CN110728086A - 机电bim二三维一体化装配式自动万能族制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，包括以下步骤：步骤S1，分析项目需求，以确定建族用族标准和族的万能性通用范围；步骤S2，进行构件拆分分析，根据族功能属性，将待建的单体族拆分为实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族，并分别将实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族再拆分为子族构件；步骤S3，对族的通用性进行整体分析，规划出能作为通用体的子族、子族构件或构件组合；步骤S4，进行设备级装配：采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族；及步骤S5，进行系统级装配：对各个单体族进行装配，以形成系统级设备组合族。本发明的方法二三维一体化应用便捷，万能化程度高。

Description

机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法。

背景技术

BIM（建筑信息模型）技术，在建筑业提质增效的发展中发挥着重要的推动作用。机电BIM二三维一体化设计，为建筑全生命周期的BIM应用提供着三维模型及二维图纸的基础核心支持。

在基于Autodesk Revit的BIM二三维一体化设计工作中，族作为三维模型与二维图纸的基本组成要素，扮演着核心角色，可谓核心之核心。族主要来源于Revit平台内置、网络传播、厂家提供、设计单位自制等。然而，目前这些途径的族主要存在以下问题：

（1）二三维一体化应用难度高：精细度良莠不齐，参数设置不标准，不利于标准化管理，给项目实施增加了难度。二维表达不规范，多数族的二维图纸图例与国家、地方或具体项目的出图标准不同，有些甚至不显示图例，在导出二维图后，图例替换工作繁杂且易错，导致部分项目无奈选择二三维分开干的低效工作模式。

（2）装配率低，结构性差：内部运算过程扁平化，架构化程度低，修改难度高。对于某些重复性高的设备组合，由于族之间未进行有机装配，导致联动性差，重复工作量大。而且族内部构件无法直接取出用于其他族的搭建，造成了构件的重复搭建。

（3）自动化程度低：非针对性制作的族，难以保证与项目订货设备的实际尺寸相匹配。固定尺寸族，尺寸修改难度大、耗时长，甚至一些厂商提供的族为其他平台模型转格式而来，无法修改。族内未体现安装运维所需空间，该虚拟空间占位无法参与软件工具的自动化碰撞检查，只能凭人工分析，效率低且对操作者施工运维经验要求较高。

（4）万能化程度低：固定尺寸族，应用面窄，仅能匹配于单个设备，增加了重复建族的工作量，造成项目内族数量大大增加，使项目文件更加臃肿且管理难度大。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其能够解决现有技术的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，包括以下步骤：步骤S1，分析项目需求，以确定建族用族标准和族的万能性通用范围，其中，族为在Autodesk Revit平台中进行BIM设计中所用的建模出图单元；步骤S2，进行构件拆分分析，其中，根据族功能属性，将待建的单体族拆分为实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族，并分别将实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族再拆分为子族构件；步骤S3，对族的通用性进行整体分析，规划出能够作为通用体的子族、子族构件或构件组合；步骤S4，进行设备级装配：采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族；以及步骤S5，进行系统级装配：对各个单体族进行装配，以形成系统级设备组合族。

在一优选的实施方式中，在步骤S1中，建族用族标准包括：建族用族平台及版本、族命名标准、构件三维信息精细度标准、设备性能参数设置标准、设备管理信息参数设置标准以及BIM应用文件间参数挂接标准；族的万能性通用范围是指目标族在所有项目中通用或在单项目中通用。

在一优选的实施方式中，在步骤S2中，实体三维子族为设备实体所占的模型空间；虚拟三维子族为安装、运行维护所占的空间；二维信息子族为在平面视图中所需显示的国家、地方或项目出图标准要求的二维图例、注释信息。

