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“话题”中描述了一个综合问题的各个方面。

从参数化迈向数字化

wyxcqu 发表了文章 • 0 个评论 • 536 次浏览 • 2018-07-30 12:04 • 来自相关话题

                                                           从参数化迈向数字化

        本文以闲扯淡为主,附带谈不上操作逻辑的几段视频,外加可用来练习的原始模型。本文主要写给没有快捷路径只能手动建模的搬砖民工,对于能写代码的大神可以无视本文及视频。如果按照视频操作不成功,吃瓜群众要负主要责任。
        视频总共分为5段,个人是采用了逐阶递进的方式,从简单到略微复杂,有些东西可能没有讲到位,希望大家多多包涵。
 001-参数化-从面到体 https://v.qq.com/x/page/r07394jsm2m.html 
002-参数化-六角头螺栓(路径1) https://v.qq.com/x/page/v0739gm58d0.html 
003-参数化-六角头螺栓(路径2) https://v.qq.com/x/page/u0739ukg083.html 
004-参数化-花瓶墩 https://v.qq.com/x/page/p0739lasbq3.html 
005-参数化-车轮参数化 https://v.qq.com/x/page/w07394xbzsz.html 
        之所以起这么大的题目,个人感觉未来更多的会以0和1来描述生活,也就是数字化。正如参数化的初衷,用更少的量描述更多的东西,有更细的分类,更加模块化的描述,参数化的单元就如同砌墙的砖:模数。
 
        2015年秋季的时候,B家在帝都年会上隆重推出第一个CE版本,人称“可耐”版本,秋色大神在“BIM私塾”公众号上已经专门就版本内容做出了介绍,可读性很强。年会上除了反复强调工作流以外,提及到了“参数化”,同时在年会上专门抽出了四十分钟播放了秋色大神的“阀门参数化”详细操作视频,一时惊为天人。
        时间悄然过去三年,大家却仍然拿着可耐版本做V8i的东西,大量的功能弃而不用,实在可惜。V8i具有流畅的操作性能,对硬件要求比较低,同时关于V8i的资料较为完善,也导致了可耐版真正强大的部分一直挂在嘴上,却落实不到项目中。
        前面我们说到,可耐版的工作流和参数化设计是重点。大家已经充分感受到了B家产品Ribbon风,也用出了微软的感觉,却说不出有什么可吹嘘的地方,对于参数化,操作几次后更是感觉智商被掏空。
        参数化设计,以个人浅显的理解,是将B家产品的Feature Solid和DDD强有力的结合在一起,DDD是Dimension Driven Design 的缩写,也就是“尺寸驱动设计”,在MS 95版本上就有了这个功能,通常用于2D操作,通过MDL调用,据说用过的人都说不好使。Feature Solid(特征实体)的好处是可溯源,可修改,一般是针对Solid,也就是实体为主。
        首先我们关心的是“强有力的结合在了一起”,到底能干什么?我们常拿AB对比,参数化单元类似A的族,但是!A的东西从来就是条条框框很多,使用起来制约性太强,B家的东西好就好在“随心所欲”,在三维空间中做好参数化模型,dgn格式的文件中开开心心的使用。
        当然,不是模型做好以后参数化,而是做一个参数化模型。参数化的模型主要是通过三步:打开冰箱门,把大象放进去,关上冰箱门。
        第一步就是解构模型,简化要素;第二步是创建约束,模型构建及拼装;第三步是调校及调用。
        相对来说,三步都是比较重要的。我们构建参数化模型,是基于模型将被大量或经常使用的基础上,模型相关尺寸已经具备。下面我们以常规的“花瓶墩”为例,逐步分析实现路径。
        解构模型,简化要素 就是分析模型的构成,可以分成几部分,二维图形是线条的相互依存,三维实体则是面拉伸成体,实体通过交并差集创建复杂元素。这一步要实现的就是根据组成部分将模型简化成最少的图元。
        首先解构花瓶墩的组成部分,可以简化为两部分构成:桥墩墩身及垫石、承台及桩基。墩身可以简化为正立面拉伸成的体和左视图拉伸成的体进行交集,上部的垫石通过“特征实体”功能在墩身上进行创建,再借助“修改实体”功能拉伸;承台及桩基可以通过桩基底用面拉伸成体,再通过“特征实体”在承台下部创建桩基,利用“修改实体”完成拉伸。这样,完成了一个典型花瓶墩的构建。
        这里再强调一遍,一定要解构成最基本最少的元素,东西越多,层次越复杂,关系越难理清。在模型出现一定偏差的时候进行回溯分析,将会显得尤其痛苦,这也可能是用户不愿意使用参数化的原因之一。
        结合前面的分析,我们进入了第二步:创建约束,模型构建及拼装。这个过程可能会经常反复,是很值得玩味的操作。
        首先我们需要明确的是:
        1、约束不是越多越好,通过越少的约束实现越多的功能是我们期望的,再者,线、面和形体的自由度(DOF)是有限的,换言之:过度约束是一种浪费;其次,自由度为零也不代表不能添加约束。分析和解构模型的目的就是确定相应的约束关系。约束是一件考量思维方式的事情,不建议上来就进行自动约束。 
        2、辅助线!辅助线!辅助线!重要的事情说三遍!我们常说逢山开路遇水架桥,说的就是借助自身以外的外部工具,这个东西就是辅助线。辅助线帮你实现固定、控制图形状态。你能接受revit的参照平面,就会对这种操作给予充分肯定。
        3、魔鬼隐藏于细节。总有一些你看不懂、理解不了或者根本就没有原因的情况,让你前功尽弃。文章后面会安利一些小技巧以及软件bug。如果已经完成了对图元之间的约束,如无必要,尽可能的不要再去调整图元的位置或者进行日常操作(比如移动、带复制的旋转、镜像等),如果有前述操作,应再审视图元之间的约束存在情况。
        4、条目类型(Item Type)是一项基础工作,而且值得重视。
        前面提到的条目类型和参数化建模,如何实现及相关资料请移步帮助文件,优先社区提供了MSCE Update 3的中文离线帮助,相信你会获益良多。我也是最近才学会看帮助文件,比吃鱼还要补脑子。条目类型在一个DGN文件中,不同的model可以通用,但是参数化本地变量需要再次输入。

        我们以花瓶墩为例,详细解构一下相关约束。
        首先需要放弃自动约束,其次不要在线上加辅助节点之类,我们前面提到了由前视图及左视图拉伸面形成的体的差集得到,那么关键就在于前视图及左视图相关图元的约束。
        提取到的截面如图所示(可以自行下载DGN文件查看原始模型)




        从形体上分析,图元构成是比较简单的,基本可以归纳为直线及圆弧,可以根据图形计算出相关的尺寸及空间占位,但是我们并不需要所有的参数,重要的是:软件自带相关计算功能。比如说软件天然知道三角形的内角和为180°,四边形的内角和为360°,从正七边形的构建我们知道,当约束好6个内角以后,最后一个是不需要约束的,同样,对于面积约束的案例,我们并不需要去约束下部矩形的长度,软件在自有内在逻辑去实现。过多的约束会局限模型的应用范围。针对参数化,我们喜欢的是变量,而不是定量。
        图元分析完后,我们需要确定哪些是需要进行参数化的,哪些不能参数化。最简单的操作方式是通过“Stretcth(拉伸)”命令,查看长宽高变化后对图元的影响。花瓶墩参数化的关键在于两侧的弧线,前视图及左视图内均有弧线。以前视图为例:
 



        此处圆弧半径为10.4m,而根据相关数据,弧线的水平距离为0.8m,高差为4m,真正约束圆弧位置的应该是半径,而不是高差和水平距离。例如前视图顶宽不变,底宽变化,在同时锁定了高差及水平距离的情况下是无法实现参数化的变动的。如果仅锁定一个,假设高差4m已经锁定,进行拉伸测试,将水平间距每侧缩短0.3m,如下图所示:




        进行拉伸后的弧线不再是圆弧,而变成了椭圆弧,这样增加了线条的描述难度。对于锁定水平距离的拉伸测试和左视图的拉伸测试,读者可自行尝试,此处不再赘述。实际上我们只约束圆弧半径就可以,墩顶和墩底会根据提供的参数进行自动计算,对元素保留适当的自由度,一定程度上可以降低参数化模型出错的概率。约束程度的取舍依赖于建模人员的经验,也依赖于反复的调校与测试。
        第三步:模型的调校与使用。模型在使用之前必须要进行测试,这个是对自己和别人智商的尊重,测试的时候不仅仅针对使用范围内的参数,对于超过范围的部分参数也应该测试,查看模型的变化情况,往往这一步时发现问题的关键,测试过程中,暴露的问题应予以解决,不能“差不多”就将就过去了,很多时候当模型放大到一定程度就会出现问题。模型交付之前,需要标注清楚各个变量的意义,尽量附带示意图,不要搞的使用人员一头雾水,同时哪些变量可调,哪些属于中间计算或者辅助的数值不需要“可见”,需要使用前设定好,模型的参数尽可能简洁,方便自己也方便他人。

Tips:
        1、构建的参数化单元无法插入。如果你在X.dgn中完成了参数化单元的构建,希望在W.dgn中使用,就可能存在我们提到的问题:无法插入。解决方式:首先将该参数化单元参考到W文件中,之后右键“合并到主文件”,在此基础上,你再尝试插入一下参数化单元。
        2、可能存在的Bug。在002视频中大家可以发现,当六角螺栓部分参数进行调整后,整个螺栓变得失真,仅剩上半部分。但是所有的约束还在,将参数回调即可。但是由于超出了可接受的范围,会发现螺纹段与上部螺杆之间的约束丢失,需要重新约束一下。问题出现在特征实体上,也就是如果你在特征实体上压印一个面,然后通过“修改实体”功能进行拉伸创建,该过程第一次参数化的数值就是“最大值”。后续操作如果不超过该数值,模型不会失真。一旦超过,模型可能无法实现预期功能。解决该问题的途径有3条:最简单的就是,一开始就把数值设定的非常大,超过常规使用数,但是对于不常使用该单元的人,有可能一开始就输入了超过设定的数值,所以简单实用但仍存在问题;第二条思路是换一种模型构建方式,形体构建可以通过拉伸、交并差,那么同样,旋转也可以实现,构建出模型最原始的面,将数值约束好,进行构建,然后测试模型,这样比较稳妥;第三条路是形体的拼装,将模型分成多个节段,逐段构建,然后借助三维约束实现预期目标,这样的方式同样稳妥,只是在操作上略繁琐。
        3、锥面使用。对于特征形体,可以通过参数化构建坡度锥面,如下图000所示



图000
        设定长方体长宽高分别为LWH,将立方体的左下角固定,即ACS所在位置,假设左侧制造锥面,坡度为10°,此时可以看出长方体H为7时,上部长度L为10,在此基础上将H修改为9,效果如下图001所示。



