金属软磁材料项目建筑信息模型BIM与建筑智能化分析(范文).docx
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1、泓域/金属软磁材料项目建筑信息模型BIM与建筑智能化分析金属软磁材料项目建筑信息模型BIM与建筑智能化分析xxx投资管理公司目录一、 产业环境分析3二、 永磁材料-电机行业的核心材料4三、 必要性分析5四、 BIM技术应用价值价值6五、 BIM技术特征8六、 BIM技术在运营维护阶段的应用10七、 BIM技术在规划设计阶段的应用13八、 项目简介24九、 投资方案28建设投资估算表30建设期利息估算表31流动资金估算表32总投资及构成一览表33项目投资计划与资金筹措一览表35十、 进度实施计划35项目实施进度计划一览表36一、 产业环境分析打造产业新体系。大力实施新兴产业提速计划,以技术高端化
2、、产业规模化、发展集约化为方向,组织制定分产业推进方案,培育壮大新一代信息技术、高端装备制造、新材料、生物医药和医疗器械等战略性新兴产业。加快推进传统优势产业提质增效工程,拓展产业链高端环节,提升电子信息、石化、汽车等优势支柱产业综合竞争力,促进轻工、纺织、冶金、船舶传统产业品牌化发展。抓住产业变革机遇,紧盯产业发展的新业态、新技术和新模式,前瞻布局纳米技术、人工智能、石墨烯、燃料电池、仿生材料等前沿领域,培育一批增长势头猛、技术基础好、投资回报高、发展潜力大的未来产业。推动业态模式创新。加强制造资源和能力的共建共享,鼓励对现有研发设计、生产制造、营销服务、测试验证等资源和信息的开放共享,推动
3、制造业资源合理配置,加快共享制造发展。围绕传统产业、战略性新兴产业,推动建设贯穿产业链的研发设计服务体系,增强自主创新设计能力。加快推动新业态、新模式发展,鼓励开展定制化服务,增强定制设计和柔性制造能力。强化政产学研创新链条各环节协同合作,注重创业孵化、加速器、产业化一体化发展环境的打造。推进关键技术突破。实施产业关键技术突破工程,围绕战略性新兴产业重点领域,对标国际先进水平,梳理产业技术发展路线,明确重点突破的关键技术产业化目标,集中优势资源,突破形成一批具有自主知识产权的关键核心技术,加快关键技术的成果转化与产业化步伐,提高产业技术层次和核心竞争力。力争组织突破10项当前优势产业和战略前沿
4、关键核心技术。二、 永磁材料-电机行业的核心材料永磁材料又称硬磁材料,是指经外磁场磁化后,在反向磁场作用下仍能保持大部分原磁化方向的磁性材料。相对软磁材料剩余磁感应强度Br高、矫顽力BHC强、磁能积(BH)大,具备更高稳定性、抗退磁性和抗温性。根据元素构成不同,永磁材料可分为金属永磁、铁氧体永磁和稀土永磁三大类。1)金属永磁由铁和铁族元素组成,相对气压永磁材料具有高的居里温度,包括铝镍钴系永磁合金(AlNiCo)、铁铬钴系永磁合金(FeCrCo)以及铂钴合金(PtCo),多用于制造流量计、微特电机继电器和磁电系仪表等仪表工业;2)铁氧体永磁以氧化锶或氧化钡及三氧化二铁为原料,通过陶瓷工艺制造,
5、具有较高磁能积和矫顽力,价格低于其他永磁材料,导电性好,包括烧结永磁铁氧体、粘结永磁铁氧体,多用于微波元件、磁推轴承、扬声器及电声、通信、汽车上的电机等领域;3)稀土永磁由稀土金属元素RE和过渡族金属元素组成,产品体积小、加工难度低,但相对铁氧体永磁、铝镍钴系永磁合金价格更高,耐温性较差,综合性能最好,包括钐钴永磁材料、钕铁硼永磁材料、铁氮(Re-Fe-N系)和稀土铁碳(Re-Fe-C系)永磁,主要用于汽车工业、节能家电、消费电子、工业应用、风力发电等领域。三、 必要性分析1、现有产能已无法满足公司业务发展需求作为行业的领先企业,公司已建立良好的品牌形象和较高的市场知名度,产品销售形势良好,产
6、销率超过 100%。预计未来几年公司的销售规模仍将保持快速增长。随着业务发展,公司现有厂房、设备资源已不能满足不断增长的市场需求。公司通过优化生产流程、强化管理等手段,不断挖掘产能潜力,但仍难以从根本上缓解产能不足问题。通过本次项目的建设,公司将有效克服产能不足对公司发展的制约,为公司把握市场机遇奠定基础。2、公司产品结构升级的需要随着制造业智能化、自动化产业升级,公司产品的性能也需要不断优化升级。公司只有以技术创新和市场开发为驱动,不断研发新产品,提升产品精密化程度,将产品质量水平提升到同类产品的领先水准,提高生产的灵活性和适应性,契合关键零部件国产化的需求,才能在与国外企业的竞争中获得优势
7、,保持公司在领域的国内领先地位。四、 BIM技术应用价值价值BIM应用对工程项目参建各方均具有重要价值,归纳起来,其主要有以下六个方面的应用。(一)提高生产效率利用BIM技术可以大大加强各参与方协同工作,提高信息交流的有效性,从而提高决策速度和有效性,减少返工率,提高生产效率,节约成本。此外,与基于2D图纸的费用预算相比,基于BIM模型的工料测量和预算更加快速、准确,可节约大量计算时间和人力。在美国OneISlandEaStOfficeTOWer项目中,由于采用BIM算量方法,业主的不可预见费支出比平常更低。在HillWOOd项目中,工程造价人员采用BIM算量方法节约了92%的时间,降低了人工
8、成本,并且误差与手工计算相比只有1%(二)提高业主对设计方案的评估能力在项目进展的各个阶段,业主都需要有管理和评价设计方案的能力。在传统建设模式下,二维图纸限制了业主对设计方案的理解,业主对设计方案的管理和评价都是依靠设计人员对业主的描述及效果图来判断的,业主需求经常会发生变化,但有时很难判断新的需求是否已被实现。BIM的可视化功能可以为业主在设计阶段提供建筑产品的模拟效果,极大地提高业主对设计方案的理解能力,使得使用方在项目建设早期即可对建筑效果、性能进行审视和校核,将许多不满意及隐患(如设计碰撞等)解决在规划设计阶段。同时,有助于业主和设计人员及其他项目参与方之间进行更好的沟通。(三)提高
9、业主对市场的反应速度1、利用BIM技术,可以通过可视化交流和信息共享来加强团队合作,改善传统的项目管理模式和信息沟通模式,实现建设工程策划、设计、采购、加工预制、现场施工的无缝对接,减少延误,大大缩短了工期。在美国通用汽车厂房扩建工程中,业主需要提高建设速度来抓住市场机遇,但同时又希望预算不要超支。项目团队运用全新的建设流程-基于BIM的建设工程项目集成化交付模式(IPD)运用自动化设计出图、模拟、场外构件生产等一系列创新方法,最后比业主要求的工期还提前了5%。由此可见,采用BIM技术可以有效地提高建设速度,缩短项目工期,从而帮助业主更加快速地对于市场变化作出反应。(四)为设施管理提供更好的平