在一优选的实施方式中，在步骤S3中，通用体是指能在其他项目内、其他族内通用或在本族内重复使用的构件。

在一优选的实施方式中，自动化设计方法为利用有限外部参数驱动所有内部参数的设计方法，采用自动化设计方法，分别建立各子族构件包括：通过参数驱动子族构件外形，参数之间用运算方法进行关联联动，使通用体、单体族或组合族外有限个变量参数控制所有内部参数，其中，子族构件外形包括尺寸线、显隐性参数，并且运算方法包括阵列、逻辑运算、计算公式、条件语句、表格查找。

在一优选的实施方式中，采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族包括：对于不影响安装、运维工作的构件细节，使其进行内部封闭运算而不预留对外参数；对于构件中不影响安装、运维工作的细节进行简化；对于虚拟三维子族，设置为特殊颜色或设置为半透明，且能够进行显隐切换；对于运算公式密集的子族构件或构件组合，以族的形式制作，内部独立运算，外部预留必要的输入参数，通过调整外部参数，来驱动子族构件或构件组合进行相应变化；通用体以族的形式制作，内部独立运算，外部预留必要的输入参数，制作其他含通用体的族时，能够直接导入并调用。

在一优选的实施方式中，参数输入接口采用参数自动识别方式，以使得布置族时，族能够直接识别管线尺寸，并做出相应的调整。

在一优选的实施方式中，自动化设计方法中，对于二维信息子族，具体设置为：图例轮廓尺寸随实体联动变换，需要外接项目模型中其他构件的接驳点设置成直接接驳；在俯视平面图、剖面图中均显示，根据项目具体需求，选择是否在轴侧图中显示。

与现有技术相比，根据本发明的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法具有如下优点：

（1）二三维一体化应用便捷：

建族前对项目后期的各项BIM应用进行分析，按应用需求对族进行标准化参数设置，有利于模型与BIM应用平台的数据对接与标准化管理。二维表达更加规范，模型绘制时的二维视图及导出的二维图纸，直接显示项目要求图例，消除了二维图例替换工作，实现了建模与出图的所见即所得，提升了二维图纸出图效率与质量，有利于统一项目图例标准。

（2）装配率高，结构明晰：

族的架构简明、思路清晰，建族及用族过程一旦发现运行错误，即可分块进行排查，修改升级思路明晰、效率大增。族内部构件可直接取出，在不同族之间重复利用，构件兼容性高、二次利用简单，避免了重复搭建构件，降低了建族工作量。能够将经常组合在一起安装的单体族进行预装配，形成系统模块，单体族之间参数自动联动，减少了重复性人工添加及调整操作。

（3）自动化程度高：

通过人工调整外部参数或族自动识别，族的外形与性能参数即自动随动变化，轻松实现族与实际设备核心尺寸一致；且调整参数时无需进入族内部手动修改，操作过程简化、难度降低。将虚拟的安装、运维等空间要求进行模型实体化，即可实现BIM平台碰撞功能的自动化检测，充分利用了计算机的自动化运算优势，降低了对模型设计师的施工运维经验水平要求，提高了效率。

（4）万能化程度高：

族的通用性更强，单个族可以用于绘制一类设备，因此使用及管理更加轻量化。例如对重复构件（如阵列）进行采用通用子族构件方案，可有效缩小族文件体积，建模平台运行更加流程；再如在所有项目中通用的万能族，遇到新项目时无需新建即可直接使用；又如在单项目中通用的万能族，一个族能代替一类设备，化零为整，从而大大降低了族数量。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法流程图。

图2是根据本发明一实施例的部分风阀图例。

图3是根据本发明一实施例的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族的制作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本发明优选实施方式的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，包括以下步骤：步骤S1，分析项目需求，以确定建族用族标准和族的万能性通用范围，其中，族为在Autodesk Revit平台中进行BIM设计中所用的建模出图单元；步骤S2，进行构件拆分分析，其中，根据族功能属性，将待建的单体族拆分为实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族，并分别将实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族再拆分为子族构件；步骤S3，对族的通用性进行整体分析，规划出能够作为通用体的子族、子族构件或构件组合；步骤S4，进行设备级装配：采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族；以及步骤S5，进行系统级装配：对各个单体族进行装配，以形成系统级设备组合族。

