CN111597610B - 利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法 - Google Patents

利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，属于建筑信息模型的技术领域，该方法包括：将三维视图的旋转中心移到欲建非标准件的位置附近；运行Dynamo并进行可视化编程，编程完成后附着到Dynamo player中并运行；在欲建非标准件的两端布置有上游模型和下游模型，依次选择上游模型和下游模型所在接口的三维边缘线；输入非标编号；根据相关设计规则和欲建非标准件所需要躲避的图元，确定非标走向；通过Dynamo进行自动绘制直至程序运行结束，以自动生成名称为非标编号的常规模型族，以解决目前非标三维建模中的不足之处，并进一步提高设计效率，以加强和推进BIM技术在水泥工厂EPC项目中的应用。

Description

利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的 方法
技术领域
本发明属于建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)的技术领域，具体而言，涉及一种利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法。
背景技术
建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技术在建筑和工业设计领域得到了飞速的发展，现代水泥工厂建设项目也深入融合了BIM技术，给水泥工厂EPC项目带来了巨大的效益。三维模型是BIM技术的基础，如何快速精确地建立模型是水泥工厂设计中应用BIM技术的首要任务，Revit是目前使用最为广泛的建模软件，该软件主要应用于民用建筑领域，在用来做水泥工厂设计时尤其是在设计非标准件时还需要使用者自己开发出一些功能以适应设计的需要和提高设计效率。
水泥工厂设计时有个环节是非标准件的设计，即工艺流程上两个相连的设备之间需要溜子来输送物料或是需要风管来输送气流，这里的溜子和风管尺寸千差万别，不能形成标准，即为非标准件，简称非标。谢煜芳等人提出了基于Revit的水泥工程三维非标准件设计方法(申请号：201910781626.3)，该方法创建了多个非标部件参数化族，在新建的空白Revit项目下布置非标需要连接的设备模型(需要事先建立风管连接件口)，然后利用Revit风管系统和非标部件参数化族进行非标设计，最后利用Revit API在Visual studio平台下进行二次开发来统计材料。该方法由于要利用Revit的风管系统，故一个非标就是一个Revit项目文件(.rvt)，与Revit的图元层次关系不符，按照Revit图元层次关系，一个非标应为一个族模型(.rfa)；该方法仍然需要很多人工步骤才能实现非标设计例如设备模型布置需要人工确定设备模型的相对位置，风管系统需要人工一笔一画来绘制，参数化的非标部件需要重复查询设备资料才能确定参数，再者非标部件的放置也需要相当时间和精力等，计算式设计程度不高；非标设计要避免与结构梁柱和其它位置近的设备模型等干涉，该非标设计方法不能很好得躲避结构梁柱，除非再插入梁板柱和其他设备等模型，这无疑又增加了工作量；Revit API二次开发时间很长，成本很高，不易实现。
Dynamo是一款Autodesk近年来推出的可视化编程软件，同样是编程的思维，同样可以实现传统的Revit二次开发的功能，但它由有别与传统的Revit二次开发，它以计算式设计(Computational Design)为理念，采用“可视化编程语言”，学习成本低，即使不会编程也可以简单的使用节点进行设计，目前在国外应用十分广泛。
目前非标设计有在AutoCAD中进行二维设计，这是传统的设计方法，设计效率低下；另一种是在三维建模软件中，进行拉伸、扫掠、放样等进行三维设计，这种设计方法仍然需要设计师一笔一画进行设计，设计效率也有待提高，
鉴于此，目前改进的方法是先设计出三维非标部件并参数化，根据要设计的非标尺寸改变部件参数并进行拼接，首先该方法没有在车间模型项目环境下设计，设计非标时不能有效避让其他设备和结构梁、柱等；非标设计完成后要重新布置到车间模型中，布置时需要对非标定位又是一项机械繁复的工作；在进行正向设计时，有时需要根据非标尺寸来调整设备位置，在这种情况下该方法亦存在诸多不便。再者该方法仍然需要许多人工步骤，计算式设计程度不高，没有充分利用计算机的计算模拟能力，这与使用的开发工具和开发环境有一定关系，例如利用传统的Revit API进行二次开发需要很好的编程基础，开发时间长，门槛较高等缺点。Dynamo是近年来新流行起来编程软件，Revit2017以后的版本都默认安装了该软件，Dynamo与Revit结合使用可以帮助用户实现自动创建模型、协调、模拟和分析，继而突破BIM技术的既有限制。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法以达到解决目前非标三维建模中的不足之处，并进一步提高设计效率，以加强和推进BIM技术在水泥工厂EPC项目中的应用。
本发明所采用的技术方案为：一种利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，该方法包括：
(1)将三维视图的旋转中心移到欲建非标准件的位置附近；
