成果介绍
一、项目立项的背景 随着近几年BIM技术在建筑、机电领域的成功推广和逐渐成熟,大量工程开始借助BIM完成三维设计、模拟施工、控制施工进度,甚至将深化后的设计施工模型应用到场所运维中。 电网大型网信类机房的综合布线系统较为复杂,一般包含了网线、光缆、2M线、音频线等几类主要线缆,除光缆通过独立桥架或线槽走线外,其余线缆共享同一桥架。由此产生以下问题:第一,不同类型线缆混合布放在相同桥架上,若没做好分门别类,将对施工和日后维护带来诸多不便;第二,大型网信类机房部署了一定数量的核心系统,接入线缆量庞大;第三,各系统间的互联线缆、各专业机房的互联线缆很难通过传统二维图纸反映实际连接情况。 对于综合布线系统,传统二维图纸无法做到精细化设计,即画出每根线缆在机房的路由甚至桥架、机柜里所处的位置,因此在施工过程中很难有效指导工人精确布线,施工人员只能凭经验尽可能减少线缆交错使排列有序。然而线缆排布美观是体现现代化机房的重要感官指标之一,另外管理者对精细化管理的要求也日益提高,因此,布线系统整齐美观并且可高效维护也是重要功能之一。通过基于BIM模型针对上述问题进行二次开发,可以有效解决上述问题。二、项目研究内容 本项目的主要研究内容有以下:一是族构件的标准化建模,数据中心由供配电、暖通空调、综合布线、消防等专业系统组成,此项工作主要研究如何定义标准化的数据中心族构件,为智能化建模提供基础。二是综合布线系统智能化建模,主要研究开发一套能够代替手工作业的智能化建模工具,针对建模量较大的综合布线系统,实现大批量线缆建模,解决从前不论是二维平面图还是三维模型都难以实现的综合布线系统精细化设计的难题。所谓的精细化就是把机房内的每根线缆都以BIM建模的方式生成出来,其具体的位置、长度、连接的端口都与实际相同。 本技术基于BIM建模软件Autodesk Revit基础上进行二次开发,生成应用插件后实现了在机房BIM模型基础上快速构建综合布线系统模型,可生成线缆的类型包括2M线、网线、光缆(可自定义芯数)、音频线缆。用户提供线缆端口信息和指定线缆必经路线,工具可按特定的布线原则自动生成线缆。三、创新点(一)按需自动生成综合布线系统所需元素,无需在模型中手工添加。(二)智能判断两台设备间(含配线架)线缆连接的最优路径。若用户给出路由节点则遵循节点位置创建线缆,否则按设备间最优路径自动创建。创建过程中,不同类型线缆分类排放,做到整齐有序。(三)线缆位置精确。现代机房对精细化管理要求较高,线缆通过理线夹在桥架、机柜上以矩阵方式排列,逐渐告别捆扎堆放时代,因此,线缆位置已精确到可追溯的程度。本工具生成的模型能精准模拟每根线缆在机房内所处的位置,可用于辅助现场查找。(四)提高设计效率,减少施工返工。一般大型机房的布线系统线缆总数可达万根级,对于工程设计效率的提升可想而知。三维设计的最大优点是所见即所得,但最大的缺点是建模过程复杂、效率低,本技术有效解决了该问题。综合布线工程在设计阶段可利用工具快速创建几套布线对比方案,并选择最优方案进行施工,大幅减少返工的可能性,节省人力,减少材料损耗,符合工程建设绿色环保的理念。四、主要成果本项目产生一套智能化建模的技术与相应的工具,针对数据中心综合布线系统,实现系统标准化构件自动生成,实现不同类型线缆按规则批量生成等功能。工具的应用可贯穿数据中心设计、施工、运维的全生命周期,从而达到降低人力资源成本,提高设计及管理效率的目的。五、社会经济效益以大型公司机房建设项目为例,综合布线工程总投资约3500万元,过程中应用了基于BIM的数据中心综合布线系统智能化建模技术,在减少施工变更、节省人力成本、降低材料损耗方面效果明显。据统计,该技术为工程节约各项成本合计180万元。综合布线系统施工过程中因设计变更或其他原因产生的返工,很有可能造成被拆卸下来的线缆无法重复使用导致浪费,该技术可在源头处控制不必要的浪费,即在设计阶段提出较优的设计方案,减少在施工解决设计变更与返工,从而减少耗材浪费。通过该技术生成的布线系统模型,通过深化后能用于数据中心运维管理中,在提高运维效率中扮演着不可忽略的角色,并为机房安全运行增强了保障。
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