李少宁
大地工程开发（集团）有限公司 天津分公司，天津 南开 300381
摘要：结合笔者多年来的工作经验，多年来参与BIM技术在选煤厂应用中的探索，介绍了BIM技术在选煤厂设计行业的发展现状，介绍了笔者所在公司BIM技术建模软件的探索过程，BIM技术引进对新工作流程的变化。
关键词：BIM；选煤厂设计；Revit
1行业BIM技术发展现状
BIM即建筑信息模型，其源于英语Building Information Model，后改为Building Information Modeling体现出了建筑信息模型是一个不断完善和优化的过程。BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。BIM在设计过程中主要的体现是搭建三维信息模型。
在设计领域BIM技术在民用建筑行业、化工行业起步较早应用也较成熟，但在煤炭行业尤其在选煤厂设计中的起步较晚，发展也较不成熟。
截止2020年初各选煤设计院大多都已开始探索BIM设计，但多数都处于概念阶段，真正应用于设计中的很少，应用于施工图设计的就更少。
BIM技术在施工管理和运营维护过程中的使用还基本没有。
2公司BIM技术发展过程
笔者所在的大地工程开发司（集团）有限公司天津分公司自2008年就开始探索三维的应用，探索初期三维设计首先应用于机制、土建钢结构和管道专业，并且各专业采用了不同的设计软件。自2012年公司开始要求全专业采用BIM技术进行设计，并开始探索采用统一的BIM设计平台，经过尝试了各种主流的三维设计软件如SolidWorks、CATIA、Bentley、PDS、PDMS、Plant 3D、Revit等软件，尝试了云平台为硬件加速，参观学习了三维技术较领先的其他行业，最终因软件费用、与已使用软件的对接难以程度、各专业设计人员接受程度等因素选择了Autodesk公司的Revit系列软件作为BIM设计平台和建模软件。并在一定时间内各专业仍然采用其他软件进行详图设计或计算，并与Revit实现无缝对接。
3 BIM技术应用于选煤厂设计的意义
煤炭行业自2002年至2012年渡过了快速发展的黄金十年，在这十年中新建项目多，投资体量大，投资预算足。自2013年开始煤炭价格下降市场下滑，新建项目难再批，改造项目增多，投资预算紧，建设用地也逐渐减小，选煤厂的设计理念也发生了转变，从高大上的厂房变成了紧凑型厂房。紧凑厂房中管线布置困难，因此传统的二维设设计难度大、失误率高，采用三维设计可以直观的进行管线布置，各专业设计完成后可以进行碰撞检查，因此必须开展三维设计。
另外，BIM设计具有可视化的特点，可以将设计的内容完整的展示给客户，在项目技术路线制定阶段可以直观的对多个方案进行对比。
4 BIM设计软件探索过程
在设计初期各专业通用设计软件为AutoCAD，各专业分别有各自的其他辅助软件。如土建专业使用的天正CAD以及相关插件辅助绘图，采用盈建科、PKPM等软件进行结构计算，采用TEKLA软件进行绘制钢结构设计和详图设计等。机制专使用SolidWorks、Inventor等软件及相关插件，采用带式输送机专用计算选型软件进行带式输送机的计算、选型和布置。电气专业使用的天正CAD、功率分布计算及切线典礼CAD等软件。工管专业使用有SolidWorks、MEP等设计软件。
BIM设计软件探索过程尝试了多种建模软件，主要有SolidWorks、CATIA、Bentley、PDS、PDMS、Plant 3D、Revit等软件。
各个软件开发的时间不同，针对的对象不同，特点、实用性也不同。其中SolidWorks、CATIA主要侧重于机械方面；Bentley、PDS、PDMS等软件发展于化工行业在探索初期用于选煤厂设计的案例较少，且后期开发工作量较大，年收费较高，与现使用的软件兼容性差，Plant 3D是Autodesk公司基于AutoCAD平台开发的三维流程工厂设计软件，主要与Bentley、PDS、PDMS竞争；而Revit是Autodesk一套系列软件的名称，是专为建筑信息模型(BIM)构建的。
鉴于Revit既可作为平台软件又可作为建模软件，可以兼顾各个设计专业，后期开发成本低，软件收费低，与原使用的软件兼容性、交互性较强因此选择使用了Revit软件作为BIM设计软件。
5设计过程探索
5.1软件学习
