2.BlM技术在水泥实体工厂建造阶段中的应用

在以往水泥工厂施工时，经常遇到的难题是如何保证水泥厂在建设周期内的施工质量、施工进度、工程造价以及各工种分工的有效协调的实时可控＂。利用BIM技术同样可以开展水泥工厂建造时的项目管理，解决上述遇到的难题。就目前来看，我国水泥工业整体设计水平是非常不错的，在高效燃烧、余热利用、绝缘保温、自动控制等方面都有考虑，但同时也使得施工过程控制变得十分复杂。为此利用BIM技术能加强水泥工厂在施工建造阶段的过程管理，一般借助BIM技术在实体工厂建造阶段可以开展以下几类工作。

2.1用于施工进度控制

采用BIM平台，对施工进度和流水段划分的区域相链接，进行施工进度的动画模拟和数据分析，借助物联网技术，动态跟踪提取施工进度、人力资源、施工材料、机械设备等信息，再基于平台中的云计算和大数据技术，对数据进行分析管理，实时合理地调整施工计划。

同时，我们可以把该平台的网络漫游功能、动态的项目进度仿真和照片级可视化功能相结合，以实现展示施工计划，同时展示项目施工计划进度表，也可制作仿真动画向施工工人展示施工步骤，避免因为施工错误造成返工。这样既催促了工人按时完成施工，又避免了由于赶工而造成的质量隐患。

2.2用于人员分工及物流的管理

通过工程进度和用工量的精细管理，同样可以将参与施工的管理人员和工人等进行合理化分工，每个阶段需要哪些工种、需要多少人、在多长的时间内可以完成分配的任务，通过优化避免窝工.节省工期并节省用工费用的支出。

在物流管理方面，通过对施工场地进行可视化，可不断优化施工场地布置方案，合理布局，并且可以依照工作进度，合理移除增加场地构件和设备，减少二次搬运，提高工作效率。

3.BIM技术在水泥实体工厂生产运维中的应用

为解决生产运维中信息孤岛的认知隔阀问题，利用BIM平台，融合物联网、云计算和大数据技术，可为管理团队提供高效统一的管理平台，平台包括三个层次，自上而下分别是感知层、网络层和应用层。感知层包括摄像监控设备、各类传感器和各类移动终端等，以确保各类信息的识别采集；网络层采用物联网技术，通过对原料、产品和机械设备等设置电子编码.将采集得到的信息可以在互联网快速传递，实现工厂与人的交流；应用层利用云计算和大数据技术，实现对工厂的智能化管理，以期望达到以下功能。

3.1智能采购销售

通过电商平台进行下单，信息随即传输到大数据平台进行储存管理，并通过射频识别（RFID）技术实现散装装货全流程管理，极大减少了采购部和销售部的工作量]，当信息累计到一定程度后可基于此进行预测销售量及原料价格，合理制定采购计划，实现企业管理高效化、信息透明化和利润最大化。

3.2严格生产监控

改变以往人工填报的方式，平台将收集到的各类信息汇总，自动生成各类报表并上传到集团，加强集团对工厂的管控能力，通过物联网智能化定位跟踪水泥工艺生产流水线上的重要工艺参数、设备状态、料位、喂料量等，随时更新动态数据，一旦出现偏离即进行报警提醒，以严格控制产品质量。

3.3高效能源管理

通过与水、电等仪表进行无缝整合，准确掌握各能源的消耗情况，根据收集得到的数据进行汇总分析，合理进行能源调度，优化系统调度，加强对能源成本的控制。

3.4合理保养绝护

通过传感器传递的信息以及设备的相关参数，自动检测设备的工作状态并及时进行故障预报，经过在线分析设备的数据，科学地制定保养规划，在发生故障损害后可使用移动端调出相关设备模型的参数，查询相关配件的供应和安装，大大减少了企业的损失。