在一优选的实施方式中，在步骤S1中，建族用族标准：建族用族平台及版本、族命名标准、构件三维信息精细度标准、设备性能参数设置标准、设备管理信息参数设置标准以及BIM应用文件间参数挂接标准，在建族时需进行相应设置；族的万能性通用范围是指目标族在所有项目中通用或在单项目中通用。

在一优选的实施方式中，在步骤S2中，实体三维子族为设备实体所占的模型空间；虚拟三维子族为安装、运行维护所占的空间；二维信息子族为在平面视图（俯视图、正视图、侧视图、轴侧视图）中所需显示的国家、地方或项目出图标准要求的线条、文字等二维图例、注释信息。

在一优选的实施方式中，在步骤S3中，通用体是指能在其他项目内、其他族内通用或在本族内重复使用的构件。

在一优选的实施方式中，自动化设计方法为利用有限外部参数驱动所有内部参数的设计方法，采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族包括：通过参数驱动子族构件外形，参数之间用运算方法进行关联联动，使通用体、单体族或组合族外有限个变量参数控制所有内部参数，其中，子族构件外形包括尺寸线、显隐性参数，并且运算方法包括阵列、逻辑运算、计算公式、条件语句、表格查找。

在一优选的实施方式中，采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族还包括：对于不影响安装、运维工作的构件细节，使其进行内部封闭运算而不预留对外参数；对于构件中不影响安装、运维工作的细节进行简化；对于虚拟三维子族，设置为特殊颜色或设置为半透明，且能够进行显隐切换；对于运算公式密集的子族构件或构件组合，以族的形式制作，内部独立运算，外部预留必要的输入参数，通过调整外部参数，来驱动子族构件或构件组合进行相应变化；通用体以族的形式制作，内部独立运算，外部预留必要的输入参数，制作其他含通用体的族时，能够直接导入并调用。

在一优选的实施方式中，参数输入接口采用参数自动识别方式，以使得布置族时，族能够直接识别管线尺寸，并做出相应的调整。

在一优选的实施方式中，自动化设计方法中，对于二维信息子族，具体设置为：图例轮廓尺寸能随实体联动变换，需要外接项目模型中其他构件的接驳点设置成直接接驳；在俯视平面图、剖面图中均显示，根据项目具体需求，选择是否在轴侧图中显示。

下面介绍本发明的一个具体实施例：

如图2-3所示，机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法包括如下步骤：

步骤S1，分析项目需求，确定以下两项内容：

（1）、建族用族标准：建族用族平台及版本、族命名标准、构件三维信息精细度标准、设备性能参数设置标准、设备管理信息参数设置标准、BIM应用文件间参数挂接标准等，建族时需进行相应设置。

（2）、族万能性通用范围：分析项目图例得出，其中，10个方形风管阀门（参见图2）具有极大的相似性，非常适合采用万能族方案来解决，即可在单项目内实现万能性（参见图3中步骤S1）。

步骤S2，进行构件拆分分析：根据族功能属性，将待建的单体风阀族拆分为：实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族，并分别将各个子族再拆分为一个或多个子族构件（子族构件例如图3中步骤S2中所示的风阀执行机构、风阀主体、法兰片、风阀执行机构安装检修空间、风阀执行机构二维图例、风阀主体二维图例）。