确定了设计软件后，公司开始组织各专业设计人员进行学习，首先有各专业推荐BIM设计带头人脱产研究软件的使用，并定期开会交流学习成果。
有一定成果后按专业进行培训，并以战为练，即为每位设计人员分配BIM设计任务，各专业相关人员在工作过程中初步掌握了Revit软件的使用。
5.2协同模式探索
专业间协调主要两个模式分别为链接模式和工作集模式。在实际工作中也可以同时使用两个模式。笔者所在公司在探索初期采用链接模式，后采用链接+工作集模式，目前原则上采用工作集模式，个别专业（最下游专业）可根据情况采用链接+工作集模式。
5.2.1链接模式
各专业创建本专业的模型，各专业间互相链接并定时更新链接。由于各个设计人员打开的模型中只有自己创建的模型，其他内容全部以链接模式，因此打开的模型较小，对电脑硬件要求较低，系统卡顿少。但由于链接的模型需要定期更新否则无法看到其他设计人员的最新设计成果，因此链接模式的实时性交叉。因此较大的厂因模型信息量较大无法一次加载可考虑此种模式。
5.2.2工作集模式
各设计人员采用不同的工作集在同一个文件中进行设计。此种模式打开的文件中加载了各个设计人员的模型，文件占用存储较大容易卡顿对电脑的硬件要求较高。但只要设计人员及时同步本地模型与中心模型便可以实时查看其它人员的设计模型。此种模式实时性较强，适合于小型厂的设计。
5.2.3链接+工作集模式
链接+工作集模式是两个模式的集合，可以是不同专业间采用链接模式，专业内采用工作集的方式，也可以是同一建筑单体采用工作集模式，不同单体建筑间采用链接的模式。笔者认为因不同单体间相关性低，且采用了不同的标高系统，用两个文件设计较为容易调整，因此第二种模式较优。
笔者所在公司目前采用此协同工作模式。
5.3设计流程探索
BIM技术的引进，导致原有的设计流程需要作出调整。选煤厂设计行业传统设计组织架构是工艺专业为龙头的设计模式。传统的选煤厂设计流程是：工艺专业根据项目实际情况进行工艺流程制定和车间设备、非标的工艺布置，布置完成经过评审后提资给土建、机制、水暖电等各专业进行本专业的设计，各专业间互相委托资料进行设计。各专业完成施工图后由工艺专业进行安装关系图汇总，并在安装关系图绘制过程发现和解决各专业间协调的问题。传统流程中一般要等到上游专业确定设计成果后才将资料提给下游专业（如工艺提资给其他各专业，机制、水、暖、电提资给土建专业）。也就是说这是一个串行“抛墙式”的设计流程，上游专业必须完成一定阶段的设计且通过审核后才能流转到下游专业，在时间上造成下游专业设计工期紧张，并且如果上游专业间出现设计冲突，上下游各个专业就必须来回反复提资进行修改。整个过程又要重来一次，使得设计者疲于修改调整设计。
设计过程引进BIM技术后，各专业在同一模型中进行设计，任何一个专业的设计模型都可以被其他专业实时查看，但不能修改；各专业发现彼此的问题可以实时沟通后由相关设计人员及时修正，减少了资料的来回传递，提高了设计效率和质量。
5.4标准制定
通过协同模式的确定、设计工作流程的确定，由BIM设计小组牵头制定了BIM设计标准，标准中规定了协同工作模式、中心文件的命名规则，BIM服务器的使用规则，BIM设计时原点、基点的利用，模型信息的规定以及公用共享参数的规定，设计工作流程及模型的维护规定，模型材质及材质名称的规定。
5.5族库完善
随着引进BIM技术的项目增多族库逐渐得到了完善，各专业业务建设要求每个季度现有完善一类设备或者构件的族库，并制定相关的标准化文件。
目前选煤厂使用的主要设备族库已经完善，遇到新设备、新工艺时也可以尽快完成建模。
6结束语
选煤厂的设计如果仍然采用传统的设计方式已经不能满足现阶段的生产需要，因此有必要对新的设计方法进行探讨。
近年来煤炭行业内智能化非常火，几乎所有的新厂大部分的老厂都在上智能化，笔者认为随着BIM技术的发展和完善，智能化可以承担底层信息感知、采集、传递和监控的功能，而BIM技术则发挥上层信息集成、交互、展示和管理的作用，智能化是离不开BIM的。
因此随着时代的进步，选煤厂行业的发展传统低效的方法逐渐将推出历史舞台，越来越多的用户会对BIM提出要求，项目建设过程也将大面积开展BIM管理，因此BIM技术将替代传统的设计方法。
参考文献：
[1]孙再征.BIM技术在选煤厂设计中的应用[J].选煤技术,2020(03):70-73+77.
[2]李少宁.BIM技术在鹿台山选煤厂设计过程中的应用[J].煤炭加工与综合利用,2020(09):30-32.