图001
        可以看出,L=10仍旧停留在最开始设定的H=7的位置上,锥面坡度以最开始所在的位置进行切削,此时如果将H设定为5,效果如下图002所示



图002
        可见,锥面的参数化在使用的时候务必要谨慎。
        4、参数化的分解选择。刚才的tips2中提到了三种思路,关键是第二种,很多复杂形体是可以通过旋转实现,可以对比车轮的参数化,如果采用做螺栓的思路和视频中的方案,会得到不一样的结果,大家可以尝试一下。
        5、过度约束与约束消失。很多时候,我们建立了一个model,希望在一个model里面把所有的参数化完成,但是也存在令我们很崩溃的事情:明明都没操作什么,竟然告诉我已经“无法添加约束”,还有就是默默地把你的所有约束全部取消了,“一个或多个约束已经消失”。这个问题常见,也能解决:你心平气和的再建立一个吧。因为你如果还是在这个model里面进行约束,你会发现,即便你把所有的信息删除了,仍然提示你约束过度或者出现约束消失的情况,可能对文件进行一次压缩或者清理会好一些。但我仍然建议将这个model删除,重新建立一个,这样并不会浪费太多时间,其次就是以花瓶墩为例,我们是将前视图和左视图分开建立的,放在不同的model里面,最后在主model里面 “参照”——“合并到主文件”,你会发现,所有的约束还在!这样做的好处就是,对于复杂一些的形体构建,降低了一次性破坏的几率,同时也便于梳理,但请注意前提是,所有的参数是列在“条目类型”里面的,并没有设在“本地变量”里面,这也是条目类型的一大优势。
        百度云盘链接 链接:https://pan.baidu.com/s/1OWZEVK5rdQxz4sijAWK9kg 密码:y993。软件操作还是不太流畅,又语无伦次的写了这么多废话,希望对大家使用参数化能够起到一点作用,谢谢!
 
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                                                           从参数化迈向数字化

        本文以闲扯淡为主,附带谈不上操作逻辑的几段视频,外加可用来练习的原始模型。本文主要写给没有快捷路径只能手动建模的搬砖民工,对于能写代码的大神可以无视本文及视频。如果按照视频操作不成功,吃瓜群众要负主要责任。
        视频总共分为5段,个人是采用了逐阶递进的方式,从简单到略微复杂,有些东西可能没有讲到位,希望大家多多包涵。
 001-参数化-从面到体 https://v.qq.com/x/page/r07394jsm2m.html 
002-参数化-六角头螺栓(路径1) https://v.qq.com/x/page/v0739gm58d0.html 
003-参数化-六角头螺栓(路径2) https://v.qq.com/x/page/u0739ukg083.html 
004-参数化-花瓶墩 https://v.qq.com/x/page/p0739lasbq3.html 
005-参数化-车轮参数化 https://v.qq.com/x/page/w07394xbzsz.html 
        之所以起这么大的题目,个人感觉未来更多的会以0和1来描述生活,也就是数字化。正如参数化的初衷,用更少的量描述更多的东西,有更细的分类,更加模块化的描述,参数化的单元就如同砌墙的砖:模数。
 
        2015年秋季的时候,B家在帝都年会上隆重推出第一个CE版本,人称“可耐”版本,秋色大神在“BIM私塾”公众号上已经专门就版本内容做出了介绍,可读性很强。年会上除了反复强调工作流以外,提及到了“参数化”,同时在年会上专门抽出了四十分钟播放了秋色大神的“阀门参数化”详细操作视频,一时惊为天人。
        时间悄然过去三年,大家却仍然拿着可耐版本做V8i的东西,大量的功能弃而不用,实在可惜。V8i具有流畅的操作性能,对硬件要求比较低,同时关于V8i的资料较为完善,也导致了可耐版真正强大的部分一直挂在嘴上,却落实不到项目中。
        前面我们说到,可耐版的工作流和参数化设计是重点。大家已经充分感受到了B家产品Ribbon风,也用出了微软的感觉,却说不出有什么可吹嘘的地方,对于参数化,操作几次后更是感觉智商被掏空。
        参数化设计,以个人浅显的理解,是将B家产品的Feature Solid和DDD强有力的结合在一起,DDD是Dimension Driven Design 的缩写,也就是“尺寸驱动设计”,在MS 95版本上就有了这个功能,通常用于2D操作,通过MDL调用,据说用过的人都说不好使。Feature Solid(特征实体)的好处是可溯源,可修改,一般是针对Solid,也就是实体为主。
        首先我们关心的是“强有力的结合在了一起”,到底能干什么?我们常拿AB对比,参数化单元类似A的族,但是!A的东西从来就是条条框框很多,使用起来制约性太强,B家的东西好就好在“随心所欲”,在三维空间中做好参数化模型,dgn格式的文件中开开心心的使用。
        当然,不是模型做好以后参数化,而是做一个参数化模型。参数化的模型主要是通过三步:打开冰箱门,把大象放进去,关上冰箱门。
        第一步就是解构模型,简化要素;第二步是创建约束,模型构建及拼装;第三步是调校及调用
        相对来说,三步都是比较重要的。我们构建参数化模型,是基于模型将被大量或经常使用的基础上,模型相关尺寸已经具备。下面我们以常规的“花瓶墩”为例,逐步分析实现路径。
        解构模型,简化要素 就是分析模型的构成,可以分成几部分,二维图形是线条的相互依存,三维实体则是面拉伸成体,实体通过交并差集创建复杂元素。这一步要实现的就是根据组成部分将模型简化成最少的图元。
        首先解构花瓶墩的组成部分,可以简化为两部分构成:桥墩墩身及垫石、承台及桩基。墩身可以简化为正立面拉伸成的体和左视图拉伸成的体进行交集,上部的垫石通过“特征实体”功能在墩身上进行创建,再借助“修改实体”功能拉伸;承台及桩基可以通过桩基底用面拉伸成体,再通过“特征实体”在承台下部创建桩基,利用“修改实体”完成拉伸。这样,完成了一个典型花瓶墩的构建。
        这里再强调一遍,一定要解构成最基本最少的元素,东西越多,层次越复杂,关系越难理清。在模型出现一定偏差的时候进行回溯分析,将会显得尤其痛苦,这也可能是用户不愿意使用参数化的原因之一。
        结合前面的分析,我们进入了第二步:创建约束,模型构建及拼装。这个过程可能会经常反复,是很值得玩味的操作。
        首先我们需要明确的是:
        1、约束不是越多越好,通过越少的约束实现越多的功能是我们期望的,再者,线、面和形体的自由度(DOF)是有限的,换言之:过度约束是一种浪费;其次,自由度为零也不代表不能添加约束。分析和解构模型的目的就是确定相应的约束关系。约束是一件考量思维方式的事情,不建议上来就进行自动约束。 
        2、辅助线!辅助线!辅助线!重要的事情说三遍!我们常说逢山开路遇水架桥,说的就是借助自身以外的外部工具,这个东西就是辅助线。辅助线帮你实现固定、控制图形状态。你能接受revit的参照平面,就会对这种操作给予充分肯定。
        3、魔鬼隐藏于细节。总有一些你看不懂、理解不了或者根本就没有原因的情况,让你前功尽弃。文章后面会安利一些小技巧以及软件bug。如果已经完成了对图元之间的约束,如无必要,尽可能的不要再去调整图元的位置或者进行日常操作(比如移动、带复制的旋转、镜像等),如果有前述操作,应再审视图元之间的约束存在情况。
        4、条目类型(Item Type)是一项基础工作,而且值得重视。
        前面提到的条目类型和参数化建模,如何实现及相关资料请移步帮助文件,优先社区提供了MSCE Update 3的中文离线帮助,相信你会获益良多。我也是最近才学会看帮助文件,比吃鱼还要补脑子。条目类型在一个DGN文件中,不同的model可以通用,但是参数化本地变量需要再次输入。

        我们以花瓶墩为例,详细解构一下相关约束。
        首先需要放弃自动约束,其次不要在线上加辅助节点之类,我们前面提到了由前视图及左视图拉伸面形成的体的差集得到,那么关键就在于前视图及左视图相关图元的约束。
        提取到的截面如图所示(可以自行下载DGN文件查看原始模型)
页面提取自-从参数化迈向数字化.jpg

        从形体上分析,图元构成是比较简单的,基本可以归纳为直线及圆弧,可以根据图形计算出相关的尺寸及空间占位,但是我们并不需要所有的参数,重要的是:软件自带相关计算功能。比如说软件天然知道三角形的内角和为180°,四边形的内角和为360°,从正七边形的构建我们知道,当约束好6个内角以后,最后一个是不需要约束的,同样,对于面积约束的案例,我们并不需要去约束下部矩形的长度,软件在自有内在逻辑去实现。过多的约束会局限模型的应用范围。针对参数化,我们喜欢的是变量,而不是定量。
        图元分析完后,我们需要确定哪些是需要进行参数化的,哪些不能参数化。最简单的操作方式是通过“Stretcth(拉伸)”命令,查看长宽高变化后对图元的影响。花瓶墩参数化的关键在于两侧的弧线,前视图及左视图内均有弧线。以前视图为例:
 
001.png

        此处圆弧半径为10.4m,而根据相关数据,弧线的水平距离为0.8m,高差为4m,真正约束圆弧位置的应该是半径,而不是高差和水平距离。例如前视图顶宽不变,底宽变化,在同时锁定了高差及水平距离的情况下是无法实现参数化的变动的。如果仅锁定一个,假设高差4m已经锁定,进行拉伸测试,将水平间距每侧缩短0.3m,如下图所示:
002.png

        进行拉伸后的弧线不再是圆弧,而变成了椭圆弧,这样增加了线条的描述难度。对于锁定水平距离的拉伸测试和左视图的拉伸测试,读者可自行尝试,此处不再赘述。实际上我们只约束圆弧半径就可以,墩顶和墩底会根据提供的参数进行自动计算,对元素保留适当的自由度,一定程度上可以降低参数化模型出错的概率。约束程度的取舍依赖于建模人员的经验,也依赖于反复的调校与测试。
        第三步:模型的调校与使用。模型在使用之前必须要进行测试,这个是对自己和别人智商的尊重,测试的时候不仅仅针对使用范围内的参数,对于超过范围的部分参数也应该测试,查看模型的变化情况,往往这一步时发现问题的关键,测试过程中,暴露的问题应予以解决,不能“差不多”就将就过去了,很多时候当模型放大到一定程度就会出现问题。模型交付之前,需要标注清楚各个变量的意义,尽量附带示意图,不要搞的使用人员一头雾水,同时哪些变量可调,哪些属于中间计算或者辅助的数值不需要“可见”,需要使用前设定好,模型的参数尽可能简洁,方便自己也方便他人。