10、台利用BM竣工模型,可以迅速、准确、全面地向设施管理机构提供项目设计、采购与施工阶段信息,方便项目设施管理和维护。在美国海岸警卫队建筑设施规划中,设施管理者利用BIM来更新和编辑数据库,比传统的方法节省了98%的时间。由此可见,BM技术不但可提高信息管理效率,同时可节省很多用来输入这些信息的人力成本。(五)有利于技术与管理创新BIM技术可以实现对传统项目管理模式的优化,便于各方早期参与设计,在群策群力模式下,有利于吸收先进技术与经验,实现项目创新。BIM正在改变建筑业内外部团队的合作方式。为了实现BIM的最大价值,需要重新思考项目管理团队成员的职责和工作流程,基于BIM的工作方式打破了原来不同
11、的企业和数据使用者之间的固有界限,他们将通过协同工作实现信息资源共享。BIM技术的应用,能带来生产力和企业效率的提升,但在短期内却有可能因为对新技术的消化不够,而引起对工作流程的干扰,导致旧有业务失衡,产生项目风险。因此,在充分了解BIM应用价值的同时,也应深刻理解BIM技术应用可能带来的问题。研究表明,大约70%的针对BIM技术应用而进行的业务工作流程改造项目,会因为三个原因导致失败:一是缺乏持续有力的中高层领导的支持,二是不切实际的BIM项目目标和期望,三是项目成员对改变的抗拒。五、 BIM技术特征(一)信息存储结构具有多元化特征相比2DCAD设计软件,BIM最大的特点是摆脱了几何模型的束
12、缚,开始在模型中承载更多的非几何信息,如材料耐火等级、材料传热系数、构件造价和采购信息、质量、受力状况等系列扩展信息。也正是BIM构件信息的多元化特征,使其除具有一般3D模型的功能外,还可以模拟建筑设施的一些非几何属性,如能耗分析、照明分析、冲突检查等(二)以参数化建模作为创建模型的主要技术BIM的主要技术是参数化建模技术,操作对象不再是点、线、面这些简单的几何对象,而是墙体、门、窗、梁、柱等建筑构件。BIM将设计模型(几何形状与数据)与行为模型(变更管理)有效结合起来,在屏幕上建立和修改的不再是一堆没有建立起关联的点和线,而是由一个个建筑构件组成的建筑物整体。(三)以联合数据库的分类模型作为
13、模型系统的实现方法由于BIM内含的信息覆盖范围包括了整个项目建设周期,因此,模型必须包含相当多的建筑元素才能满足项目各参与方对信息的需求。采用联合数据库的分类模型可让不同专业的组织参与方通过一个模型进行交流,从设计准备到初步设计再到施工图设计的各个阶段,项目不同参与方通过基本模型获取所需的信息来完成自己的专业模型,然后将各自成果通过IFC格式交换反馈到信息模型中,传递到下一个阶段以供使用和参考。这种系统可行性强,而且模型在建设工程全寿命期可以充分利用。事实上,目前使用的BM系统大都采用联合数据库的分类模型,而最终的信息集成则依靠专门的集成软件来实现。BIM分布式数据库模型。(四)以通用数据交换
14、标准作为系统间信息交换的基础BIM的核心是信息的交换与共享,而解决信息交换与共享的核心在于标准的建立,有了统一的数据表达和交换标准,不同系统之间才能有共同语言,信息的交换与共享才能实现。六、 BIM技术在运营维护阶段的应用(一)面向运营维护的BIM技术美国国家标准与技术协会(NIST)研究报告显示,每年因计算机辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失高达158亿美元,而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的213。美国建筑师协会(AI)正在考虑如何修改其合同文件,以规范建筑信息模型的迁出流程;实施一种协议结构,以便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自
15、然地从建筑师过渡到业主/运营商,以便使用更有效的数据管理建筑运营维护。目前,国内外已开始研究BIM在建筑运营维护阶段的运用。将BIM三维模型与传统运营维护管理系统相结合,可将BIM模型中存储的大量建筑相关信息,如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件造价和采购等数字信息运用于运营维护管理系统,克服传统的二维运营维护管理系统过程抽象的缺点,实现对建筑物的三维可视化运营维护管理。基于BIM的运营维护管理解决方案,在具体实现技术上往往结合物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等,解决或改善基于BIM的运营维护管理平台可能出现的数据采集、空间定位和运行速度问题。例如,对于数据采集及空间
16、定位问题,可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集,以及现实设备与模型自动匹配,实现空间定位功能;对于系统运算能力的高要求问题,可运用云技术为系统提供强大的计算机存储能力和不同设备间的数据共享。将物联网、云技术、RFID、移动终端等结合起来应用于基于三维展示平台的运营维护系统,不但能为建筑物实现三维可视化信息模型管理,使空间信息与实时数据融为一体,而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力,从而将建筑物运营维护提升到智慧建筑的全新高度。(二)基于BIM的运营维护管理功能基于BIM的运营维护管理通常被理解为:运用BM技术与运营维护管理系统相结合,对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学
17、管理。基于BIM的运营维护管理功能包括以下六个方面。1、运行监控基于BIM模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能,可以查阅供应商、使用期限、联系电话、维护情况等信息,可以查询相应设施在建筑中的准确定位,直观展示设施是否正常运行,以及查询设施历史运行数据,从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换配件,防止事故发生。2、维护计划在建筑物使用寿命期内,建筑物结构及设备需要不断得到维护。BM结合运营维护管理系统,可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,合理制订维护计划,分配专人进行专项维护工作,降低建筑物在使用过程中可能出现的突发状况的概率。对一些重要设施还可以参考跟踪维护工作的历史记录,以便对设施的适用
