三、项目应用介绍

1. 项目应用难点

丰宁抽水蓄能电站是目前世界上最大的抽水蓄能电站。水电站在应用BIM技术的过程中，有以下难点问题。

① 对天然地形地貌高精度还原难度大、数据量大；

② 对地下地质情况只能根据有限控制条件进行判断得出，在后期需要不断进行修正调整（图1-3、图1-4）；

③ 水工建筑物依地形地质条件设计，多为非标准异形结构；

④ 机电设备、金属结构、建筑设备多为小尺寸和精细的零件、管路设备，并且数据量庞大；

⑤ 施工总布置建立在大尺寸工程区地形上，涵盖所有专业建筑物，数据量也十分庞大；

⑥ 水电站三维设计涉及几十个专业，多专业协同难度高，模型结构复杂及大数据量，对软件和平台要求高（图1-5）。

2. 生产管理体系

北京院通过近十年的研究和积累，目前已拥有较为完善的三维数字化协同设计生产组织和管理体系：建立了以项目为中心、专业为基础、数字工程中心为技术保障的矩阵式生产组织架构（图1-6），制定了三维协同设计工作流程，职责明确、分工合理、逻辑正确。北京院通过项目生产实践总结，将国家、行业、企业设计规范、标准、规则和知识融入到BIM设计中，发布了一系列企业级三维管理文件，规范设计过程，实现知识复用，提高设计效率。北京院为推动BIM设计工作，建立了实施保障机制，出台了一系列三维考核标准，建立了完善的奖惩机制。通过定期组织三维软件培训、三维认证考试，为BIM设计提供技术支撑。

3. 项目解决方案及应用流程

根据软件平台的功能，结合水电工程特点，将项目分为地质、枢纽、厂房、施工四个子系统。地质子系统主要以Civil 3D为主，建立测量地质专业三维模型，并进行各专业开挖设计；枢纽子系统主要以Inventor为主，建立枢纽布置中各专业建筑物模型，进行结构体型设计；厂房子系统主要以Revit为主，建立厂房内部土建结构、机电设备、建筑装修模型，进行结构、管路、设备布置设计；施工子系统主要以Infraworks及Infraworks 360为主，建立和集成施工总布置中各种建筑物、施工场地、设施模型，进行场地布置设计。各子系统均在统一的Vault协同平台上进行数据交互，在Navisworks软件中进行项目整体模型整合，进行三维可视化校审、碰撞检查、进度模拟等工作。借助BIM360云平台，开展项目参建各方的信息共享与协同工作，如图1-7所示。

4. 三维设计价值点

通过BIM设计，其价值点如下。

（1）模型与图纸的关联　设计人员能够根据三维模型自动生成各类工程图纸和文档，并始终与模型保持逻辑关联。当模型发生变化时，与之关联的图纸和文档将自动更新，避免了修改内容在某些图纸中被遗漏的情况，有效保证了设计的质量。

在地质子系统中，利用Civil 3D下自主开发模块，可以实现一键成图，并与模型关联，解决地质模型需要不断更新产生后序工作量大的难题。

在Inventor和Revit中，各专业出图也与模型关联，设计调整修改模型后，图纸也随之自动更新。如图1-8所示为Civil 3D三维地质模型。

（2）可视化校审　基于三维模型可模拟工程完建场景，实现可视化漫游和多角度审查，提高设计方案的可读性和项目校审的精度。

传统二维设计图纸表达有死角，如：二维图纸对于管路、桥架爬升、翻折、交叉、穿墙开孔等布置多重重叠区域为平面线型表达，无法反映空间位置关系，常常造成对图纸的理解错误。三维模型设计可以生成平、立、剖及三维轴测图纸，准确表达重叠位置的上下层位置关系、表达直观形象更易于理解。

在各个软件中，均可以实现三维模型可视化浏览，特别是Navisworks和Infraworks中，实现对项目整体模型大场景、大数据量的轻量化承载，保证漫游的流畅度，如图1-9、图1-10所示。

（3）智能碰撞检测　在Navisworks中，可智能实现各专业模型间的碰撞检测，生成检测报告，有效地减少工程“错、漏、碰、缺”的问题。

（4）优化设计　利用三维数字化成果，可通过多视角审视和虚拟漫游等手段，实现工程问题前置，进而完成错误排查和设计优化的工作，如图1-11所示。

（5）可视化沟通　直观可视化的三维模型将以一种所见即所得的方式表达设计方案意图，可有效提高工程参建各方间的沟通效率。同时，基于移动端技术可将设计成果上传至网络服务器，工程现场通过Ipad、智能手机等移动端即可浏览最新发布的设计成果。如图1-12所示。

（6）协同设计和并行设计　各专业设计均在统一的Vault协同平台上实时交互，所需的设计参数和相关信息可直接从平台获得，保证数据的唯一性和及时性，减少了专业间信息传递差错，提高了设计效率和质量。各专业数据共享、参照及关联，能够实现模型更新实时传递和并进行设计，极大节约了专业间配合时间和沟通成本，如图1-13所示。

（7）设计成果复用　通过参数化、关联性及模板化设计，可以实现参数驱动下的模型适应变形，可通过模板的调用实现设计成果的复用。

Inventor参数化模型、Revit参数化模型均可以制作成模版，通过项目应用不断累积和丰富模型库，实现类似项目的成果复用，提高效率和质量。

（8）工程材料表提取　通过精细化BIM模型设计，框选模型部分区域可快速生成其对应的材料量清单。材料量统计高效精确，减少了人工统计材料量的偏差，极大地降低了工程建设成本。

（9）项目全流程展示　采用场景模拟、渲染、校色、配音及后期处理等专业化制作技术，对工程进行多角度、全方位模拟展示，全面提高项目展示宣传效果、提高项目知名度与影响力，如图1-14所示。

5. BIM成果展示

（1）项目整体总装效果图（图1-15）

（2）工程三维图（图1-16～图1-20）

（3）工程Revit三维图纸（图1-21～图1-28）