Tips:
        1、构建的参数化单元无法插入。如果你在X.dgn中完成了参数化单元的构建,希望在W.dgn中使用,就可能存在我们提到的问题:无法插入。解决方式:首先将该参数化单元参考到W文件中,之后右键“合并到主文件”,在此基础上,你再尝试插入一下参数化单元。
        2、可能存在的Bug。在002视频中大家可以发现,当六角螺栓部分参数进行调整后,整个螺栓变得失真,仅剩上半部分。但是所有的约束还在,将参数回调即可。但是由于超出了可接受的范围,会发现螺纹段与上部螺杆之间的约束丢失,需要重新约束一下。问题出现在特征实体上,也就是如果你在特征实体上压印一个面,然后通过“修改实体”功能进行拉伸创建,该过程第一次参数化的数值就是“最大值”。后续操作如果不超过该数值,模型不会失真。一旦超过,模型可能无法实现预期功能。解决该问题的途径有3条:最简单的就是,一开始就把数值设定的非常大,超过常规使用数,但是对于不常使用该单元的人,有可能一开始就输入了超过设定的数值,所以简单实用但仍存在问题;第二条思路是换一种模型构建方式,形体构建可以通过拉伸、交并差,那么同样,旋转也可以实现,构建出模型最原始的面,将数值约束好,进行构建,然后测试模型,这样比较稳妥;第三条路是形体的拼装,将模型分成多个节段,逐段构建,然后借助三维约束实现预期目标,这样的方式同样稳妥,只是在操作上略繁琐。
        3、锥面使用。对于特征形体,可以通过参数化构建坡度锥面,如下图000所示
000.png
图000
        设定长方体长宽高分别为LWH,将立方体的左下角固定,即ACS所在位置,假设左侧制造锥面,坡度为10°,此时可以看出长方体H为7时,上部长度L为10,在此基础上将H修改为9,效果如下图001所示。
00.png
图001
        可以看出,L=10仍旧停留在最开始设定的H=7的位置上,锥面坡度以最开始所在的位置进行切削,此时如果将H设定为5,效果如下图002所示
003.png
图002
        可见,锥面的参数化在使用的时候务必要谨慎。
        4、参数化的分解选择。刚才的tips2中提到了三种思路,关键是第二种,很多复杂形体是可以通过旋转实现,可以对比车轮的参数化,如果采用做螺栓的思路和视频中的方案,会得到不一样的结果,大家可以尝试一下。
        5、过度约束与约束消失。很多时候,我们建立了一个model,希望在一个model里面把所有的参数化完成,但是也存在令我们很崩溃的事情:明明都没操作什么,竟然告诉我已经“无法添加约束”,还有就是默默地把你的所有约束全部取消了,“一个或多个约束已经消失”。这个问题常见,也能解决:你心平气和的再建立一个吧。因为你如果还是在这个model里面进行约束,你会发现,即便你把所有的信息删除了,仍然提示你约束过度或者出现约束消失的情况,可能对文件进行一次压缩或者清理会好一些。但我仍然建议将这个model删除,重新建立一个,这样并不会浪费太多时间,其次就是以花瓶墩为例,我们是将前视图和左视图分开建立的,放在不同的model里面,最后在主model里面 “参照”——“合并到主文件”,你会发现,所有的约束还在!这样做的好处就是,对于复杂一些的形体构建,降低了一次性破坏的几率,同时也便于梳理,但请注意前提是,所有的参数是列在“条目类型”里面的,并没有设在“本地变量”里面,这也是条目类型的一大优势。
        百度云盘链接 链接:https://pan.baidu.com/s/1OWZEVK5rdQxz4sijAWK9kg 密码:y993。软件操作还是不太流畅,又语无伦次的写了这么多废话,希望对大家使用参数化能够起到一点作用,谢谢!
 
 

安装Bentley软件是出错,到VBA Core下载的地方就死机,

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从LumenRT渲染角度讨论模型的体量控制与导入形式

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      模型完成以后,无论有信息与否,都难以说清这个模型的成功程度,业内能看到构思精巧,天纵奇才,但食肉者不是工程师,你可以口若悬河,舌灿莲花,当然也需要一张逼真的效果图和浸入式视频来说服执牛耳者。
除了创造内容,我们还要讲好故事,也就是告诉别人:你是谁,你从哪里来,你要到哪里去。
       Bentley的建模软件自带渲染功能,也就是MicroStation内置的Luxology渲染器,同样,还有一款独立软件LumenRT。Luxology更像一款单反,LumenRT则像傻瓜相机,就市政行业来说(路桥隧、水厂泵站及管网),后者基本满足需求。其中邢豫元大师是前者的扛把子,他要说自己是Luxology渲染第二,估计没人敢说自己是第一。当然,还有其他很多很好的渲染软件,可惜我不会用。需求决定了使用,我们今天说说LumenRT。



MicroStation内置Luxology渲染
       如今的LumenRT,已经更新到了update4,分辨率更高,渲染时也有了更多的选择,使用起来不复杂,但是要用好,也不见得是分分钟的事。下图可以看出,图片渲染分辨率从update1的3840×2168跃迁到8192×4626,在输出模式上支持VR。分辨率的提高有效的改善了看图效果,同时渲染模式也发生了一定的调整。




       一、模型的整合与分拆
       一般来说,我们建模完成以后,需要将模型导入到渲染软件中去,在将文件参考总装的过程中,可能出现两个问题:材质和模型体量。
       我们会用ABD做一个建筑,用PC来做道路和市政给排水,用MS随手做一些东西。你用ABD打开建筑没问题,用PC看道路和绿化也挺好,怎么整合到MS里面来就发现绿化没了,道路灰了,窗户绿了呢?



MS导入到LumenRT里面看建筑 



从ABD导入到LumenRT里面看建筑
       对于攻城狮来说,问题怎么出现的不重要,重要的是解决掉。举例说,我们在PC里面看绿化和道路是正常的,在MS或者ABD里面看就没了材质,为了减轻工作量,我们可能会选择保留ABD的文件不动,将PC的进行处理,我们在MS中查看PC的组件的属性,实际都是有材质的,将PC文件合并到MS主文件,然后借助快速选择工具,将原来的材质去掉,换成新的材质,直到看上去正常为止。这个地方请注意,不是用图层管理器中进行材质管理。
       当模型搞定总装工作,就需要导入LumenRT中去了,很遗憾,你的V8i就是导入不成功啊~屡战屡败有什么办法呢,这时候就得给你推荐CE版本了,CE版本具备了更强劲的处理能力,导入LumenRT成功的概率更高。当然,只是概率更高而已,问题出在哪里?
       把大象放进冰箱分三步,打开冰箱门,将大象放进去,关上冰箱门。首先你得有大象,也得有冰箱,其次大象跟冰箱的匹配程度。说到这里我们就可以分析出决定导入LumenRT成功概率高低的因素:模型、电脑配置、软件(CE,LumenRT)、运气。后面三项已经确定的情况下,我们就要考虑模型的体量控制了。
       赵顺耐老师曾经在一次视频里讲过,做广州地铁项目时,前后六次优化,如何将模型的体量从几百兆最后缩减到几十兆。借助赵老师的经验,我们可以少走很多弯路。模型总装是将不同的model以参考的形式组装起来,模型文件的大小归结于单个文件的优化,最终体现在基础对象的控制。我们从来都是希望以简洁的形式阐释复杂的现象,共享单元和参考都能显著减小文件大小。在实际使用过程中,个人喜好不同,也决定了工具的选择倾向,除了别人的经验,也要自己多尝试和体验。
       减小模型体量,除了共享单元和参考,还包括构成对象的基本元素:点线面体。从后文我们会知道,不论你以何种元素构建对象,LumenRT中对象是以mesh的形式被渲染,而对象的构成是通过点线面体,当采用mesh替代soild后,除了模型文件减小,还会让渲染效果更理想。以下图井盖为例,可以看出效果差异。当然,从solid转换为mesh之前,最好备份一份源文件,同时控制转换精度。



图1-1 以soild形式导入LumenRT后,圆柱体呈现正16边形



图1-2 以mesh形式导入LumenRT后,整体更接近于实际
       二、渲染展示内容及形式
       导入LumenRT成功以后,就是渲染出成果的阶段了,却突然发现建模耗时许久,当初想法颇多,结果渲染出来的东西却不是你想要的,相对于人家的效果图,自己的东西实在山炮。建模说不上是一个愉快的过程,软件熟练以后,很多工作都慢慢转变为体力活。



人家做的效果图



这个是我的
       在LumenRT中,我们需要明确需要表现或展示的内容,其次以怎样的形式展示,在此之前,我们还要搞明白,软件能做什么不能做什么。
       当我们决定建模时,需要找出项目建模的意义,是设计师的创新应用还是一个系统工程,抑或是其他。在翻模过程中,要去分析设计初衷,方便运维检修还是安全距离,从美观实用还是有限空间的高度利用率?这些也可能是我们需要展示的部分,是别人想看和需要看的,利用结果导向来分析展示内容是重要的。简而言之就是重要节点重点展示,复杂工程条分缕析。
       工程设计人员使用LumenRT,能做到的基本是效果图,简单的漫游。软件各自有着力点,有些软件施工模拟溜到飞起,有些达不到这个功效,我觉得让设计人员做到全能,没有盲区,实在是有些勉为其难。从效果图和漫游角度来说,实际上也能做出一些成绩,同样的模型,如果评价效果图优劣,来自于光照条件、模型材质、背景。个人感觉渲染和动画需要回归设计本质,更多的去看模型,而不是被模型外的因素干扰,转移了注意力。效果图和动画应着力于体现建构筑物、管道、单体之间的相对关系,能让入门者看懂主次轻重,空间布置的逻辑与缘由,视频当然应具有观赏性,但如果拿掉语音解说,看视频的人是否还有再看两遍的欲望?

