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【摘要】物流服務是一種綜合性服務,隨著經濟的發展,現代物流業已經成為國民經濟中不可或缺的一部分,其發展程度成為衡量一個國家現代化水平和國際競爭力的標準之一。論文針對bim技術,旨在優化設計、降低投資成本以及提高生產效率等為目的,圍繞其在物流工業園區工程的設計、施工、運維、信息服務及防災減災方面的應用展開初步探討與展望。
【關鍵詞】BIM;物流工業園;虛擬設計;信息服務;防災減災
1緒論
1.1物流工業園區建設背景我國出現的最早的物流園區是1999年深圳規劃建設的平湖物流園。2001年中央六部委聯合印發《關于加快我國現代物流業發展的若干意見》,該《意見》指出:“在全國規劃和充分論證的基礎上鼓勵不同所有制投資者和外商投資企業參與物流基地的建設”。國務院在“十一五”規劃綱要中提出:“加強物流基礎設施整合,建設大型物流樞紐,展區域性物流中心”,標志著現代物流的產業地位正式確立。在國家的政策傾斜和扶持下,不僅很多經濟發達省份和中心城市積極規劃建設物流園區,許多中小城市甚至中心級鄉鎮也在規劃建設物流園區。而作為物流企業,必須擁有足夠雄厚的實力,提供包括倉儲、辦公、運輸等一系列的綜合服務。這種高標準的服務對物流企業的硬件資源提出了很高的要求,不同的客戶對貨物的倉儲、運輸有不同的個性化需求,物流企業需要根據貨物的具體屬性,建造個性化的倉庫,購置專用運輸設備或對倉庫和運輸工具加以改造或改裝,同時要求配備相應的辦公及后勤設施。在實際工程中,物流項目初期面臨的主要風險是投資量大,且資金很大比例用于基礎設施的建設和信息系統的構建,如何運用BIM技術,降低建設周期及投資成本,提高企業利潤,將是值得探討的問題。1.2BIM的概述BIM(BuildingInformationModeling),國際標準組織設施信息委員會(FacilitiesInformationCouncil)對BIM的定義為:BIM是在開放的工業標準下,對項目的物理特性和功能特性以及項目全生命周期中的各種信息的集成表現,為決策提供依據,從而更好地實現項目的價值。BIM被認為是建筑行業的技術變革,是從2D、3D的傳統建模到4D、5D的信息建模方式,概括為8個字,就是“聚合信息,為我所用”[1]。摒棄傳統設計中資源不能共享、信息不能同步更新、參與方不能很好地相互協調、施工過程不能可視化模擬、檢查與維護不能做到物理與信息的碰撞預測等問題。可視化、協同設計及碰撞檢測是其三大特點。2013年6月,中國工程建設標準化協會建筑信息模型專業委員會(中國BIM標委會)了《2013年中國BIM標準制修訂計劃》,共有21部工程建設協會標準獲準立項。包括建筑、結構、水、暖、電等各專業的P-BIM(Project-lifecycleBIM)軟件技術與信息交換標準。這些標準于2015年年底前編制完成,作為建筑工程項目中各項任務、各專業的BIM應用標準,可配合國家標準形成較完整的BIM標準體系(見圖1、圖2)。BIM時代已經來臨,帶來的是行業的一場革命。圖1設計方式由手繪到3D模式發展示意圖圖2BIM部分主要應用功能示意圖
2BIM在物流園區項目各階段的應用
2.1BIM在設計階段應用2.1.1土建建模在物流工業園區設計階段,BIM技術可以更加直觀地表現整體園區的建筑群體的分布方式。運用Ecotect、Equest等環境和分析軟件先對建筑群周圍環境進行整體的氣候分析,分析合理位置溫、濕度的大致情況,再利用AutodeskRevit、Archicad等建模工具建立基礎建筑模型體量,根據分析結果進行規劃布局。BIM三維可視化可將傳統的二維CAD圖形以三維模型的形式展現給用戶,使用戶能直觀感受到整個建筑,同時也容易發現設計存在的錯誤與不足(見圖3、圖4)。圖3基于BIM軟件建模的地形平面圖在協同方面,BIM實現協同設計必須堅持“一個設計平臺,一個設計模型,一個數據架構”,形成一個完全融為一體的三維信息模型,也就能保證模型數據和信息的準確性和完整性(見圖5)。利用碰撞檢查技術進行碰撞檢測,在設計階段發現問題,及時改正,減少設計失誤帶來的損失。2.1.2設備機電建模在建筑模型初步收尾階段,開始進行設備機電等細部構件的建模,首先對各個倉儲廠房以及建筑物進行合理的管線綜合排布,搬運設備的合理建模,運用已有建筑模型,再對接土建模型,按照合理規范布置,碰撞檢查,進行管線模型深化設計(見圖6)。此外,對于設備復雜、空間緊張、需特殊設備的建筑單體(如冷藏庫等),可利用機電BIM模型進行虛擬安裝,通過對方案的安裝工序比較,在設計上預留施工口,選擇最優的施工方案(見圖7、圖8)。2.1.3進出貨物工藝動態模擬根據合理建筑群道路的規劃分析,針對某一時間段內貨物進出倉的流程與時間的具體安排,進行合理的進出貨物工藝動態模擬,對物流工業園區的作業進行合理時間段規劃和階段性調整,針對不同類別貨物的運輸方式,結合時間規劃方案,進行不同貨物的運輸工藝動態模擬以及運輸路線的動態模擬[2]。