步骤S3，进行通用性分析：对族的通用性进行整体分析，规划出哪些子族、子族构件或构件组合可作为通用体（参见图3中步骤S3）。

步骤S4，进行设备级装配：采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族（参见图3中步骤S4）。

步骤S5，进行系统级装配：对各个单体族进行装配，形成系统级设备组合族（参见图3中步骤S5）。

具体地，本族采用的自动化设计及装配方法，主要包括：

对构件中不影响安装、运维工作的细节进行简化，整个系列风阀执行机构在子族构件中均体现为长方体，以体现核心尺寸，不体现具体细节，以增强执行机构子族构件的通用性。

风阀实体三维子族、检修空间虚拟三维子族采用查表功能及条件语句，以控制不同接管尺寸下的阀体、执行机构及检修空间尺寸；所有参数均挂接到接管尺寸上，布置族时，族自动识别接管尺寸，取代人工输入；安装检修空间虚拟三维子族颜色设置为红色半透明、可显隐切换，较为醒目，且方便一键切换；通用体以族的形式存在，独立运算，可直接用于其他族的制作。

二维图例子族采用显隐方式来控制不同种类风阀图例之间的线条差别，大幅减少二维子族构件的数量，实现轻量化。二维图例子族设置为在俯视平面视图及剖面图中均能显示，且尺寸与风阀实体三维子族尺寸相联动。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，所述机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法包括以下步骤：

步骤S1，分析项目需求，以确定建族用族标准和族的万能性通用范围，其中，所述族为在Autodesk Revit平台中进行BIM设计中所用的建模出图单元；

步骤S2，进行构件拆分分析，其中，根据族功能属性，将待建的单体族拆分为实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族，并分别将所述实体三维子族、虚拟三维子族、二维信息子族再拆分为子族构件；

步骤S3，对族的通用性进行整体分析，规划出能够作为通用体的子族、子族构件或构件组合；

步骤S4，进行设备级装配：采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族；以及

步骤S5，进行系统级装配：对各个单体族进行装配，以形成系统级设备组合族。

2.根据权利要求1所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述建族用族标准包括：建族用族平台及版本、族命名标准、构件三维信息精细度标准、设备性能参数设置标准、设备管理信息参数设置标准以及BIM应用文件间参数挂接标准；所述族的万能性通用范围是指目标族在所有项目中通用或在单项目中通用。

3.根据权利要求1所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述实体三维子族为设备实体所占的模型空间；所述虚拟三维子族为安装、运行维护所占的空间；二维信息子族为在平面视图中所需显示的国家、地方或项目出图标准要求的二维图例、注释信息。

4.根据权利要求1所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述通用体是指能在其他项目内、其他族内通用或在本族内重复使用的构件。

5.根据权利要求1所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，所述自动化设计方法为利用有限外部参数驱动所有内部参数的设计方法，所述采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族包括：通过参数驱动子族构件外形，参数之间用运算方法进行关联联动，使通用体、单体族或组合族外有限个变量参数控制所有内部参数，其中，所述子族构件外形包括尺寸线、显隐性参数，并且所述运算方法包括阵列、逻辑运算、计算公式、条件语句、表格查找。

6.根据权利要求5所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，所述采用自动化设计方法，分别建立各子族构件，并装配成通用体及单体设备族还包括：

对于不影响安装、运维工作的构件细节，使其进行内部封闭运算而不预留对外参数；

对于构件中不影响安装、运维工作的细节进行简化；

对于虚拟三维子族，设置为特殊颜色或设置为半透明，且能够进行显隐切换；

对于运算公式密集的子族构件或构件组合，以族的形式制作，内部独立运算，外部预留必要的输入参数，通过调整外部参数，来驱动子族构件或构件组合进行相应变化；

所述通用体以族的形式制作，内部独立运算，外部预留必要的输入参数，制作其他含所述通用体的族时，能够直接导入并调用。

7.根据权利要求6所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，参数输入接口采用参数自动识别方式，以使得布置族时，所述族能够直接识别管线尺寸，并做出相应的调整。

8.根据权利要求1所述的机电BIM二三维一体化装配式自动万能族制作方法，其特征在于，所述自动化设计方法中，对于二维信息子族，具体设置为：

图例轮廓尺寸随实体联动变换，需要外接项目模型中其他构件的接驳点设置成直接接驳；

在俯视平面图、剖面图中均显示，根据项目具体需求，选择是否在轴侧图中显示。

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