       三、模型的局部展示
       结合前述,对于相对复杂的工程,模型应进行局部表现。下面我们以简单的几个实体为例,讨论如何将模型的局部导入LumenRT,达到预期目的。




       A、利用参考文件的掩盖功能。
       该功能的应用前提:想要控制表现的对象是以参考文件的形式存在于该model中。如果掩盖的面要穿过某个对象,那么相交叉的部位呈现mesh,断面没有材质,空心化。如图A-1所示。



图A-1 利用参考掩盖导入LumenRT后渲染效果
       B、利用剪切立方体,可以进行前后上下左右以及不规则形状的剪切。
       构建剪切立方体时要注意,切截面的表现形式,如下图B-1所示,如果在clip volume settings中的CUT下拉菜单中选择了“cut/outside/forward/back”,截面就会出现图B-2状况,同样,FORWARD选项中选择前述选项也会出现同样的问题,建议FORWARD及CUT尽可能选择“wireframe”,或者将smooth:modeling调整到“usable for clip volumes”,这样用户可以更方便的查看剪切立方体效果,同时这样的导入方式不影响后续渲染。



图B-1 剪切立方体“CUT”下拉菜单选择“cut”



图B-2 导入LumenRT后截面图像



图B-3 CUT选项在实际渲染时显示效果(截面为黑色)
       以元素作为构建剪切立方体时,直接绘制的多边形和线串构成的多边形对于导入LumenRT的模型效果相同。由于封闭多边形会在LumenRT中出现,为了避免这个意外状况,需要将其Active Element Class属性调整为“Construction”,并在视图属性中关闭“Construction”。或者单独建立一个图层,将多边形放入该图层中,在LumenRT中也可以进行调整。
















       实际上在使用软件上还需多动手,加强一些对细节的把控。这些细节虽然不会影响大局,但是对于复杂模型或者大体量的模型导入导出耗时较多,如果不能找到症结所在,反而更容易打击建模人员的积极性,同时可能降低工作效率。

       C、LumenRT自身的剖切工具
       将完整的模型导入到LumenRT后,我们如果想查看某些对象之间的相互关系,可以借助于Clipping Planes,软件自身带了很多参数可以帮助我们进行调节,但是缺点也很明显:导入到LumenRT内的对象全部是以mesh形式存在的,而不是实体,剖切对象内部是空心的,剖切面没有材质,同时,我们难以做到剖切面的颜色同对象颜色一致。工具是便捷的,但仍有改进空间。



图C-1 LumenRT内的剖切工具



图C-2剖切工具参数调整



图C-3 实际工程中渲染效果

        D、通过将原模型进行剪辑
        当前述功能仍不能达到自己的预期目的时,可以调整一下思维:做一个我们需要的模型,该拿掉的部分拿掉,要刻意突出的保留。实际上就是将原model复制一个,然后将这个拷贝件进行编辑,对于模型中的参考文件,通过参考掩盖、图层显示或参考深度来控制表现的对象。既不影响原文件的完整性,也能达到自己的想法。



图D-1 原模型剪辑之后进行渲染效果
 
        结合前面所述,我做了一个泵站的模型,第一个视频还算过得去,第二个就是用LumenRT切剖效果,差异还是蛮大的。视频链接:https://v.qq.com/x/page/l0627yz0aof.html,https://v.qq.com/x/page/i0627wg36fe.html,或者在腾讯视频里面搜索:天津航空物流园雨污水合建调蓄泵站工程,天津航空物流园雨污水合建调蓄泵站工程-BIM
 








 
 








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      模型完成以后,无论有信息与否,都难以说清这个模型的成功程度,业内能看到构思精巧,天纵奇才,但食肉者不是工程师,你可以口若悬河,舌灿莲花,当然也需要一张逼真的效果图和浸入式视频来说服执牛耳者。
除了创造内容,我们还要讲好故事,也就是告诉别人:你是谁,你从哪里来,你要到哪里去。
       Bentley的建模软件自带渲染功能,也就是MicroStation内置的Luxology渲染器,同样,还有一款独立软件LumenRT。Luxology更像一款单反,LumenRT则像傻瓜相机,就市政行业来说(路桥隧、水厂泵站及管网),后者基本满足需求。其中邢豫元大师是前者的扛把子,他要说自己是Luxology渲染第二,估计没人敢说自己是第一。当然,还有其他很多很好的渲染软件,可惜我不会用。需求决定了使用,我们今天说说LumenRT。
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MicroStation内置Luxology渲染
       如今的LumenRT,已经更新到了update4,分辨率更高,渲染时也有了更多的选择,使用起来不复杂,但是要用好,也不见得是分分钟的事。下图可以看出,图片渲染分辨率从update1的3840×2168跃迁到8192×4626,在输出模式上支持VR。分辨率的提高有效的改善了看图效果,同时渲染模式也发生了一定的调整。
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       一、模型的整合与分拆
       一般来说,我们建模完成以后,需要将模型导入到渲染软件中去,在将文件参考总装的过程中,可能出现两个问题:材质和模型体量。
       我们会用ABD做一个建筑,用PC来做道路和市政给排水,用MS随手做一些东西。你用ABD打开建筑没问题,用PC看道路和绿化也挺好,怎么整合到MS里面来就发现绿化没了,道路灰了,窗户绿了呢?
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MS导入到LumenRT里面看建筑 
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从ABD导入到LumenRT里面看建筑
       对于攻城狮来说,问题怎么出现的不重要,重要的是解决掉。举例说,我们在PC里面看绿化和道路是正常的,在MS或者ABD里面看就没了材质,为了减轻工作量,我们可能会选择保留ABD的文件不动,将PC的进行处理,我们在MS中查看PC的组件的属性,实际都是有材质的,将PC文件合并到MS主文件,然后借助快速选择工具,将原来的材质去掉,换成新的材质,直到看上去正常为止。这个地方请注意,不是用图层管理器中进行材质管理。
       当模型搞定总装工作,就需要导入LumenRT中去了,很遗憾,你的V8i就是导入不成功啊~屡战屡败有什么办法呢,这时候就得给你推荐CE版本了,CE版本具备了更强劲的处理能力,导入LumenRT成功的概率更高。当然,只是概率更高而已,问题出在哪里?
       把大象放进冰箱分三步,打开冰箱门,将大象放进去,关上冰箱门。首先你得有大象,也得有冰箱,其次大象跟冰箱的匹配程度。说到这里我们就可以分析出决定导入LumenRT成功概率高低的因素:模型、电脑配置、软件(CE,LumenRT)、运气。后面三项已经确定的情况下,我们就要考虑模型的体量控制了。
       赵顺耐老师曾经在一次视频里讲过,做广州地铁项目时,前后六次优化,如何将模型的体量从几百兆最后缩减到几十兆。借助赵老师的经验,我们可以少走很多弯路。模型总装是将不同的model以参考的形式组装起来,模型文件的大小归结于单个文件的优化,最终体现在基础对象的控制。我们从来都是希望以简洁的形式阐释复杂的现象,共享单元和参考都能显著减小文件大小。在实际使用过程中,个人喜好不同,也决定了工具的选择倾向,除了别人的经验,也要自己多尝试和体验。
       减小模型体量,除了共享单元和参考,还包括构成对象的基本元素:点线面体。从后文我们会知道,不论你以何种元素构建对象,LumenRT中对象是以mesh的形式被渲染,而对象的构成是通过点线面体,当采用mesh替代soild后,除了模型文件减小,还会让渲染效果更理想。以下图井盖为例,可以看出效果差异。当然,从solid转换为mesh之前,最好备份一份源文件,同时控制转换精度。
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图1-1 以soild形式导入LumenRT后,圆柱体呈现正16边形
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图1-2 以mesh形式导入LumenRT后,整体更接近于实际
       二、渲染展示内容及形式
       导入LumenRT成功以后,就是渲染出成果的阶段了,却突然发现建模耗时许久,当初想法颇多,结果渲染出来的东西却不是你想要的,相对于人家的效果图,自己的东西实在山炮。建模说不上是一个愉快的过程,软件熟练以后,很多工作都慢慢转变为体力活。
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人家做的效果图
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这个是我的
       在LumenRT中,我们需要明确需要表现或展示的内容,其次以怎样的形式展示,在此之前,我们还要搞明白,软件能做什么不能做什么。
       当我们决定建模时,需要找出项目建模的意义,是设计师的创新应用还是一个系统工程,抑或是其他。在翻模过程中,要去分析设计初衷,方便运维检修还是安全距离,从美观实用还是有限空间的高度利用率?这些也可能是我们需要展示的部分,是别人想看和需要看的,利用结果导向来分析展示内容是重要的。简而言之就是重要节点重点展示,复杂工程条分缕析。
       工程设计人员使用LumenRT,能做到的基本是效果图,简单的漫游。软件各自有着力点,有些软件施工模拟溜到飞起,有些达不到这个功效,我觉得让设计人员做到全能,没有盲区,实在是有些勉为其难。从效果图和漫游角度来说,实际上也能做出一些成绩,同样的模型,如果评价效果图优劣,来自于光照条件、模型材质、背景。个人感觉渲染和动画需要回归设计本质,更多的去看模型,而不是被模型外的因素干扰,转移了注意力。效果图和动画应着力于体现建构筑物、管道、单体之间的相对关系,能让入门者看懂主次轻重,空间布置的逻辑与缘由,视频当然应具有观赏性,但如果拿掉语音解说,看视频的人是否还有再看两遍的欲望?

       三、模型的局部展示
       结合前述,对于相对复杂的工程,模型应进行局部表现。下面我们以简单的几个实体为例,讨论如何将模型的局部导入LumenRT,达到预期目的。
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       A、利用参考文件的掩盖功能。
       该功能的应用前提:想要控制表现的对象是以参考文件的形式存在于该model中。如果掩盖的面要穿过某个对象,那么相交叉的部位呈现mesh,断面没有材质,空心化。如图A-1所示。
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图A-1 利用参考掩盖导入LumenRT后渲染效果
       B、利用剪切立方体,可以进行前后上下左右以及不规则形状的剪切。
       构建剪切立方体时要注意,切截面的表现形式,如下图B-1所示,如果在clip volume settings中的CUT下拉菜单中选择了“cut/outside/forward/back”,截面就会出现图B-2状况,同样,FORWARD选项中选择前述选项也会出现同样的问题,建议FORWARD及CUT尽可能选择“wireframe”,或者将smooth:modeling调整到“usable for clip volumes”,这样用户可以更方便的查看剪切立方体效果,同时这样的导入方式不影响后续渲染。
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图B-1 剪切立方体“CUT”下拉菜单选择“cut”
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图B-2 导入LumenRT后截面图像
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图B-3 CUT选项在实际渲染时显示效果(截面为黑色)
       以元素作为构建剪切立方体时,直接绘制的多边形和线串构成的多边形对于导入LumenRT的模型效果相同。由于封闭多边形会在LumenRT中出现,为了避免这个意外状况,需要将其Active Element Class属性调整为“Construction”,并在视图属性中关闭“Construction”。或者单独建立一个图层,将多边形放入该图层中,在LumenRT中也可以进行调整。
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       实际上在使用软件上还需多动手,加强一些对细节的把控。这些细节虽然不会影响大局,但是对于复杂模型或者大体量的模型导入导出耗时较多,如果不能找到症结所在,反而更容易打击建模人员的积极性,同时可能降低工作效率。

       C、LumenRT自身的剖切工具
       将完整的模型导入到LumenRT后,我们如果想查看某些对象之间的相互关系,可以借助于Clipping Planes,软件自身带了很多参数可以帮助我们进行调节,但是缺点也很明显:导入到LumenRT内的对象全部是以mesh形式存在的,而不是实体,剖切对象内部是空心的,剖切面没有材质,同时,我们难以做到剖切面的颜色同对象颜色一致。工具是便捷的,但仍有改进空间。
3-C-1.jpg
图C-1 LumenRT内的剖切工具
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图C-2剖切工具参数调整
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图C-3 实际工程中渲染效果