(2)运行Dynamo并进行可视化编程，编程完成后附着到Dynamo player中并运行；
(3)在欲建非标准件的两端布置有上游模型和下游模型，依次选择上游模型和下游模型所在接口的三维边缘线；
(4)输入非标编号；
(5)根据相关设计规则和欲建非标准件所需要躲避的图元，确定非标走向；
(6)通过Dynamo进行自动绘制直至程序运行结束，以自动生成名称为非标编号的常规模型族；
上述各步骤能够充分利用Dynamo的可视化编程技术，从手工绘图转向程序自动设计，大幅减少设计者所耗费的时间和精力。
进一步地，所述步骤(5)如下方法：以上游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则；
且非标走向由上游模型的接口建模到下游模型的接口；
在此过程中，无需对三维模型进行参数化且也不使用参数化的三维模型，而是通过动态调整生成三维模型，进而在符合设计规范的同时能够躲避图元。
进一步地，所述步骤(5)如下方法：以下游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则；
且非标走向由下游模型的接口建模到上游模型的接口；
在此过程中，无需对三维模型进行参数化且也不使用参数化的三维模型，而是通过动态调整生成三维模型，进而在符合设计规范的同时能够躲避图元。
进一步地，所述步骤(5)如下方法：以上游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则；
以下游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则；
且非标走向为上游模型的接口和下游模型的接口朝向两者之间的中间方向；
在此过程中，无需对三维模型进行参数化且也不使用参数化的三维模型，而是通过动态调整生成三维模型，进而在符合设计规范的同时能够躲避图元。
进一步地，所述相关设计规则包括《水泥工厂设计规范》GB 50295-2016；所述图元包括建筑专业所涉及的梁、柱和电气专业涉及的电缆桥架，以确保对非标准件模型建立的合理性和适用性。
进一步地，所述步骤(4)中的非标编号通过人为设定，以能够将非标准件自动生成为常规模型族。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明所提供的利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，仅在车间项目模型的三维视图下完成非标的设计且不需要额外的视图和窗口转换，形象化程度高；该方法中是直接生成三维图元而不是复用参数化的三维图元(非标部件族)，在非标设计过程中可以及时看到非标和其他图元的相对位置，实现了非标的动态修改，避免了后续再修改非标，提高了设计准确率；最后自动生成的非标模型为常规模型族，其符合Revit图元层次关系，便于后续BIM技术的继续实施。
2.采用本发明所提供的利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，能够使设计者有更多的时间和精力关注设计本身，发现更多的设计选项，大量的机械重复工作由Dynamo程序自动完成；另一方面，Dynamo可以更加方便和深入地应用模型中的信息，提高BIM技术应用的深度和广度。
附图说明
图1是本发明所提供的利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法中针对溜子的建模示意图；
图2是本发明所提供的利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法的整体流程图；
附图标记如下：
1-上游模型，2-非标准件，3-下游模型。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
实施例1
在本实施例中具体提供了一种利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，该方法能够用于设计绘制水泥厂中输送固体物料和气体非标准件的三维模型，同时，本方法也可以用于绘制两头端面大小和位置已知的且走向已知的，类似于管道的三维模型，如图2所示，该方法包括：
(1)如图1所示，将三维视图的旋转中心移到欲建非标准件的位置附近，即在工艺流程上相邻的上游模型和下游模型两个模型附近，上游模型和下游模型指代上游设备和下游设备。
(2)基于Revit软件的Dynamo插件，运行Dynamo，建立各个函数的连接并进行可视化编程，编程完成后附着到Dynamo player中并运行；其中，可视化编程是属于本领域技术人员的熟知手段，主要是通过Dynamo中各个函数建立连接即可完成编程，类似于程序编程平台，以最终形成程序文件包，将程序文件包附着到Dynamo player中并运行，即可执行建模。
(3)在欲建非标准件的两端布置有上游模型和下游模型，依次选择上游模型和下游模型所在接口的三维边缘线，如附图1中上游模型接口和下游模型接口所对应的闭合边缘线；在Dynamo中选择select edges函数即可实现对接口的三维边缘线进行选择。
(4)输入非标编号，非标编号通过人为设定，以对不同的非标准件进行识别与区分；
