硅微粉项目建筑信息模型(BIM)与建筑智能化分析(模板).docx
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1、CMC泓域/建筑信息模型(BIM)与建筑智能化分析硅微粉项目建筑信息模型(BIM)与建筑智能化分析目录第一章 行业背景分析3第二章 建筑信息模型BIM与建筑智能化分析5一、 BIM技术特征5二、 新一代智能制造技术在建筑业的应用6三、 智能建筑与智慧城市9第三章 公司基本情况19一、 公司简介19二、 核心人员介绍19第四章 宏观环境分析21第五章 项目基本情况22一、 项目名称及建设性质22二、 项目承办单位22三、 项目实施的可行性24四、 项目建设选址25五、 建筑物建设规模25六、 项目总投资及资金构成25七、 资金筹措方案26八、 项目预期经济效益规划目标26九、 项目建设进度规划2
2、6第一章 行业背景分析硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料,主要成分为SiO2,是由石英砂、熔融石英等为原料,经研磨、精密分级、除杂等工艺加工而成的粉体,是非金属矿物制品的一种。硅微粉作为一种无机非金属矿物功能性粉体材料,能够广泛应用于覆铜板、环氧塑封料、电工绝缘材料、胶粘剂、陶瓷、涂料、精密铸造、高级建材等领域。我国盛产石英并且矿源分布广泛,全国范围内的大小硅微粉厂近百家,但基本上都属于乡镇企业。由于生产企业大多规模小、品种单一,采用非矿工业的常规加工设备,在工艺过程中缺乏系统的控制手段,硅微粉产品的纯度、粒度以及产品质量稳定性差,无法与进口产品抗衡。国内生产的主要是角形结晶硅微粉
3、和角形熔融硅微粉,基本能满足国内市场需求,也有部分出口,但大部分产品档次较低,国内市场需求的高档硅微粉如球形硅微粉仍依赖国外进口,主要来自于日本。日本主要有Tatsumori、Denka等公司生产球形硅微粉,是球形硅微粉的主要出口国。目前我国能够生产高纯、超细硅微粉的企业数量很少,主要分布于江苏连云港和徐州、浙江湖州等地区。世界上只有中国、美国、德国、日本等少数国家具备硅微粉生产能力,中国的硅微粉销售市场主要在国内,且集中在安徽凤阳、浙江湖州、江苏连云港等地,出口量较小,主要是出口韩国和日本,国内生产硅微粉的较大企业有东海硅微粉等,每月产量都在1,000吨以上。随着微电子工业的快速发展,大规模
4、、超大规模集成电路对封装材料的要求也越来越高,不仅要求超细,而且要求其有高纯度、低放射性元素含量,特别是对于颗粒形状提出了球形化要求。高纯超细熔融球形石英粉(即球形硅微粉)具有高介电、高耐热、高耐湿、高填充量、低膨胀、低应力、低杂质、低摩擦系数等优越性能,在大规模、超大规模集成电路的基板和封装料中,成了不可缺少的填充材料。因此,硅微粉在国内有很大的市场需求和潜力。国内目前生产的主要是角形结晶硅微粉和角形熔融硅微粉,虽然能满足国内市场的需求,也有部分出口,但大部分产品档次较低。国内市场需求的高档硅微粉如球形硅微粉仍主要依赖国外进口。目前日本是球形硅微粉的主要出口国。近几年来,我国厂商生产高端产品
5、的能力日益加强,生产技术取得明显进步,在一定程度上突破了发达国家对部分高端硅微粉产品的垄断,但距离替代进口产品仍有一定差距。第二章 建筑信息模型BIM与建筑智能化分析一、 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
6、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
7、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。二、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式,即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制
8、造。新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成,不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源能耗,是新一轮工业革命的核心驱动力,是今后数十年制造业转型升级的主要路径。“人-信息-物理系统”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智能制造的技术机理,能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践。(1)传统制造与“人-物理系统”(Human-PhySicalSyStemS,HPS)。传统制造系统包含人和物理系统两大部分,是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务。动力革
9、命极大地提高了物理系统(机器)的生产效率和质量,物理系统(机器)代替了人类大量体力劳动。传统制造系统中,要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务,不仅对人的要求高,劳动强度大,而且系统工作效率、质量还不够高,完成复杂工作任务的能力还很有限。(2)新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”。与传统制造系统相比,智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统,形成“人一信息-物理系统”。随着新一代人工智能技术的发展,“人一信息一物理系统”发生质的变化,形成新一代“人一信息物理系统”。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能,信息系统不仅具有强大的
10、感知、计算分析与控制能力,更具有学习提升、产生知识的能力。(二)3D打印技术1、基本原理(1)建筑3D打印技术作为新型数字建造技术,集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等,采用材料分层叠加的基本原理,由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息,并对其进行一定处理,按某一方向(通常为Z向)将模型分解成具有一定厚度的层片文件(包含二维轮廓信息)然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序,最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动建造,也被称为“增材建造(additivecOnStructiOn)三维模型建立与近似处理。三维建模方法有两种:首先,通过建筑参数化建
11、模软件(如Revit,3Dmax等)直接建模;其次,利用逆向工程(reverSeengineering,RE)或反求工程(如三维扫描等)通过点云数据构造出三维模型。然后用软件将三维模型导出为特定的近似模拟文件,如STL格式文件等,为后续工作做好准备。(2)模型切片与路径规划。将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统,系统对模型进行两步处理用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合,即分层切片处理。将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径,即层片路径规划。2、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征:一体化、体外化和虚拟/物质化的数字。(1)一体化。一体化的首要特征是人