        D、通过将原模型进行剪辑
        当前述功能仍不能达到自己的预期目的时,可以调整一下思维:做一个我们需要的模型,该拿掉的部分拿掉,要刻意突出的保留。实际上就是将原model复制一个,然后将这个拷贝件进行编辑,对于模型中的参考文件,通过参考掩盖、图层显示或参考深度来控制表现的对象。既不影响原文件的完整性,也能达到自己的想法。
MS-调蓄池for_animation.jpg
图D-1 原模型剪辑之后进行渲染效果
 
        结合前面所述,我做了一个泵站的模型,第一个视频还算过得去,第二个就是用LumenRT切剖效果,差异还是蛮大的。视频链接:https://v.qq.com/x/page/l0627yz0aof.htmlhttps://v.qq.com/x/page/i0627wg36fe.html,或者在腾讯视频里面搜索:天津航空物流园雨污水合建调蓄泵站工程,天津航空物流园雨污水合建调蓄泵站工程-BIM
 









 
 









 

这个是什么意思

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华春杯全国BIM技术应用大赛

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   为了进一步提升BIM技术在建设产业链的应用,推动BIM技术在建筑行业的信息化进程,促进BIM技术在我国建筑行业的广泛应用,加速BIM人才的培养。由陕西省土木建筑学会、西安建筑科技大学、陕西华春网络信息有限责任公司(BIM众包网)共同举办的全国性BIM技术赛事——“华春杯”全国BIM技术应用大赛应运而生。

   “华春杯”全国BIM技术应用大赛,是一条连接建筑行业学会、院校、企业的纽带,让BIM技术能够在建设产业链中快速实现普及和应用,也为建筑类院校学子提供了全新的发展领域,更为我国建筑行业储备了大量精通BIM技术的建筑领域科技人才。
 
   “华春杯”全国BIM技术应用大赛每年举办一次,一般在下半年启动。大赛面向全国各省市的BIM从业者及BIM爱好者,为他们提供了一个可以充分展示自我、锻炼自身技能的机会,大赛采用在线报名的方式,形式简单,操作灵活。并且,大赛全程不收取任何费用,同时还设置了金额不等的现金奖励,更有机会获得国内知名的BIM设计软件及培训课程,让每一名参赛的选手都能够满载而归。

   目前,“华春杯”大赛的影响力正逐渐在全国范围扩散,让每一位BIM技术人才都能够尽情展现自我,走向成功! 查看全部
    BIM技术被誉为21世纪建筑业生产力革命性技术,是建筑业信息化发展的大趋势,也是未来建筑人必须掌握的新技能。通过BIM技术建造的数字化模型,可以在各专业中进行相互协同,其带来的快捷性、准确性及协作能力,受到建筑业人士的大力欢迎。
 
   为了进一步提升BIM技术在建设产业链的应用,推动BIM技术在建筑行业的信息化进程,促进BIM技术在我国建筑行业的广泛应用,加速BIM人才的培养。由陕西省土木建筑学会、西安建筑科技大学、陕西华春网络信息有限责任公司(BIM众包网)共同举办的全国性BIM技术赛事——“华春杯”全国BIM技术应用大赛应运而生。

   “华春杯”全国BIM技术应用大赛,是一条连接建筑行业学会、院校、企业的纽带,让BIM技术能够在建设产业链中快速实现普及和应用,也为建筑类院校学子提供了全新的发展领域,更为我国建筑行业储备了大量精通BIM技术的建筑领域科技人才。
 
   “华春杯”全国BIM技术应用大赛每年举办一次,一般在下半年启动。大赛面向全国各省市的BIM从业者及BIM爱好者,为他们提供了一个可以充分展示自我、锻炼自身技能的机会,大赛采用在线报名的方式,形式简单,操作灵活。并且,大赛全程不收取任何费用,同时还设置了金额不等的现金奖励,更有机会获得国内知名的BIM设计软件及培训课程,让每一名参赛的选手都能够满载而归。

   目前,“华春杯”大赛的影响力正逐渐在全国范围扩散,让每一位BIM技术人才都能够尽情展现自我,走向成功!

MSce打开报错,有人遇到过这种情况吗?

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le8728287 发起了问题 • 1 人关注 • 0 个回复 • 1037 次浏览 • 2017-10-22 13:01 • 来自相关话题

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哪位老哥知道BIM在桥梁、隧道中的相关规范有哪些?

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Bentley电力行业BIM交流QQ群

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BIM在污水处理厂设计中的三维交付和二维出图

naier 发表了文章 • 0 个评论 • 2812 次浏览 • 2017-07-18 21:07 • 来自相关话题

 
作者简介:
 
王彦祥,天津市市政工程设计研究院,工艺工程师。2014年开始学习使用bentley软件。
 
写在之前:该文成于2015年,算是落满灰尘了。项目按图施工,早已竣工运行,下文所述并无虚言,写一个东西做一件事情总要找寻意义,如此说来,写这个报告的目的就是给同行一个参考,对于“BIM建模人员兼设计师”与“老员工不会用BIM”之间青黄不接的问题,提出一种解决思路。我们常说,国产货爱山寨,但我们也要意识到,都是舶来,之后分拆,然后模仿,继而走自己的路,最后才有创新。那么从CAD逐步过渡到全BIM,不会一开始就给你配备到位,你有想法,BOSS给你软件和机器就不错了,你要先富先付,才能带着大家富。大家就不要关心我富不富了,我还在工地搬砖。

0 前言

污水处理厂及泵站构筑物单体数量多、管线种类复杂、工期短、出图量大;建结水暖电等各专业间配合要求高,碰撞检查及专业间会签错漏逐渐增多;晒制蓝图对复杂节点表述不够生动清晰,向业主汇报效果差,造成对设计的评价较为滞后并低于预期,也不利于后续施工和运营维护。对于厂站等带有复杂管线设计的工程如果继续采用二维CAD制图方法,竞争优势正在逐渐减弱。
针对上述问题,各大设计院目前对于BIM 逐步重视,但多数仍停留在“翻模”水平,也就是设计人员完成二维平面设计,由专门的建模人员搭建模型,这样的模型并不实用,也做不到专业之间的预判和协调,并不能真正的增强竞争力。随着设计院的体制改革和向工程公司的转型,在工程建设的各个阶段必然面临着多重问题,设计院的项目BIM应用同样尚处于初级阶段。主要停留在二维图纸完成后,机械转换为三维模型向业主推介的低级阶段。目前的状态反而提升了使用BIM的成本,使得BIM设计成为拖累,整体BIM设计积极性和效果均不佳。
目前国内兴建综合管廊,与市政道路的新改扩建同步实施,在设计和施工阶段均面临地下管线复杂,新建管线繁多的问题,管线交叉碰撞几率提高,均会影响到出图效率和综合质量。
本文基于河南省某污水处理厂泥区建设工程,尝试直接对模型的构建,在此基础上进行三维模型交付和二维图纸输出。借助通用技术平台,相关软件进行数据交换,调用不同专业不同格式的图纸,最终形成三维模型并在二维与三维之间进行转换。
该水厂污泥处理处置区域,消化罐区内罐体与混凝土平台交错布置,各层平台上下均布置有工艺管线,包括排泥管、沼气管、供热上水管、供热回水管、进料管以及反冲洗管道。每个消化罐的出入口设置有相应的流量计和压力计,如何有效的布置工艺管线避免与混凝土平台的碰撞,同时又能便于阀门开关以及维护,同时人员在各层平台间能安全顺利通行。
通过构建建筑信息模型(BIM),可以直观的表现各种管线、管件之间的相互关系;软件自带的碰撞检测功能可以查看管线与其他建构筑物和管线之间的关系;管线管理器方便的修改管径和保温层厚度并且随时调整阀门类型及操作方式;“动态视图”和“剖图”提供了所见即所得的便利性;精确绘图保证了模型和出图的准确性;模型的平立剖可以表现出不同的视图模式并且可以保持与模型的联动;模型不同显示模式可以让业主对项目有充分的了解,

1 项目研究内容以及总体目标

1.1项目研究主要内容

(1)基于设计方案,探索直接进行三维建模的可行性;
(2)沼气管道、排泥管道、中心排污管均设置有坡度,供热上水管、供热回水管、进料管以及反冲洗管道坡度为零,研究在三维空间中如何定位并前后顺利衔接。
(3)将各专业图纸统一在MicroStation平台上操作,对接坐标,实现比例统一,三维模型与二维底图能精确对应。
(4)尝试采用三维模型直接向业主汇报,并在三维模型中进行设计的修正。
(5)对比研究切图完成后在BIM中进行标注和在CAD中进行标注的速度对比,摸索实用的作图方式。

1.2、总体目标

(1)完成多个单体的模型,并构建总BIM模型,完成平立剖及特殊节点切图并将DGN图纸导出形成图纸;
(2)模型可用性强,模型内管道参数,如保温层厚度、管道直径、管道连接形式可调,有效的完成管道连接性检验;
(3)碰撞检测通过,并且能有效的辅助工程的建设与实施。
(4)模型做到涵盖工程所需内容,占据存储空间小,尽可能的降低对计算机硬件的要求

2、项目研究进程与主要指标
2.1项目研究进程

(1)资料收集整理阶段
收集厂家提供的设备尺寸图、管线资料(管径、材质、保温层厚度)、阀门及弯管要求,设备厂家的P&ID图。
咨询业主对项目的建设要求(限高、防火),甄别已提供图纸的建设情况,明确地下现状管线及周边建构筑物。
同有模型构建经验的工程师沟通,进行经验总结,避免在后续工作中走弯路。
(2)方案制定阶段
与电气自控专业及结构专业进行方案初步探讨,初步确定管道坡度,走向,阀门及仪表安装位置(流量计前后安装要求、压力计位置),阀门控制方式(手动、电动、气动),支吊架形式。
结合厂家提资与业主要求,绘制平面方案,同结构专业与电气自控专业互提资料,明确预留预埋尺寸及大致位置。
进行数据计算,确定弯管曲率、管道坡度及直径,气动管路损失及压力需求。
(3)建模阶段
通过ABD构建结构专业的模型,使用OpenPlant完成设备、管道及仪表的布设,在通用环境里集成结构与工艺专业的三维模型,形成第一版方案。
(4)模型复核
在明确设备、仪表与管道和建构筑物之间的安全距离后,先通过软件自带的碰撞检测功能查看不同专业管线之间的碰撞可能性,再次进行管线与结构的碰撞模拟,判定墙梁板柱及预埋预留的合理性,该阶段可能涉及到模型的修正与完善。
将模型打印成3D PDF(即PDF文件里面存储有三维信息模型,使用Adobe软件即可查看),备注好查看的方式和里面存储的相关信息,咨询业主意见。
(5)三维模型的交付与二维出图
在上述基础上,完善模型,打印3D PDF(内部存储好相关的平立剖与相关视图),在MicroStation中切图,并进行相关的设置(线形、粗细、剖切方向、显示模式),导出二维图纸,基于二维软件有丰富的插件,可以快速完成标注,高效的将图纸按期交付。