2.2BIM在施工階段的應用2.2.14D施工模型在3D的BIM模型中引入時間軸成為4D模型,可實現基于BIM模型的虛擬建造(VirtualConstruction)及項目管理。運用AutodeskNavisworks等軟件生成施工甘特圖,并進行合理的施工模擬,根據具體的地理位置與施工信息進行合理建筑施工順序排序。根據具體工期要求,各個施工階段合理分配時間,進行單一建筑物施工模擬的制作,以及整體建筑群合理施工分配的布置以及整體排布施工模擬。在施工各個階段將施工信息錄入管理平臺中方便信息的儲存和管理。利用BIM模型及相應的軟件,實現施工生產中的可視化模擬、可視化管理以及無紙化加工建造,使建筑質量、施工進度及施工成本之間的關系得以更高效地把控。2.2.25D成本控制模型5D是基于BIM3D的造價控制,工程預算起始于巨量和繁瑣的工程量統計,有了BIM模型信息,工程預算將在整個設計施工的所有變化過程中實現實時和精確,同時極大減輕造價工程師的工作量。在各個施工階段進行前,將施工模擬信息配合錄入材料的需求單、市場價格等,計算出各個施工階段以及余下的施工階段的施工預算,對比上一階段施工預算與工期的信息,對各個施工階段的工期以及材料、人工、設備等預算費用進行合理調整,對各個施工階段施工計劃價值曲線進行合理的調整。3BIM在運維管理階段的應用(6D運維管理模型)BIM在運維管理階段的應用,即BIM的6D應用,將設備及各類資產信息通過運維系統進行綜合管理,自動生成運維報表,而且報表與模型數據雙向互動,點擊報表內容可以實時調出設備平面圖形、三維模型及產品信息等,實現智能化和可視化管理、能耗管理及壽命管理(見圖9)。
4BIM管理平臺在物流園區信息服務的應用分析
1)物流信息化就是傳統的以重視物資流動的物流活動向以物資、資金、人員、信息的流動并立。物流信息化包括硬信息化和軟信息化兩方面,其中硬信息化主要指的是信息基礎設施的建立和信息技術的應用,BIM在這一方面上可建立管理平臺錄入信息綜合管理,合理整合處理信息的流動與釋放。軟信息化從內涵上來講,是信息資源同物流活動的深度整合。信息化的本質作用在于把信息資源融入物流活動中去,使物流活動發生增值。利用BIM管理平臺,合理提高物流管理信息服務質量,使物流信息化的真正價值得到體現。2)BIM管理平臺系統通過建設信息平臺,整合信息和信息服務,方便以較低的成本有效地滿足客戶的信息需求,以高質量的信息服務為客戶帶來全面、廉價的信息以及由其所帶來的經濟效益,是物流園區從根本上滿足客戶的重要途經。圖10BIM在物流信息服務領域應用示意圖3)信息管理平臺可以發現客戶的潛在需求并使之顯化。潛在需求又分為有意識到的信息需求和沒有意識到的信息需求。利用BIM信息管理平臺的現代物流服務強調根據客戶的不同需求,為客戶量身定做更具有個性化的,能在最大限度上為客戶提供增值的服務。使得物流組織的信息需求發生本質變化(見圖10)。
5BIM在防災減災中的應用
5.1火災模擬在BIM管理平臺的運維處理過程中,對物流工業園區內部進行適當的應急管理,應急管理旨在災害發生前,對災害進行提前預警;在災害發生時,即時利用BIM系統迅速定位控制閥門位置,即時查詢設備情況以便即時控制災情提供實時信息。根據廠房相應位置關系合理進行火災煙塵模擬,根據單一建筑物內部結構信息模型,制作單一建筑物內部煙塵模擬并制作整體建筑群火災煙塵模擬。5.2逃生疏散模擬為預防災害的來臨,在BIM管理平臺中錄入相應災害的逃生疏散模擬;根據火災煙塵分析,制作火災逃生模擬;根據空間煙塵走向、建筑物之間的相對位置關系及整體建筑群道路規劃路線,制作建筑群災害逃生疏散模擬。在災害來臨前,平臺系統將在安全出逃的時間范圍內合理通報預警,并開啟逃生必備的固定設施,以使建筑物中的人群安全疏散[3]。
6結語
綜述,BIM在工業園區項目的建設中,在設計階段,對建筑、結構、管線綜合和工藝流程等進行了建模和模擬,利用其可視化、協同設計、復雜的碰撞檢查等功能優勢提高設計效率;在施工階段,建立了基于BIM的4D模型和5D成本控制模型,提高了施工效率、施工進度,降低了施工成本;在運維運營階段,以BIM為基礎的信息平臺,科學而高效地指導物流生產及經營活動;在防災減災中,通過建立火災模型和疏散逃生模型,為安全生產提供有力保障。BIM給我們提供了可高瞻遠矚并能實際應用的工具,隨著技術不斷發展,相信未來各種應用也日趨豐富與完善。
【參考文獻】
【1】黃強.論BIM【M】.北京:中國建筑工業出版社,2016.
【2】郝柄慧.BIM在糧食物流園區中的應用研究[D].河南:河南工業大學,2014.
【3】陳培東.基于BIM的性能化分析手段在建筑防火設計中的研究與實踐———以五大連池火山博物館為例[J].建筑技藝,2015(10):84-89.
作者:林鋒單位:北京中機一院工程設計有限公司