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實(shí)現(xiàn)極高的設(shè)計(jì)效率

采用行業(yè)解決方案Building Design for Fabrication與Integrated Built Environment，中南建筑設(shè)計(jì)院（CSADI）通過3DEXPERIENCE平臺采用智慧施工，在武漢新一代天氣雷達(dá)項(xiàng)目施工之前，為其創(chuàng)建了一個建筑工程虛擬孿生體驗(yàn)。

3DEXPERIENCE平臺將給排水、暖通等十多個專業(yè)的人員匯集到一個平臺進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的設(shè)計(jì)效率。

3DEXPERIENCE平臺將給排水、暖通等十多個專業(yè)的人員匯集到一個平臺進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的設(shè)計(jì)效率。

對于一個長期面對生產(chǎn)力挑戰(zhàn)的行業(yè)，在創(chuàng)新和效率之間取得平衡并不總是一件容易的事。然而，建筑業(yè)正在數(shù)字世界中尋找自己的定位，重新構(gòu)想有關(guān)建筑設(shè)計(jì)與建造的新方式。建筑、工程與施工（AEC）企業(yè)通過虛擬孿生技術(shù)超越建筑信息建模（BIM），在概念階段就融入工程和施工專業(yè)技術(shù)，將人員、數(shù)據(jù)和工作流程無縫聯(lián)系在一起。

中南建筑設(shè)計(jì)院（CSADI）設(shè)計(jì)開發(fā)的武漢新一代天氣雷達(dá)項(xiàng)目就是一個很好的示例。這個雙螺旋型氣旋狀氣象塔將在中國氣象災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，充分彰顯出中南院在價值鏈中運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)整合所有學(xué)科的理念，并在實(shí)際施工前通過虛擬方式完善設(shè)計(jì)構(gòu)造。中國努力推動智慧建造的決心，為中南院實(shí)現(xiàn)愿景提供了強(qiáng)大后盾。

中南院董事長李霆指出：“我們的愿景是轉(zhuǎn)型成為一家高科技企業(yè)，管理城市建設(shè)的方方面面。近年來，中國建筑業(yè)積極支持設(shè)計(jì)、采購、施工（EPC）的發(fā)展理念，一系列政策也在推動這一理念的發(fā)展。就EPC而言，設(shè)計(jì)起主導(dǎo)作用，總包則整合了所有學(xué)科。通過將產(chǎn)品和流程設(shè)計(jì)相結(jié)合，此前碎片化的項(xiàng)目管理如今真正實(shí)現(xiàn)了一體化?！?/span>

中南院相信3DEXPERIENCE平臺能幫助其實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的智慧建造的愿景。

李霆表示：“要想獲得成功，我們必須擁有最強(qiáng)大的工具。因此我們高度重視同達(dá)索系統(tǒng)的合作，并積極采用 3DEXPERIENCE 平臺開展工作。我們需要通過試點(diǎn)項(xiàng)目來測試平臺功能，而武漢新一代天氣雷達(dá)項(xiàng)目就非常合適。它幫助我們將結(jié)構(gòu)、水、暖、電和巖土工程等各個學(xué)科整合到虛擬孿生中，從而實(shí)現(xiàn)真正的協(xié)同設(shè)計(jì)?！?/span>

-通過3DEXPERIENCE平臺的CATIA對該塔的復(fù)雜設(shè)計(jì)進(jìn)行了數(shù)字優(yōu)化，確定下來塔的曲面扭轉(zhuǎn)18度是最佳方案。

如此多樣化的項(xiàng)目要想成功，必須將整個價值鏈中的所有利益相關(guān)方整合到統(tǒng)一環(huán)境中，以便考慮所有人的要求，避免在整個過程中丟失任何信息。

李霆說：“例如，當(dāng)我們與總包方共享3D模型時，可以做到非常細(xì)節(jié)化和精確化，而且模型基本保持不變。所有利益相關(guān)方從其自身學(xué)科出發(fā)，在同一個模型上開展工作，這也是我們首個在整個生命周期中都采用單一模型的項(xiàng)目?！?/span>

中南院工程數(shù)字研發(fā)中心主任張慎博士則認(rèn)為數(shù)字連續(xù)性帶來極大優(yōu)勢：“我們使用3D體驗(yàn)平臺的主要目標(biāo)是基于單一數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)驅(qū)動的業(yè)務(wù)。這可幫助我們將設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營與維護(hù)之間的數(shù)據(jù)高效連接起來，以便我們確切掌握每個階段的情況。”