2.2主要指标

(1)ABD中完成结构模型的构建;
(2)OpenPlant完成设备、管道及仪表的布设,赋予构件、管道及设备相应的属性和信息;

3、项目完成情况

3.1 模型构建与修整

3.1.1 软件学习与准备工作

本项目实时应用到的软件有CAD,MicroStation,AECOsim Building Designer以及OpenPlant。其中MicroStation既是通用平台,可以整合上述软件资料,交互使用;又是建模的平台,可以建立二维或者三维模型,但是建立的三维模型并不具备属性,带有属性的模型需要采用专业软件完成。其中,AECOsim Building Designer在本项目中主要完成了结构部分的建模,包括墙梁板柱及非标构件,OpenPlant在本项目中主要为工艺专业服务,也就是完成了管道及设备的构建。

3.1.2 软件学习计划

MicroStation为最基础的学习,也是最为关键的部分,涉及到三维空间中如何实现精确绘图,完成无属性模型的构建,每日研习视频及练习2小时,学习时间约2个月。完成后达到的效果包括:
元素方面:精确绘图,单元创建与安放,图层控制,快速选择等;
视图控制:视图模式的转换,保存视图,参考的引用及调整;
保存与修改:文件的压缩,设置的保存,即时操作是否保存的设定,文件加密的设定。
AECOsim Building Designer可以应用到多个专业,包括建筑、结构、管道与暖通。其中OpenPlant是专业的管道建模软件,针对结构专业,在本项目中每日研习视频及练习2小时,学习时间约半个月;
OpenPlant主要完成参数化设备,在设备上添加管嘴,放置管线,管线编辑,自定义构件等工作,在本项目中每日研习视频及练习2小时,学习时间约一个周。

3.1.3 建模过程

建模过程要 “抓大放小,分清主次”,本项目的最终成果是二维图纸交付,而大部分的设备厂家已经提供了平立剖面图纸,在建模过程中我们需要做的是提供合适的尺寸,形状比较规则的设备视作长方体,根据设备的长宽高进行设定,但对于设备的出入口,管道连接部分及对于总体的定位是必须需要准确的,最后出图时在CAD内将该部分矩形替换为设备图,简化建模过程,降低工作量。
在建模之前,需要详细研读厂家提供的设备图纸,明确各部分的相对位置关系,做到心中有数,既可以做到脑中构建,又可以充分了解设备的构造。在建模过程中可以暂时不关注后期渲染和材质选取的问题,主要目标在于模型的“精确”,市政行业的设备相对来说较为简单,不涉及复杂的操作,软件具体操作可以结合视频教程进行落实。
模型在构建过程中,如果没有特殊要求,建议不要设置过多的图层,同时比例可以设置为1:1的比例,因为该软件同CAD一样,可以在参考(类似于CAD的外部参照)中设置比例,而且操作速度较快。另外,在构建过程中,如果对于坐标系的掌控不熟悉,无法快速的进行ACS和GCS的转换,可以将复杂设备进行拆分(相对于中心点有一定偏转角度的设备),分别建模后,再通过ACS平面锁和ACS平面捕捉锁进行设备的定位和拼装,这样化繁为简。
本项目是采用的三维直接建模,尤其是针对管道,但在建模过程中,仍要考虑二维设计的重要性,也就是通过二维草图过渡到三维建模,是相互依托及反馈的过程,软件只是实现的工具并不是设计意图,决定因素仍然是人。
由于不同专业软件之间兼容性并不强,设计需要修改的地方还是需要回到原设计软件环境下进行处理。由于管道是带属性的,不能使用MS自带的打断功能进行管道修改及平移复制等工作,这将导致管道连接失效,在设计过程中应采用专业软件的管道复制打断及延伸功能。

3.2软件关键操作

3.2.1 文件参考到DGN文件中

设置CAD文件的坐标系,首先在模型空间对照查询引出的坐标是否与提供的坐标点一致,如果不一致,调整图像位置,直到引出点为绝对坐标点一致为止。
菜单栏——工具——参考——1参考,在弹出的对话框中,选择“工具——连接”,找到需要参考进来的CAD图像,弹出对话框,提示相应的参考图纸,此处一定要选择模型空间,因为布局空间的坐标对应不上;再次比例一定要对应,在MicroStation中采用的是1:1的绘图方式,图纸空间无限大,类似于CAD。

3.2.2 DGN文件转换为文件时保持坐标一致

在MicroStation操作界面命令键入域键入GO=$并回车,查看状态栏的显示,如果显示的不是“全局原点距设计平面中心偏移0.00,0.00,0.00”,就说明DGN的坐标系被修改过,需要进行调整。在MicroStation操作界面命令键入域键入GO=并回车,弹出对话框,选择“中心点”模式,提示“输入数据点以接受并在设计平面中设置全局原点的中心”,在坐标系中输入0.00,0.00,0.00并回车,则全局坐标与当前坐标一致,查询引出的坐标即为绝对坐标。

3.2.3 三维DGN文件转换为二维文件

将MicroStation文件中的图像由三维转化成CAD二维,在模型空间及布局空间均显示二维,而且没有任何附件、就跟粘贴过去一样,尽可能缩小文件大小并储存尽可能多的内容。
菜单栏:文件——输出——可视边,对话框中选择输出二维图纸,将三维DGN转换为二维DGN,然后再菜单栏——文件——另存为——。
用MicroStation V8i的动态视图技术也可以从三维模型中,抽出二维图,只不过之间的转换是通过设置显示样式来控制二维图的,而在DEM(Drawing Extraction Manager)中是通过构件的Part属性,以及各个专业的切图规则Rule来控制二维图属性的。所以,我们可以根据需要,来选择平台,或者专业软件来形成二维图。

3.2.4 显示模式的选择

在microstation中创建完三维模型后,然后将相关的主视图、俯视图等参考到二维图纸(2D,sheet)后,选择合适的显示样式打印出来会有比较好的效果。
对于常见的显示样式,用wireframe线框样式,显示的线条有点多,容易引起误读;用hiddenline样式,则有的物体由于位置关系,容易被遮盖;但是在样式定义中,定义被遮盖线条以虚线显示,仍用hiddenline样式,这样应该就能满足工程要求了,或者用剖视图可以将被遮盖的物体表示出来。

3.2.5 动态视图的设置

MicroStation的DV(Dynamic View--动态视图)功能极为重要,在切图及查看模型时方便快捷。
①在三维模型中选Drawing Composition任务下的Place Plan Callout;
②在三维的Front视图中定左右两点以及向下的一点,此时会弹出Create Drawing对话框
③设置该对话框后即可自动生成Plan Sheet(实际上是参考了Saved View)
所谓“动态”就反映在这里,只要你的三维模型发生改变,或是你移动了剪切面,则PlanSheet中的内容会自动跟着变化。MicroStation的不同视图是可以用来显示不同的模型的)。

3.2.6 Dynamic View切图流程

通过设定一些切图定义来从三维模型里得到二维图纸,当我们的模型发生变化时,我们可以通过切图定义来使二维图纸与三维模型同步,这其实就是三维设计的概念,从繁琐的绘图操作中解脱出来,把精力关注于设计。切图定义的方式有两种:Drawing Extraction Manager和Dynamic View,简称DEM和DV。从三维模型到二维图纸的操作步骤为:
1、筛选模型。在这个过程中,决定哪些模型是参与切图的,哪些不需要。甚至,在同一个模型文件中,也有一些图层上的构件是不参与切图的。为了保证切图的速度和精准的表达,我们在切图前,需要决定哪些模型参与切图,把无关的模型去掉。
2、定义切图。无论是DEM还是DV,在定义切图时都大同小异,主要考虑如下几个方面:1)切图的位置、方向、范围 2)切图的规则3)输出选项。
3、计算输出、标注组图。直接从三维模型切出的图纸并不一定满足最后的图纸表达细节需求,我们还是需要在此基础上做进一步的细节,例如,加上图框,加上必要的文字说明等。

3.2.7  图纸标注

构件的属性都可以通过切图定义来设置自动切出,考虑到后期的位置调整,一般用属性标注工具,查找相应教学即可。从工程实际应用角度,不赞同用切图规则来控制标注,因为对于建筑类讲,自动标出来还是需要调整位置,不如使用属性标注工具,提取,标注。反而更快。
3.2.8 OpenPlant公制工作环境选取
OpenPlant中,选择OPModeler_Metric中的种子文件,同时需要安装有公制的Workspace/Dataset并在启动时选择之。

3.3 三维效果与二维出图结果
3.3.1 单体建模与出图
 



305消化罐区结构专业建模
 



305消化罐区管道与罐体之间的关系




305 结构设备与管道关系
 



305消化罐区三维建模
 



305沼气管路二维出图
 



305进料管管路二维出图




305排泥管路、中心排污管、伴热上水管、伴热回水管二维出图
 



305进料管与钢爬梯二维出图
 



305伴热上水管、伴热回水管二维出图




   
309沼气柜三维模型轴测图




   309三维模型内部结构
     










输出二维图纸完成标注
   




307 火炬三维模型轴测图  




    307火炬二维图纸前视图

 





307火炬二维图纸前视图(俯视图及局部大样)

3.3.2复杂管路轴测图-伴热管
 





伴热管路轴测图-方案阶段建模
 





伴热管路轴测图切图并转化为格式
 





伴热管路轴测图标注完成

3.3.3 碰撞检测

碰撞检测可以完成管道与管道之间,管道自身,管道与建筑结构,结构之间的检测,并将结果即时显示。
 





沼气管与排泥管道碰撞检测结果

5、项目创新点和取得的突破

(1)针对复杂的管线新改扩建工程,无论是否带有坡度设计,均可以高效应对,精准的完成管线综合设计,并且将节省的时间用于设计的优化而非不断的修改二维图纸,该流程的改善有效的提升设计人员的设计和创新水平。
(2)常规的三维模型难以做到精确绘图,多个专业的模型由于高度、比例、坐标等因素难以进行精确定位并进行整合,诸多因素造成模型不能完成二维出图,借助该项目经过努力实现Bentley软件下模型的三维交付与二维出图,
(3)本项目采用的是直接三维建模,而不是完成施工图再进行翻模。二维图纸和三维模型可用性强。
(4)通过BIM的二维出图,转化的二维图纸既可以返回模型使用同时又能与CAD无缝连接,保证了新老员工的数据传递。降低了用人成本,模型既可以采用加密的模型方式,又能以3D方式转交业主,保证知识产权。