12、的思维与机器运算思维的打通,其次是设计与建造的打通。这一切是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的。(2)体外化。体外化则是对待人体与机器的基本态度。机器不是人在思维和身体上的延伸,而是独立于人体,有着与人类不同的能力与思考方式,因此它们应作为“合作同伴(partnerShipp“参与到设计过程中。机器的目的不是主导设计,而是在预设条件下增强人的能力。(3)虚拟化/物质化的数字孪生。虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得直接体现的重要原因,无论是可视化、参数化还是性能化模拟,都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系,也是将
13、可视化信息转化为实体建造的关键,这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能。三、 智能建筑与智慧城市(一)智能建筑智能建筑概念源于美国。美国智能建筑学会认为:智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素进行最优化组合,为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。我国智能建筑起步于20世纪90年代,在90年代中后期达到建设高峰。2015年11月正式实施的智能建筑设计标准(GB50314-2015)将智能建筑定义为:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的
14、整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。1、智能建筑基本构成智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和绿色建筑为目标,追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和经济合理。智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能化系统机房工程等组成。(1)信息化应用系统。信息化应用系统是指以信息设施系统和建筑设备管理系统等智能化系统为基础,为满足建筑物各类专业化业务、规范化运营及管理需要,由多种类信息设施、操作程序和相关应用设备等组合而成的系统。信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运
15、行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务等应用功能。(2)智能化集成系统。智能化集成系统是指为实现建筑物运营及管理目标,基于统一的信息平台,以多种类智能化信息集成方式,形成的具有信息汇聚、资源共享、协同运行、优化管理等综合应用功能的系统。智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统组成,采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式,以实现绿色建筑,满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的应用需求为目标。(3)信息设施系统。信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求,将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合,形成建筑物公共通信服务综合基础条件的系统。信
16、息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内信号覆盖系统、卫星通信系统、用户电话交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统、时钟系统等。(4)建筑设备管理系统。建筑设备管理系统是指对建筑设备监控和公共安全系统等实施综合管理的系统,其包括建筑设备监控系统、建筑能效监管系统,以及需要纳入管理的其他业务设施系统,以节约资源、优化环境质量管理为目标,具有建筑设备能耗监测,运行监控信息互为关联、共享的功能。(5)公共安全系统。公共安全系统是指为维护公共安全,运用现代化科学技术,具有以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的综合技术防范
17、或安全保障体系综合功能的系统,其包括安全防范综合管理和入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、停车场(库)管理系统等。(6)应急响应系统。应急响应系统是指为应对各类突发公共安全事件,提高应急响应速度和决策指挥能力,有效预防、控制和消除突发公共安全事件的危害,具有应急技术体系和响应处置功能的应急响应保障机制或履行协调指挥职能的系统。(7)智能化系统机房工程。智能化系统机房工程是指为提供机房内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件,以确保各智能化系统安全、可靠和高效地运行与便于维护建筑功能环境而实施的综合工程。智能化系统机房包括信息接入机房、有线电视前端机房、信息设施系统总配线机房
18、、智能化总控室、信息网络机房、用户电话交换机房、消防控制室、安防监控中心、应急响应中心和智能化设备间(弱电间、电信间)等。机房工程紧急广播系统备用电源的持续供电时间,必须与消防疏散指示标志,照明备用电源的连续供电时间一致。2、智能建筑技术基础计算村与通信技术是构建信息系统与信息网络的基础,能实现对建筑内外相关的语音、数据、图像和多媒体等形式的信息予以接收、交换、传输、处理、存储、检索与显示等功能。自动化控制技术通过信息网络、管理的硬件设施对建筑设备运转的实时监控,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节设备,使设备运行始终处于最佳状态,对电力、供热、供水等能源的调节,安全、舒适、节能。(二
19、)智慧城市2009年美国政府在经济复兴计划中首次描述美国智慧城市的概念。2012年我国智慧城市试点全面启动。我国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出:以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点,充分运用现代信息技术和大数据,建设一批新型示范智慧城市。截至2018年11月,全国100%副省级以上城市、90%地级以上城市,总计700多个城市提出或在建智慧城市,已有277个智慧城市试点和3个新型智慧城市试点。智慧城市术语(GB/T37043-2018)将智慧城市定义为:运用信息通信技术,有效整合各类城市管理系统,实现城市各系统间信息资源共享和业务协同,推动城市管理和服务智慧化,提升
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