(5)根据相关设计规则和欲建非标准件所需要躲避的图元，其中，所述相关设计规则包括《水泥工厂设计规范》GB 50295-2016；所述图元包括建筑专业所涉及的梁、柱和电气专业涉及的电缆桥架，并确定非标走向；在本实施例中，以上游模型的接口中心作为参考中心(在步骤(3)中选择了三维边缘线，通过边缘线可以计算出该参考中心，在实际应用中，通过多个函数实现，例如：输入线输出线端点坐标的函数，输入点坐标输出点坐标X值的函数等)，接口所在的平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则；例如：通过用户输入函数以实现输入ΔX＝50，ΔY＝0和ΔZ＝100，发现非标模型与混凝土梁有干涉，则改变输入为ΔX＝50，ΔY＝0和ΔZ＝200，发现不干涉了且同时又符合设计规范，则可以将建模继续进行，以此重复，在该过程中进行动态调整非标模型的建立，非标走向由上游模型的接口建模到下游模型的接口，相当于由上至下的方式进行建模形成非标准件。
(6)由于在步骤5中确定了非标走向，通过Dynamo进行自动绘制直至程序运行结束，以自动生成名称为非标编号的常规模型族，常规模型族符合Revit图元层次关系，便于后续BIM技术的继续实施。
实施例2
在实施例1中公开了利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，对该方法中步骤(5)替换为如下方法：以下游模型的接口中心作为参考中心，接口所在的平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则；例如：输入ΔX＝0，ΔY＝50和ΔZ＝100，发现非标模型与混凝土梁有干涉，则改变输入为ΔX＝10，ΔY＝20和ΔZ＝200，发现不干涉了且同时又符合设计规范，则可以将建模继续进行，以此重复，在该过程中进行动态调整非标模型建立，非标走向由下游模型的接口建模到上游模型的接口，相当于由下至上的方式进行建模形成非标准件。
实施例3
在实施例1中公开了利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，对该方法中步骤(5)替换为如下方法：以上游模型的接口中心作为参考中心，接口所在的平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，在该过程中进行动态调整由上游模型的接口延伸的非标模型建立，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则，此处不再举例，可参见实施例1；
以下游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，在该过程中进行动态调整由下游模型的接口延伸的非标模型建立，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合相关设计规则，此处不再举例，可参见实施例2；
在本实施例中，非标走向为上游模型的接口和下游模型的接口朝向两者之间的中间方向，即上游模型的接口逐渐朝向下游模型的接口进行非标模型建立，而与此同时，下游模型的接口逐渐朝向上游模型的接口进行非标模型建立，当达到上游模型的接口与下游模型的接口之间的中间位置附近后，完成对非标模型的建立。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将三维视图的旋转中心移到欲建非标准件的位置附近；
(2)运行Dynamo并进行可视化编程，编程完成后附着到Dynamo player中并运行；
(3)在欲建非标准件的两端布置有上游模型和下游模型，依次选择上游模型和下游模型所在接口的三维边缘线；
(4)输入非标编号；
(5)根据设计规则和欲建非标准件所需要躲避的图元，确定非标走向；
(51)以上游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合设计规则；
且非标走向由上游模型的接口建模到下游模型的接口；
(52)以下游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合设计规则；
且非标走向由下游模型的接口建模到上游模型的接口；
(53)以上游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合设计规则；
以下游模型的接口中心作为参考中心，接口平面为参考X-Y平面，通过设置ΔX、ΔY以及ΔZ的取值生成新的实体和新接口，以此重复，通过ΔX、ΔY以及ΔZ的取值进行躲避图元且符合设计规则；
且非标走向为上游模型的接口和下游模型的接口朝向两者之间的中间方向；
其中，ΔX、ΔY以及ΔZ是指新接口的接口中心与对应的参考中心之间的坐标差值；
(6)通过Dynamo进行自动绘制直至程序运行结束，以自动生成名称为非标编号的常规模型族。
2.根据权利要求1所述的利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，其特征在于，所述设计规则包括《水泥工厂设计规范》GB50295-2016；所述图元包括建筑专业所涉及的梁、柱和电气专业涉及的电缆桥架。
3.根据权利要求1所述的利用Dynamo实现水泥工厂BIM设计中的非标准件快速建模的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的非标编号通过人为设定。
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