5、项目取得的成效及应用前景
5.1项目取得的成效

(1)使用BIM模型在多次汇报中,降低了专业上的沟通难度,业主均较为满意,构建的模型在业主提出新的需求后能快速完成修改,且在后续施工过程中BIM模型参与到施工组织设计,未发生“专业打架”现象,为其他类似项目提供了一定的借鉴意义。
(2)应用BIM进行设计可以加快设计的审核,提高设计质量和工作效率,减少了管线之间,管线与结构之间的冲突,实现了文件的集中管理及设计标准和规范的统一;减少了设计时间,降低了变更量,降低了施工成本。
5.2 应用前景
(1)BENTLEY软件在各个行业及专业均有相应的软件覆盖,借助通用的环境平台(MicroStation)可以整合各专业的设计,增强模型的实用性和交互性。可以借助不同的项目慢慢完成人才的储备,对于设计院未来的BOT或EPC项目,提前布局。而对于建设中的项目,则可以更好的辅助完成工程的建设,高效的完成优化。
(2)对于工程建设项目,无论是投标还是具体建设的实施,如何快速的判断分部分项工程之间的关联和外部环境的复杂性,BIM模型比二维图纸更具有实用性,为项目风险评估提供有效的信息。
(3)近年来随着综合管廊的建设和市政道路的改扩建,进一步凸显管线设计的复杂性,BIM模型提供的快速可靠的技术方案对于工程建设具有重要意义。
(4)全生命周期的可实现性与建模人才的需求。目前从软件销售商到业主以及设计院,提及项目的全生命周期,希望构建该模型。而BIM模型的实现必须架构在电脑软件和硬件能力上,同时建模人员的设计能力也是重要的因素,目前谈及涵盖工程全生命周期各阶段的信息模型为时尚早,一方面模型是动态的,在不同的设计阶段有不同的深度需求,在建设过程中也会相应的调整,再次当前软硬件能力也达不到操控该模型的能力。在理论上建立全生命周期的模型是有需要的,但结合目前状态下可能还有一段漫长的道路要走,以设计人员为例,还需稳扎稳打,从项目慢慢积累,在不同阶段均应尝试和探索,先形成人才储备,再谈及远期发展。 查看全部
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作者简介:
 
王彦祥,天津市市政工程设计研究院,工艺工程师。2014年开始学习使用bentley软件。
 
写在之前:该文成于2015年,算是落满灰尘了。项目按图施工,早已竣工运行,下文所述并无虚言,写一个东西做一件事情总要找寻意义,如此说来,写这个报告的目的就是给同行一个参考,对于“BIM建模人员兼设计师”与“老员工不会用BIM”之间青黄不接的问题,提出一种解决思路。我们常说,国产货爱山寨,但我们也要意识到,都是舶来,之后分拆,然后模仿,继而走自己的路,最后才有创新。那么从CAD逐步过渡到全BIM,不会一开始就给你配备到位,你有想法,BOSS给你软件和机器就不错了,你要先富先付,才能带着大家富。大家就不要关心我富不富了,我还在工地搬砖。

0 前言

污水处理厂及泵站构筑物单体数量多、管线种类复杂、工期短、出图量大;建结水暖电等各专业间配合要求高,碰撞检查及专业间会签错漏逐渐增多;晒制蓝图对复杂节点表述不够生动清晰,向业主汇报效果差,造成对设计的评价较为滞后并低于预期,也不利于后续施工和运营维护。对于厂站等带有复杂管线设计的工程如果继续采用二维CAD制图方法,竞争优势正在逐渐减弱。
针对上述问题,各大设计院目前对于BIM 逐步重视,但多数仍停留在“翻模”水平,也就是设计人员完成二维平面设计,由专门的建模人员搭建模型,这样的模型并不实用,也做不到专业之间的预判和协调,并不能真正的增强竞争力。随着设计院的体制改革和向工程公司的转型,在工程建设的各个阶段必然面临着多重问题,设计院的项目BIM应用同样尚处于初级阶段。主要停留在二维图纸完成后,机械转换为三维模型向业主推介的低级阶段。目前的状态反而提升了使用BIM的成本,使得BIM设计成为拖累,整体BIM设计积极性和效果均不佳。
目前国内兴建综合管廊,与市政道路的新改扩建同步实施,在设计和施工阶段均面临地下管线复杂,新建管线繁多的问题,管线交叉碰撞几率提高,均会影响到出图效率和综合质量。
本文基于河南省某污水处理厂泥区建设工程,尝试直接对模型的构建,在此基础上进行三维模型交付和二维图纸输出。借助通用技术平台,相关软件进行数据交换,调用不同专业不同格式的图纸,最终形成三维模型并在二维与三维之间进行转换。
该水厂污泥处理处置区域,消化罐区内罐体与混凝土平台交错布置,各层平台上下均布置有工艺管线,包括排泥管、沼气管、供热上水管、供热回水管、进料管以及反冲洗管道。每个消化罐的出入口设置有相应的流量计和压力计,如何有效的布置工艺管线避免与混凝土平台的碰撞,同时又能便于阀门开关以及维护,同时人员在各层平台间能安全顺利通行。
通过构建建筑信息模型(BIM),可以直观的表现各种管线、管件之间的相互关系;软件自带的碰撞检测功能可以查看管线与其他建构筑物和管线之间的关系;管线管理器方便的修改管径和保温层厚度并且随时调整阀门类型及操作方式;“动态视图”和“剖图”提供了所见即所得的便利性;精确绘图保证了模型和出图的准确性;模型的平立剖可以表现出不同的视图模式并且可以保持与模型的联动;模型不同显示模式可以让业主对项目有充分的了解,

1 项目研究内容以及总体目标

1.1项目研究主要内容

(1)基于设计方案,探索直接进行三维建模的可行性;
(2)沼气管道、排泥管道、中心排污管均设置有坡度,供热上水管、供热回水管、进料管以及反冲洗管道坡度为零,研究在三维空间中如何定位并前后顺利衔接。
(3)将各专业图纸统一在MicroStation平台上操作,对接坐标,实现比例统一,三维模型与二维底图能精确对应。
(4)尝试采用三维模型直接向业主汇报,并在三维模型中进行设计的修正。
(5)对比研究切图完成后在BIM中进行标注和在CAD中进行标注的速度对比,摸索实用的作图方式。

1.2、总体目标

(1)完成多个单体的模型,并构建总BIM模型,完成平立剖及特殊节点切图并将DGN图纸导出形成图纸;
(2)模型可用性强,模型内管道参数,如保温层厚度、管道直径、管道连接形式可调,有效的完成管道连接性检验;
(3)碰撞检测通过,并且能有效的辅助工程的建设与实施。
(4)模型做到涵盖工程所需内容,占据存储空间小,尽可能的降低对计算机硬件的要求

2、项目研究进程与主要指标
2.1项目研究进程


(1)资料收集整理阶段
收集厂家提供的设备尺寸图、管线资料(管径、材质、保温层厚度)、阀门及弯管要求,设备厂家的P&ID图。
咨询业主对项目的建设要求(限高、防火),甄别已提供图纸的建设情况,明确地下现状管线及周边建构筑物。
同有模型构建经验的工程师沟通,进行经验总结,避免在后续工作中走弯路。
(2)方案制定阶段
与电气自控专业及结构专业进行方案初步探讨,初步确定管道坡度,走向,阀门及仪表安装位置(流量计前后安装要求、压力计位置),阀门控制方式(手动、电动、气动),支吊架形式。
结合厂家提资与业主要求,绘制平面方案,同结构专业与电气自控专业互提资料,明确预留预埋尺寸及大致位置。
进行数据计算,确定弯管曲率、管道坡度及直径,气动管路损失及压力需求。
(3)建模阶段
通过ABD构建结构专业的模型,使用OpenPlant完成设备、管道及仪表的布设,在通用环境里集成结构与工艺专业的三维模型,形成第一版方案。
(4)模型复核
在明确设备、仪表与管道和建构筑物之间的安全距离后,先通过软件自带的碰撞检测功能查看不同专业管线之间的碰撞可能性,再次进行管线与结构的碰撞模拟,判定墙梁板柱及预埋预留的合理性,该阶段可能涉及到模型的修正与完善。
将模型打印成3D PDF(即PDF文件里面存储有三维信息模型,使用Adobe软件即可查看),备注好查看的方式和里面存储的相关信息,咨询业主意见。
(5)三维模型的交付与二维出图
在上述基础上,完善模型,打印3D PDF(内部存储好相关的平立剖与相关视图),在MicroStation中切图,并进行相关的设置(线形、粗细、剖切方向、显示模式),导出二维图纸,基于二维软件有丰富的插件,可以快速完成标注,高效的将图纸按期交付。

2.2主要指标

(1)ABD中完成结构模型的构建;
(2)OpenPlant完成设备、管道及仪表的布设,赋予构件、管道及设备相应的属性和信息;

3、项目完成情况

3.1 模型构建与修整

3.1.1 软件学习与准备工作

本项目实时应用到的软件有CAD,MicroStation,AECOsim Building Designer以及OpenPlant。其中MicroStation既是通用平台,可以整合上述软件资料,交互使用;又是建模的平台,可以建立二维或者三维模型,但是建立的三维模型并不具备属性,带有属性的模型需要采用专业软件完成。其中,AECOsim Building Designer在本项目中主要完成了结构部分的建模,包括墙梁板柱及非标构件,OpenPlant在本项目中主要为工艺专业服务,也就是完成了管道及设备的构建。

3.1.2 软件学习计划

MicroStation为最基础的学习,也是最为关键的部分,涉及到三维空间中如何实现精确绘图,完成无属性模型的构建,每日研习视频及练习2小时,学习时间约2个月。完成后达到的效果包括:
元素方面:精确绘图,单元创建与安放,图层控制,快速选择等;
视图控制:视图模式的转换,保存视图,参考的引用及调整;
保存与修改:文件的压缩,设置的保存,即时操作是否保存的设定,文件加密的设定。
AECOsim Building Designer可以应用到多个专业,包括建筑、结构、管道与暖通。其中OpenPlant是专业的管道建模软件,针对结构专业,在本项目中每日研习视频及练习2小时,学习时间约半个月;
OpenPlant主要完成参数化设备,在设备上添加管嘴,放置管线,管线编辑,自定义构件等工作,在本项目中每日研习视频及练习2小时,学习时间约一个周。

