参数化母线族的二次开发在BIM设计中的应用分析

参数化母线族的二次开发在BIM设计中的应用分析

朱明璞  ,柳林  ,张哲  ,何承益

机械工业第九设计研究院股份有限公司

【摘要】随着汽车工业的日益发展，电力系统中母线的应用日益增加，以它为代表的树干式是一种比较新颖的供电方式，在复杂的汽车工厂中，母线可以为各种生产用电设备灵活供电。相对于电力电缆放射式供电，它的灵活性及经济性较高，具有非常高的应用价值。同时，设计工作正逐步从传统二维图纸设计向BIM正向设计过渡，常用的设计工具是欧特克公司的Revit软件，在软件中，族是一种最小行为单元。本文重点围绕一种参数化母线族在汽车工厂BIM设计中的应用进行简要分析。

【关键词】参数化，母线族，汽车工厂，BIM

Application analysis of secondary development of parametric bus family in BIM design

Zhu Mingpu, Liu Lin, Zhang Zhe, He Chengyi

MMI PLANNING & ENGINEERING INSTITUTE IX CO., LTD.

Abstract: With the increasing development of automobile industry, the application of bus bar in power system is increasing day by day. The trunk type represented by it is a relatively novel power supply mode. In complex automobile factories, bus bar can flexibly supply power for various production electrical equipment. Compared with power cable radial power supply, it has high flexibility and economy, and has very high application value. At the same time, the design work is gradually transitioning from traditional two-dimensional drawing design to BIM design. The commonly used design tool is Autodesk's Revit software, in which family is a minimum behavior unit. This paper focuses on the application of a parametric bus family in BIM design of automobile factory.

Keywords:parametric,bus bar,automobile factory,BIM technology

引言

Revit软件本身不具备电气专业母线专用创建模块，当前项目母线模型均由桥架代替，桥架主体于母线主体构造形式，桥架管件和母线管件构件形式有区别，无法利用桥架去代替母线。无法准确统计母线工程用量，工作效率很低。考虑到项目实现的可行性，可以通过系统风管族进行母线的绘制，通过风管灵活绘制的特点实现母线的水平直线段和垂直直线段路径的绘制，并可以自动生成弯头等连接件，绘制完毕，通过识别风管路径，替换为自制的母线族实例的方式实现母线绘制路径和外观的问题。

1概况及目标

1.1现状分析

1.1.1外观要求

为了满足模型输出后的渲染效果要求，绘制的母线槽外观要做到与实际母线槽一致，可以通过选择不同规格、材质的母线（改变族类型）来改变母线尺寸及颜色，可以像绘制桥架那样灵活绘制水平直线段及垂直直线段，可以自动生成母线接头及连接件。

1.1.2母线族行为要求

绘制后生成的母线族可以自动产生电气连接点，电气连接点上可以放置插接箱，母线族也可以放置其它相关母线附件，如变容节、始端节等。

1.1.3附件族行为要求

母线插接箱可以通过选择不同规格（改变类型）来改变插接箱尺寸，可以在底部绘出线管或桥架（面对插接箱门为正面）；可以通过改变母线变容节的属性调整变容前后的母线规格，

1.2 建设目标及方法

本文探究的是一种以母线绘制和替换为目标的Revit母线族，通过二次开发来实现相关功能，以满足BIM电气设计需求。实现方法简要概括如下：

基于用户现有的Revit版本提供插件，基于定制的风管设计模板，该模板包含系统风管和自定义的弯头等连接件，保证设计师通过风管可以快速、方便的绘制母线路径，并自动绘制弯头等连接件。通过手动添加始端节的方式确定需要替换为母线族的风管，避免插件错误地将本身就作为风管使用的族替换为母线族。

Revit插件可以识别与始端节连接的风管，通过计算风管的路径，调取插件存储的对应母线族，将母线族放置到风管路径并与其他构件的连接点进行连接。

2  具体实现方法及效果

2.1  Revit API开发技术简介

Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit系列软件是为建筑信息模型(BIM)构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。BIM能够帮助建筑师减少错误和浪费，以此提高利润和客户满意度，进而创建可持续性更高的精确设计。BIM能够优化团队协作，其支持建筑师与工程师、承包商、建造人员与业主更加清晰、可靠地沟通设计意图。应用程序接口（英语：Application Programming Interface，简称：API），又称为应用编程接口，就是软件系统不同组成部分衔接的约定。由于近年来软件的规模日益庞大，常常需要把复杂的系统划分成小的组成部分，编程接口的设计十分重要；Revit也暴露了自己的丰富API接口和对象定义，可以通过这些接口实现Revit构件的读取、修改、创建等操作，这些接口的提供也为本次开发的实现提供坚强的技术支持和后盾。