從2D繪圖轉(zhuǎn)向3D數(shù)字模型對中南院而言具有重大的變革意義。

李霆表示：“3DEXPERIENCE平臺對我們的思維發(fā)生重大轉(zhuǎn)變起到了催化劑的作用。過去我們采用2D CAD開展工作時，每個學(xué)科都在獨(dú)自工作，繪制自己的圖，這往往會導(dǎo)致錯誤和工作優(yōu)先級難以協(xié)調(diào)，而實(shí)時協(xié)作則能避免這一問題?！?/span>

設(shè)計(jì)人員在施工之前會與客戶共享新一代天氣雷達(dá)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的照片級效果圖。

中南院工程師楊浩解釋道：“我們使用3DEXCITE進(jìn)行天氣雷達(dá)項(xiàng)目的內(nèi)裝設(shè)計(jì)，基于輸出的效果圖輔助材料選擇，幫助我們的客戶清楚地了解建筑完工后會是什么樣子?！?/span>

此外，3DEXPERIENCE平臺還有助于簡化項(xiàng)目管理，確保在恰當(dāng)?shù)臅r間為所有參與方準(zhǔn)確分配任務(wù)，并根據(jù)其自身角色需要賦予其相應(yīng)的功能權(quán)限。

楊浩表示：“我們使用3DEXPERIENCE平臺的ENOVIA將10多個不同學(xué)科（如給排水和暖通）整合在一起，并對不同人員賦予不同的權(quán)限。項(xiàng)目經(jīng)理向各學(xué)科負(fù)責(zé)人分配任務(wù)，確保整個流程更加清晰透明?！?/span>

通過這種優(yōu)化、透明的工作方法，中南院相對于過去能減少錯誤，并顯著加速項(xiàng)目完工。

張慎表示：“我們實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的設(shè)計(jì)效率。所有利益相關(guān)方都能實(shí)時看到彼此在模型上的更新，這樣我們就能將設(shè)計(jì)效率提升近30%。在統(tǒng)一模型中進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工規(guī)劃能避免承包商誤解或臆測，這能將施工過程中的錯誤率降低將近60%。整個施工周期縮短近30%?！?/span>

施工之前，中南建筑設(shè)計(jì)院通過3DEXPERIENCE平臺上的3DEXCITE輸出逼真的效果圖，更好地幫助其客戶對整個武漢新一代天氣雷達(dá)實(shí)現(xiàn)可視化。

武漢新一代天氣雷達(dá)不是一個傳統(tǒng)的建筑。塔身的外立面以“氣旋”為設(shè)計(jì)靈感，呈雙螺旋型。這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)通過3DEXPERIENCE 平臺上的CATIA進(jìn)行了數(shù)字化優(yōu)化，確定下來建筑的完美旋轉(zhuǎn)角度，并準(zhǔn)確計(jì)算得出用于外立面幕墻版的1000多塊玻璃纖維增強(qiáng)混凝土的形狀和規(guī)格，從而降低了施工難度和成本。

張慎表示：“武漢新一代天氣雷達(dá)項(xiàng)目的外形本身就非常復(fù)雜；它有著雙曲外形，就好像兩個人在跳雙人舞一樣。CATIA幫助我們明確建筑曲面最佳角度為18度?！?/span>

針對如此復(fù)雜的設(shè)計(jì)，精確的3D模型顯得至關(guān)重要，可以向承包商展示最終要呈現(xiàn)的成果是什么樣子的，以及如何實(shí)現(xiàn)。中南院使用CATIA為各個學(xué)科創(chuàng)建詳細(xì)的參數(shù)模型，包括建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣、管道和外立面工程，且支持生成配置和變體管理。

張慎表示：“我們與建筑承包商共享一個模型，對方案進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，使鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻和施工措施模型都得到了有效的統(tǒng)一，并能精確展示到底該怎么進(jìn)行施工?！?/span>

在虛擬世界中優(yōu)化天氣雷達(dá)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案并模擬施工，減少了實(shí)際施工階段的不確定性，幫助中南院節(jié)約了時間和資金。

張慎表示：“我們使用DELMIA創(chuàng)建虛擬孿生，對施工過程和自動化設(shè)備進(jìn)行仿真，從而能在施工開始前測試并驗(yàn)證方方面面的問題，確保所有工序明確，整個過程萬無一失。”