3.1.3 建模过程

建模过程要 “抓大放小,分清主次”,本项目的最终成果是二维图纸交付,而大部分的设备厂家已经提供了平立剖面图纸,在建模过程中我们需要做的是提供合适的尺寸,形状比较规则的设备视作长方体,根据设备的长宽高进行设定,但对于设备的出入口,管道连接部分及对于总体的定位是必须需要准确的,最后出图时在CAD内将该部分矩形替换为设备图,简化建模过程,降低工作量。
在建模之前,需要详细研读厂家提供的设备图纸,明确各部分的相对位置关系,做到心中有数,既可以做到脑中构建,又可以充分了解设备的构造。在建模过程中可以暂时不关注后期渲染和材质选取的问题,主要目标在于模型的“精确”,市政行业的设备相对来说较为简单,不涉及复杂的操作,软件具体操作可以结合视频教程进行落实。
模型在构建过程中,如果没有特殊要求,建议不要设置过多的图层,同时比例可以设置为1:1的比例,因为该软件同CAD一样,可以在参考(类似于CAD的外部参照)中设置比例,而且操作速度较快。另外,在构建过程中,如果对于坐标系的掌控不熟悉,无法快速的进行ACS和GCS的转换,可以将复杂设备进行拆分(相对于中心点有一定偏转角度的设备),分别建模后,再通过ACS平面锁和ACS平面捕捉锁进行设备的定位和拼装,这样化繁为简。
本项目是采用的三维直接建模,尤其是针对管道,但在建模过程中,仍要考虑二维设计的重要性,也就是通过二维草图过渡到三维建模,是相互依托及反馈的过程,软件只是实现的工具并不是设计意图,决定因素仍然是人。
由于不同专业软件之间兼容性并不强,设计需要修改的地方还是需要回到原设计软件环境下进行处理。由于管道是带属性的,不能使用MS自带的打断功能进行管道修改及平移复制等工作,这将导致管道连接失效,在设计过程中应采用专业软件的管道复制打断及延伸功能。

3.2软件关键操作

3.2.1 文件参考到DGN文件中

设置CAD文件的坐标系,首先在模型空间对照查询引出的坐标是否与提供的坐标点一致,如果不一致,调整图像位置,直到引出点为绝对坐标点一致为止。
菜单栏——工具——参考——1参考,在弹出的对话框中,选择“工具——连接”,找到需要参考进来的CAD图像,弹出对话框,提示相应的参考图纸,此处一定要选择模型空间,因为布局空间的坐标对应不上;再次比例一定要对应,在MicroStation中采用的是1:1的绘图方式,图纸空间无限大,类似于CAD。

3.2.2 DGN文件转换为文件时保持坐标一致

在MicroStation操作界面命令键入域键入GO=$并回车,查看状态栏的显示,如果显示的不是“全局原点距设计平面中心偏移0.00,0.00,0.00”,就说明DGN的坐标系被修改过,需要进行调整。在MicroStation操作界面命令键入域键入GO=并回车,弹出对话框,选择“中心点”模式,提示“输入数据点以接受并在设计平面中设置全局原点的中心”,在坐标系中输入0.00,0.00,0.00并回车,则全局坐标与当前坐标一致,查询引出的坐标即为绝对坐标。

3.2.3 三维DGN文件转换为二维文件

将MicroStation文件中的图像由三维转化成CAD二维,在模型空间及布局空间均显示二维,而且没有任何附件、就跟粘贴过去一样,尽可能缩小文件大小并储存尽可能多的内容。
菜单栏:文件——输出——可视边,对话框中选择输出二维图纸,将三维DGN转换为二维DGN,然后再菜单栏——文件——另存为——。
用MicroStation V8i的动态视图技术也可以从三维模型中,抽出二维图,只不过之间的转换是通过设置显示样式来控制二维图的,而在DEM(Drawing Extraction Manager)中是通过构件的Part属性,以及各个专业的切图规则Rule来控制二维图属性的。所以,我们可以根据需要,来选择平台,或者专业软件来形成二维图。

3.2.4 显示模式的选择

在microstation中创建完三维模型后,然后将相关的主视图、俯视图等参考到二维图纸(2D,sheet)后,选择合适的显示样式打印出来会有比较好的效果。
对于常见的显示样式,用wireframe线框样式,显示的线条有点多,容易引起误读;用hiddenline样式,则有的物体由于位置关系,容易被遮盖;但是在样式定义中,定义被遮盖线条以虚线显示,仍用hiddenline样式,这样应该就能满足工程要求了,或者用剖视图可以将被遮盖的物体表示出来。

3.2.5 动态视图的设置

MicroStation的DV(Dynamic View--动态视图)功能极为重要,在切图及查看模型时方便快捷。
①在三维模型中选Drawing Composition任务下的Place Plan Callout;
②在三维的Front视图中定左右两点以及向下的一点,此时会弹出Create Drawing对话框
③设置该对话框后即可自动生成Plan Sheet(实际上是参考了Saved View)
所谓“动态”就反映在这里,只要你的三维模型发生改变,或是你移动了剪切面,则PlanSheet中的内容会自动跟着变化。MicroStation的不同视图是可以用来显示不同的模型的)。

3.2.6 Dynamic View切图流程

通过设定一些切图定义来从三维模型里得到二维图纸,当我们的模型发生变化时,我们可以通过切图定义来使二维图纸与三维模型同步,这其实就是三维设计的概念,从繁琐的绘图操作中解脱出来,把精力关注于设计。切图定义的方式有两种:Drawing Extraction Manager和Dynamic View,简称DEM和DV。从三维模型到二维图纸的操作步骤为:
1、筛选模型。在这个过程中,决定哪些模型是参与切图的,哪些不需要。甚至,在同一个模型文件中,也有一些图层上的构件是不参与切图的。为了保证切图的速度和精准的表达,我们在切图前,需要决定哪些模型参与切图,把无关的模型去掉。
2、定义切图。无论是DEM还是DV,在定义切图时都大同小异,主要考虑如下几个方面:1)切图的位置、方向、范围 2)切图的规则3)输出选项。
3、计算输出、标注组图。直接从三维模型切出的图纸并不一定满足最后的图纸表达细节需求,我们还是需要在此基础上做进一步的细节,例如,加上图框,加上必要的文字说明等。

3.2.7  图纸标注

构件的属性都可以通过切图定义来设置自动切出,考虑到后期的位置调整,一般用属性标注工具,查找相应教学即可。从工程实际应用角度,不赞同用切图规则来控制标注,因为对于建筑类讲,自动标出来还是需要调整位置,不如使用属性标注工具,提取,标注。反而更快。
3.2.8 OpenPlant公制工作环境选取
OpenPlant中,选择OPModeler_Metric中的种子文件,同时需要安装有公制的Workspace/Dataset并在启动时选择之。

3.3 三维效果与二维出图结果
3.3.1 单体建模与出图

 
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305消化罐区结构专业建模
 
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305消化罐区管道与罐体之间的关系
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305 结构设备与管道关系
 
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305消化罐区三维建模
 
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305沼气管路二维出图
 
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305进料管管路二维出图
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305排泥管路、中心排污管、伴热上水管、伴热回水管二维出图
 
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305进料管与钢爬梯二维出图
 
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305伴热上水管、伴热回水管二维出图
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309沼气柜三维模型轴测图
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   309三维模型内部结构
     
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输出二维图纸完成标注
   
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307 火炬三维模型轴测图  
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    307火炬二维图纸前视图

 
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307火炬二维图纸前视图(俯视图及局部大样)

3.3.2复杂管路轴测图-伴热管
 
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伴热管路轴测图-方案阶段建模
 
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伴热管路轴测图切图并转化为格式
 
image041.png


伴热管路轴测图标注完成

3.3.3 碰撞检测

碰撞检测可以完成管道与管道之间,管道自身,管道与建筑结构,结构之间的检测,并将结果即时显示。
 
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沼气管与排泥管道碰撞检测结果

5、项目创新点和取得的突破

(1)针对复杂的管线新改扩建工程,无论是否带有坡度设计,均可以高效应对,精准的完成管线综合设计,并且将节省的时间用于设计的优化而非不断的修改二维图纸,该流程的改善有效的提升设计人员的设计和创新水平。
(2)常规的三维模型难以做到精确绘图,多个专业的模型由于高度、比例、坐标等因素难以进行精确定位并进行整合,诸多因素造成模型不能完成二维出图,借助该项目经过努力实现Bentley软件下模型的三维交付与二维出图,
(3)本项目采用的是直接三维建模,而不是完成施工图再进行翻模。二维图纸和三维模型可用性强。
(4)通过BIM的二维出图,转化的二维图纸既可以返回模型使用同时又能与CAD无缝连接,保证了新老员工的数据传递。降低了用人成本,模型既可以采用加密的模型方式,又能以3D方式转交业主,保证知识产权。

5、项目取得的成效及应用前景
5.1项目取得的成效


(1)使用BIM模型在多次汇报中,降低了专业上的沟通难度,业主均较为满意,构建的模型在业主提出新的需求后能快速完成修改,且在后续施工过程中BIM模型参与到施工组织设计,未发生“专业打架”现象,为其他类似项目提供了一定的借鉴意义。
(2)应用BIM进行设计可以加快设计的审核,提高设计质量和工作效率,减少了管线之间,管线与结构之间的冲突,实现了文件的集中管理及设计标准和规范的统一;减少了设计时间,降低了变更量,降低了施工成本。
5.2 应用前景
(1)BENTLEY软件在各个行业及专业均有相应的软件覆盖,借助通用的环境平台(MicroStation)可以整合各专业的设计,增强模型的实用性和交互性。可以借助不同的项目慢慢完成人才的储备,对于设计院未来的BOT或EPC项目,提前布局。而对于建设中的项目,则可以更好的辅助完成工程的建设,高效的完成优化。
(2)对于工程建设项目,无论是投标还是具体建设的实施,如何快速的判断分部分项工程之间的关联和外部环境的复杂性,BIM模型比二维图纸更具有实用性,为项目风险评估提供有效的信息。
(3)近年来随着综合管廊的建设和市政道路的改扩建,进一步凸显管线设计的复杂性,BIM模型提供的快速可靠的技术方案对于工程建设具有重要意义。
(4)全生命周期的可实现性与建模人才的需求。目前从软件销售商到业主以及设计院,提及项目的全生命周期,希望构建该模型。而BIM模型的实现必须架构在电脑软件和硬件能力上,同时建模人员的设计能力也是重要的因素,目前谈及涵盖工程全生命周期各阶段的信息模型为时尚早,一方面模型是动态的,在不同的设计阶段有不同的深度需求,在建设过程中也会相应的调整,再次当前软硬件能力也达不到操控该模型的能力。在理论上建立全生命周期的模型是有需要的,但结合目前状态下可能还有一段漫长的道路要走,以设计人员为例,还需稳扎稳打,从项目慢慢积累,在不同阶段均应尝试和探索,先形成人才储备,再谈及远期发展。

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