图1 API 技术概况

2.2二次开发插件界面及功能描述

2.2.1界面描述

插件界面如图2所示，在保证使用需求的同时做到简洁明了，二次开发的母线设计面板主要包括母线布置、撤销布置及计算负荷三种功能。

图2 母线设计界面

2.2.2电气母线干线设计

首先根据汽车厂房内工艺专业提出的负荷清单及设备平面布局，使用Revit自带的风管绘制功能，添加风管类型，并将其类型名称命名为常用的母线类型，如铜质上插、铜质侧插、铝制上插、铝制侧插型，如图3所示，将风管作为草图绘制出母线大致走向。在绘制结束后放置母线始端节，通过此操作使程序可以判断出此处风管需要替换为母线，避免误操作将真正的风管替换掉。绘制过程中检查各种连接部件是否正确，保证整个项目使用的“母线”风管的凹槽面的高度数值一致。绘制后效果如图4所示。

图3选择风管类型作为母线使用

图4 使用风管绘制母线草图

2.2.3母线布置功能

当“母线”设计完完毕，通过母线布置功能，使用具有母线外观的族进行替换风管，母线族样式如图5所示。根据母线的凹槽面和走向实现母线精确的拆分、替换、参数设置，程序逻辑流程图如图8所示。

图5母线族样式

点击母线布置按钮后，弹出如图6所示对话框，母线布置需要设置两个参数：凹槽高度与拆分长度。

凹槽高度参数，于母线可能出现高度和宽度一样的场景，风管在设计过程中，无法自动生成凹槽面，拆分后需要根据凹槽面布置母线，因此凹槽面的数值用来判断凹槽面朝向的依据，以方便替换时，判断母线族是否需要转向90度。因此设计风管时，凹槽面的数值需要比实际少1，拆分后，实际凹槽面数值加1，保证和实际相同。

拆分长度参数，将风管“母线”按输入的长度拆分，即满足实际母线每节的长度需求。

在程序布置完成母线族后，会自动将风管从当前项目中所有视图中隐藏，显示替换后的母线。布置功能使用后的电气系统如图7所示，可以看出与实际母线族外观基本一一致，包括母线凹槽、插口等细节。

图6母线布置提示

图7 布置功能使用后的电气系统

2.2.4母线撤销布置功能

在设计过程中难免会遇到需要调整设计的情况，所以通过此功能可以将已经布置的母线撤销，并显示出原有的风管，再对替代母线的风管进行编辑，即可达到修改的需求。因为在布置母线的时候源文件实际上是隐藏了，所以程序流程上，在撤销的时候把当前布置好的母线删除，然后再显示风管即可。

2.2.4负荷计算功能

为了保证负荷计算功能的顺利实现，布置始端节时，需要将母线的相关参数输入到始端节族中，包括母线编号、母线容量等；布置插接箱时，需要将插接箱所连接的用电设备相关参数输入到插接箱中，包括设备容量、设备编号、需要系数、功率因数等。在必要的参数输入完成后，点击计算负荷按钮，系统通过统计项目中的插接箱，并且会根据母线编号进行分组统计，按如图9所示模板计算负荷。

图8母线布置功能逻辑流程图

图9母线负荷计算模板

4 结论

本文通过Revit及Revit API技术完成了参数化母线族的二次开发应用，通过编程制作了二次开发插件，实现了电气母线的参数化三维设计，可以有效地避免施工过程中产生的碰撞问题，还能生成负荷计算书及材料量清单，为汽车工厂电气设计提供了极大的便利条件。在二维电气母线设计中，只能手动修改负荷计算书来调整母线容量，通过参数化母线三维设计可以真正意义地进行电气专业参数化模型设计，设计地过程中也可以充分地体会到BIM设计的魅力。

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