18、状态提前作出判断。3、资产管理套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平。BIM信息能够直接导入资产管理系统,减少系统初始化的数据准备及人力投入。此外,通过BIM结合RFID的资产标签芯片,还可使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然,快速查询。4、建筑环境分析基于BIM的运营维护管理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、CO2浓度、光照度、空气洁净度等信息数据,并通过开发能源管理功能模块,自动统计分析建筑能耗情况。此外,基于BIM的专业建筑物系统分析软件,可以分析模拟和验证优化建筑性能。5、空间管理基于BIM获取各系统和设备空间位置信息,直观形象且方便查找,提高数据库的准确度,避免数据
19、的重复及错误。基于BM增加建筑设备及空间的管理能力,不仅可以有效管理空间资源,也可以帮助管理团队记录空间使用情况,确保空间资源的最大利用率。6、应急管理基于BM的突发事件应急管理包括预防、警报和处理。利用BIM及相应灾害分析模拟软件,可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程,制定人员疏散、救援支持应急预案。当灾害发生后,通过与楼宇自动化系统结合,及时获取建筑物及设施的紧急状态信息,能清晰地呈现建筑物内部疏散路线,提高应急行动成效。七、 BIM技术在规划设计阶段的应用(一)BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定,
20、故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计,采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段,建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素,因此,创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。(1)场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面。(2)场地设计。其目的是通过设计,使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体,使场地的利用能够达到最佳状态,以充分发挥最大效益,节约土地,减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。(3)匹配规划设计条件。在设计的前期阶段,匹配以经济技术指标
21、为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段,很难做到对指标的实时监控,而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。(4)投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中,其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确,在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主,指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生,而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。(5)BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定目的、规范
22、协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说,其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施。(二)BIM在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要,因此,方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代,但BIM工具在方案建模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模(1)体量建模。方案构思阶段,设计师往往从概念开始建模,体型确定后再通过具体构建去实现造型。(2)参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系,生成可以灵活调控的计算机模型。(3)体量模型
23、构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计,BIM软件在构件化方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟,并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的,因此,不仅对几何模型有较高要求,同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下。(1)能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论,针对建筑进行全年逐时仿真模拟,以预测建筑的能源消耗量。(2)自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟,以获得更高
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