施工仿真對保證工人施工的安全也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

楊浩表示：“我們對施工過程中的幕墻版吊裝進(jìn)行了仿真，將懸掛平臺位置、障礙和風(fēng)力計(jì)算等具體因素考慮在內(nèi)，從而幫助確定工人進(jìn)行建筑外立面作業(yè)的理想工作條件。”

-中南院利用3DEXPERIENCE平臺進(jìn)行了多種仿真測試，包括對幕墻安裝過程的仿真，驗(yàn)證工人是否可以在安全的施工條件下施工。

采用智慧建造方法意味著中南院必須想辦法管理其現(xiàn)在生成的海量數(shù)據(jù)。中南院采用 3DEXPERIENCE平臺上的ENOVIA存儲所有數(shù)據(jù)和知識模板。

李霆表示：“從2D工程繪圖轉(zhuǎn)型到3D數(shù)字模型需要開展大量工作。3D模型要整合海量信息并清晰呈現(xiàn)，包括尺寸、材質(zhì)、成本和流程信息等。這推動我們在3DEXPERIENCE 平臺上創(chuàng)建自己的建筑虛擬孿生三維標(biāo)注技術(shù)規(guī)程（MBD）。我們相信，通過開展上述工作，我們的數(shù)字化施工的進(jìn)程將大大加快。”

楊浩補(bǔ)充道：“我們已通過3DEXPERIENCE平臺積累了大量知識，我們的模板庫正在不斷擴(kuò)充，這有助于我們今后加速推進(jìn)新項(xiàng)目的落地?！?/span>

與此同時，中南院還使用NETVIBES等工具管理所有施工相關(guān)數(shù)據(jù)，并能在清晰的看板中查閱相關(guān)數(shù)據(jù)。

張慎表示：“NETVIBES幫助我們高效協(xié)同施工過程、施工進(jìn)度管理和施工質(zhì)量管理數(shù)據(jù)。承包商能在3D模型中導(dǎo)入并查看所需的所有數(shù)據(jù)，隨著我們不斷推進(jìn)智慧建造流程的發(fā)展，這在未來也會帶來巨大幫助。”

3DEXPERIENCE平臺可實(shí)現(xiàn)在施工現(xiàn)場與多個利益相關(guān)方實(shí)時協(xié)作。

>>深化3DEXPERIENCE平臺的使用

對中南院來說，這只是開始。中南院目前正在探索如何在其他項(xiàng)目中使用3DEXPERIENCE平臺，利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效工作，并為之制定相關(guān)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

張慎表示：“以現(xiàn)在為起點(diǎn)，我們希望今后能使用統(tǒng)一的3D數(shù)據(jù)模型推進(jìn)預(yù)制工廠自動化機(jī)床的發(fā)展，這將帶動整個建筑行業(yè)的重大轉(zhuǎn)型。”

放眼未來，中南院計(jì)劃使用3DEXPERIENCE平臺強(qiáng)化其智慧建造的能力。

李霆總結(jié)道：“我們與達(dá)索系統(tǒng)一起取得巨大進(jìn)步。中南院現(xiàn)在必須抓住數(shù)字發(fā)展機(jī)遇，成為行業(yè)領(lǐng)先者。在達(dá)索系統(tǒng)的幫助下，我們將實(shí)現(xiàn)自我重塑，從一家傳統(tǒng)的工程咨詢企業(yè)轉(zhuǎn)型為一家工程建設(shè)領(lǐng)域的高科技企業(yè)。”

CHALLENGE		INDUSTRY		客戶案例		客戶案例
實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建造		建筑、工程與施工		Yellow River Engineering Consulting		中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
可持續(xù)性法規(guī)越來越復(fù)雜，接口數(shù)量增加。在協(xié)同虛擬環(huán)境中構(gòu)建以遵守環(huán)境法規(guī)。		通過協(xié)作和產(chǎn)品化最大限度地提高施工可持續(xù)性和項(xiàng)目盈利能力。		該公司選擇達(dá)索系統(tǒng)的3DEXPERIENCE?平臺和卓越 工程(Engineering Excellence)行業(yè)解決方案體驗(yàn)，用 于協(xié)同設(shè)計(jì)與生產(chǎn)管理創(chuàng)新。		西北勘測設(shè)計(jì)研究院采用3DEXPERIENCE平臺來確保整個工程項(xiàng)目周期的數(shù)字連續(xù)性，從而加快設(shè)計(jì)流 程、簡化協(xié)作并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的重復(fù)使用。