设计中已经确定的设备之间的相对位置关系确定相关空间走向布置，然后依据水泥厂工艺非标设计原则计算确定非标形状、外形尺寸及倾角后，从设备模型中所带的风管连接件拉出风管或溜子模型。

4)框选非标模型，点击“创建部件”生成整个非标部件，选中的所有元素，包括直风管、风管管件和风管附件(即非标部件及其嵌套的部件族)均纳入到该部件作为一个整体，然后修改部件名称，并把非标图名写入“注释”参数，如此便可自动统计非标清单。点击“创建部件视图”，包括非标平、剖面、三维正交及材料明细表等。

5)在部件视图中，框选非标模型，依次点击“清除编号”、“非标编号”、“写入参数”，若有加强筋或异型管件，则选中相应部件族后点击“加强筋长度”或“异型面积”。非标的编号和材料明细表在该步骤中自动生成，如图11所示。

6)新建、修改、完善非标剖面和局部详图视图，点击“生成中心线”，标注相关尺寸。通过该步骤解决计算机不能自动完成的工作。

7)锁定三维视图，框选非标模型后，点击“全部标记”或“单个标记”完成部件编号，如图12所示。

8)载入图框，新建图纸，把非标平面、剖面、局部详图、材料明细表等拖入图框中，生成图纸。

Claims (7)

1.一种基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，包括步骤：

(1)创建基于Revit的水泥工程非标部件族；

(2)创建非标部件族的共享参数体系；

(3)配置三维非标绘制环境，配置非标材料量表，创建Revit项目样板文件；

(4)创建Revit非标设计工具模块。

2.根据权利要求1所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，所述步骤1中，水泥工程领域的非标部件族包括风管系、溜子系、附件系、大风管系的各种部件。

3.根据权利要求1所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，所述步骤2中，共享参数体系包括材料参数组、钢板参数组、代号参数组、型钢参数组、螺栓参数组、标准参数组、风管附件参数组、备注参数组。

4.根据权利要求1所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，所述步骤3具体步骤为：

(3.1)创建Revit项目，创建非标类型和非标系统类别；

(3.2)载入对应的非标部件族，对布管系统进行相应的配置；

(3.3)提取对应的非标部件族共享参数；

(3.4)通过参数整合，配置非标材料量表。

5.根据权利要求4所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，所述步骤3.1中，非标类型包括圆形风管、椭圆形风管、矩形风管，非标系统类别包括PC_大风管、PC_风管、PC_溜子。

6.根据权利要求4所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，所述步骤3.4中，非标材料量表包括非标图纸索引、非标清单、非标材料明细表、非标材料分类清单、非标材料明细表_总表、非标材料明细表_保温表、大风管材料明细表。

7.根据权利要求1所述的基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法，其特征在于，所述步骤4中，非标设计工具模块包括创建部件模块、清除编号模块、非标编号模块、写入参数模块、生成中心线模块、加强筋长度模块、异型面积模块、速求体积模块。