除此之外，BIM平台还有很多功能，等着我们去发掘和利用。

4.BIM技术在水泥行业数值模拟和工艺仿真研究中的应用

基于BIM技术的水泥工厂多维虚拟仿真设计并不局限于以漫游方式细观的多维仿真几何模型，通过BIM技术还可以赋予模型更多的物理化学属性信息，使它在电脑的虚拟环境中能具有和真实相似的物理化学属性存在。研究者可以基于BIM中的几何模型进行仿真模拟研究，包括诸如工程力学、计算流体力学、燃料燃烧及污染物排放等方面的研究。譬如研究人员可基于仿真水泥工厂平台中的几何模型，进一步借助AutodeskCFD、AnsysFluent等CFD软件对水泥窑炉等热工设备中的流场进行数值模拟吗；或以中控系统为界面独立设计一套数学模型对目前水泥工艺参数进行优化改进。

4.1借助CFD开展热工工程“三传一反”过程的数值模拟研究

水泥工业的热工设备都是高温非透明体，我们无法获悉其中流体流动状态、传热传质效果及化学反应的进行情况。采用CFD数值模拟技术，则可以解决这一难题，能将气流的流动过程、颗粒的运动轨迹、燃料的燃烧状况以及生料的分解情况直观地展现出来。

4.2借助CFD进行污染物排放情况的数值模拟研究

在新型干法水泥生产过程中所产生的主要大气污染物为NOx和SOx，其来源于回转窑和分解炉。为了获悉NOx和SOx的生成机理，并进行有针对性的减排控制设计，CFD数值模拟无疑是一种不可或缺的技术手段。已有的研究中，无论是在分解炉中开展分级燃烧脱硝的优化设计工作，或者是在回转窑中采用富氧燃烧技术、降氮技术，都会借助CFD进行流场分析及参数优化设计，从而达到节能减排的目的。

4.3结合中控系统模拟开展水泥密协同处置生活垃圾工艺仿真研究

我国水泥窑协同处置生活垃圾正处于大力推广应用阶段鸣，为了能更好地控制垃圾处理过程中生活垃圾的燃烧对工艺参数的影响以及为了提升可替代燃料的利用率，可以以水泥窑中控系统为模拟对象进行工艺控制模拟仿真研究。

通过在构建的水泥工厂虚拟仿真模型的基础上，仿真模拟新型干法水泥窑处置生活垃圾的工艺过程，根据现场的需求可进行车间处置生活垃圾的中控界面的设计，在此基础上对工艺过程进行数学建模，实现工艺过程的仿真研究。比如优化合适的年处理垃圾的量、可燃物破碎后的粒径、热值和水的含量等工艺参数，实现信息和数字制造各交叉知识融合，构建全新窑炉设计、工艺优化和生产调控理念，进而构建一个全新的虚拟生产和研发平台，并在此平台上进行窑炉设计、设备选型及工艺参数优化等方面的研究和开发1]。

与传统研究手段相比，在这个仿真研究平台上，模拟实验的对象不再是单纯的一个窑炉或者回转窑，而是涉及到水泥生产中的所有拟关注的设备，研究者完全可以通过先局部再宏观的研究方法进行对全线水泥工艺的优化，进而达到通过调整工艺参数来改进设计、优化设备和工艺的目的。

5.结束语

BIM技术的出现为水泥工业生态发展模式提供新的发展方向，可以预见BIM技术将为水泥工业转型升级发挥重要的作用，但我们仍不能忽视其某些软件不兼容、信息交流不畅、集成难度大等问题，这些问题导致目前BIM技术在水泥生产运维和施工管理等方面的功能尚未开展。因此针对BIM目前存在的问题，可以通过政府主导、标准制定、完善相关软件、加强组织协调等方式来解决。相信随着BIM技术的发展完善，将对促进中国制造业的供给侧改革、加快中国制造业的转型升级，促进全产业链的整合发挥重要作用，使我国在新工业革命中脱颖而出。

来源：邯郸BIM

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