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设计自动化

来源:bbin工程顾问公司      日期:2020年8月19日 22:29

BIM与营建工程的结合已是当今之趋势,本研究将设计流程标准化,由3D BIM模型做为设计起点,利用增益模组对模型进行识别,截取地下车站几何资讯,并汇入知识管理平台汇整专案结构资讯,有效将结构分析与BIM模型前、后端做完善整合。

设计自动化效果图

同时汇整既有工程经验与编纂分析自动化程式,计算载重、创建结构模型、钢筋设计与结构检核,大幅缩减工程师既往作业时间,最后回馈钢筋资讯并利用增益程式建置钢筋于原模型,同时生成结构数量计算书;此外将设计成果上传至知识管理平台,自动化生成结构设计计算书,整体作业模式已改变原有设计思维,成功翻转过往结构分析之方法和成果,值得与工程业界及学界分享。

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针对地下化管线工程之设计自动化作业,主要分为三大阶段:(一)管线资料输入,(二)自动化建立BIM模型,(三)模型应用;前述三阶段工作主要透过开发工具完成,分别为使用者友善的SinoPipe网页平台(图一)及SinoPipe应用程式介面(图二)。

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SinoPipe网页平台主要协助管线设计,并为了提高设计者使用意愿,将繁复的设计流程透过网路平台简化,并借由连结快速地进入自动化流程,降低操作繁琐性及错误,使得地下管线工程之设计、检核、备份工具统一化,除了能大幅减少因版次不同而造成使用错误外,同时亦有效地保存各专案设计成果。

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SinoPipe应用程式介面系于BIM建模软体中执行,透过程式产出的设计资料及建置参数设定,即可由CAD平面或厂商调查资料于BIM软体中产出模型(图三)并进行后续应用,例如冲突检核(图四)、将模型以特定剖面输出(图五)、及自动产出数量计算结果,减少人为计算误差并提高整体设计品质(如图六)。

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bbin工程顾问公司针对潜盾隧道工程设计流程进行设计自动化作业研发,设计流程主要分为四大阶段:(一)潜盾隧道设计与分析、(二)自动化建立BIM模型、(三)模型加值应用、(四)设计经验累积与回馈(如图一),此设计流程主要借由SinoTunnel网页平台介面及SinoTunnel应用程式介面辅助完成整体潜盾隧道自动化设计。

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SinoTunnel网页平台主要订定整体潜盾隧道设计流程(如图二),整合所有专案资料,包含标案基本资料、参数设定资料、分析结果与回馈应用资料库,透过网页平台整合过去零散的试算表单,使计算流程可统一化、标准化与自动化,避免人为错误发生的可能。

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透过平台资料库即可搜集标案分析结果,透过相关文献与过去标案分析的比较,即可即时确认参数设定与分析结果的正确性。

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SinoTunnel网页平台另可连动SAP2000设计分析软体,自动执行迭代计算分析,同步上传分析结果以管理设计资料版次(如图三),最后将整体设计资料输出为设计计算书提供后续应用,并可于网页平台产出制式化表单供SinoTunnel应用程式自动化建立潜盾隧道BIM模型。

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SinoTunnel应用程式系于BIM建模软体中执行,汇入网页平台产出的制式化表单,包含潜盾隧道线形与包络线资料、隧道环片几何参数、附加设施元件等相关参数,即可自动化建置潜盾隧道BIM模型(如图四),并且加以加值应用产出潜盾隧道相关图说与数量计算结果(如图五),减轻人为工作的负担同时提升整体设计品质。

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整体SinoTunnel设计自动化除可将设计流程简化、标准化、产出BIM模型与加值应用外,透过平台逐步累积相关设计案例、分析结果,可成为潜盾隧道设计知识系统,使得未来进行潜盾隧道设计时,过去经验可快速提供参考及应用。

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bbin工程顾问公司针对大地深开挖工程研提设计自动化作业流程,主要分为四大阶段:(一)深开挖设计与分析,(二)自动化建立BIM模型,(三)模型加值应用,及(四)设计经验累积与回馈。

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前述四阶段工作主要透过开发两项工具完成,分别为使用者友善的SinoExcavation网页平台及SinoExcavation应用程式介面。

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SinoExcavation平台主要协助整合零散的试算表,使得深开挖工程之设计输入与检核工具统一化,除了能大幅减少因版次不同而造成使用错误外,同时亦辅助有效地保存各专案设计参数及分析成果。

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透过与相关文献所载参数的比较,还可避免参数设定过于异常而导致设计成果失真。

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此外,透过此平台连动RIDO设计分析软体,可自动执行迭代计算,产出可供BIM建模软体自动建立BIM模型的来源档案(如图一)。

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SinoExcavation应用程式介面系于BIM建模软体中执行,透过平台产出的设计资料及建置参数设定,即可自动于BIM软体中产出模型并进行加值,例如将模型以特定剖面与特定图框呈现输出及自动产出数量计算结果,减少人为计算误差并提高整体设计品质(如图二)。

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SinoExcavation平台除可支援设计需求、协助建模与出图自动化外,更具有隐含地留存整体设计参数与产出之书、图、模型等档案的重要功能。

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经过逐案累积设计参数、分析成果及文献比对结果,并持续汇整呈现于网页平台上,即自然形成深开挖工程知识管理系统,使得深开挖设计经验得以在后续专案能够快速被参考并有效应用。

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高快速公路、市区道路、新市镇及园区开发所需排水设施,包括区域排水系统、雨水下水道等规划,其设计包括一连串繁杂的作业程序:先进行降雨资料水文分析、CAD系统集水区划分及面积估算、集流时间及流量计算;接着输入资料至水理分析软体进行计算,再将分析成果导入CAD图档进行人工修正、绘图输出;然后在图面以人工清点、计算工程数量。

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上述作业过程不仅步骤繁琐且需跨不同软体作业及人工资料登录、检核与计算,过程中需由工程师与绘图员反复沟通及确认,若遇变更或修正则需返回步骤重复修改,作业耗时费工且易有错误。

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为疏解上述问题,bbin工程顾问公司全面检讨现行雨水排水系统规划设计流程,研拟高效率的设计整合模式,并运用资讯技术开发便捷的辅助工具,以实现设计自动化之目标。

设计辅助平台整合串连CAD、GIS、水理分析等资讯,提供直觉、简便之操作介面与功能,满足排水工程规划设计之实务需求,减少人工手动操作步骤,简化检核与修改之繁复作业,并提供3D建模功能,让排水设施平面布设成果可直接转换为3D模型,进而执行Civil BIM之相关应用,并集中保存案例成果,期能增加作业之便利与效率,缩短规划设计时程,且提升设计品质。

污水下水道规划设计的作业程序繁杂,且耗时费工。

本公司将污水下水道规划设计之作业流程进行改良再造,予以标准化,建构出污水下水道规划设计整合模式,为污水管线规划设计资讯化之推动立下基础。

本研究以水理分析、CAD与GIS三个专业领域的整合串连、资讯流通作为系统建置的主轴,并以技术的革新、功能的改良与扩展,作为系统强化与创新的发展策略,旨在提供一个功能完善、介面亲和、稳定性佳、效能高的系统,协助工程师进行污水管线布设、集污分区划设、水量指派、水理分析、2D绘图输出、3D建模…等一连串繁复作业,并透过往覆式开发的系统实作与改善过程,加强使用者沟通与回馈。

为便于网页查询使用,另建立专属网站结合Google Map API展现布管地图,经由网路可随时随地进行污水管线规划/设计成果之查询与浏览。

新开发的系统具备良好的稳定性、快速的执行效能、简便的操作与完善的功能,满足污水管线规划设计之实务需求,同步提升产能与品质,发挥经验传承、回馈之功效。