达索系统

达索系统

Hardstone Construction

建筑、工程与施工案例研究

挑战

位于美国拉斯维加斯的Hardstone Construction公司有意通过优化工序向项目业主提供更好的体实施方案，用以消除分包商之间的现场冲突以及其导致的工期延迟与成本超支。

解决方案

Hardstone选用达索系统的3D体验平台，通过应用CA TIA创建虚拟产品，用以开发Tivoli Village综合项目的3D集成模型。该模型是预加工验证与现场施工协调的依据。

效益

3D模型能降低物料浪费和成本、改进构件设计、提高预加工错误剔除的准确率以及现场冲突，总费用可节省200万美元。

3D体验，成就高效的施工管理

位于拉斯维加斯的Hardstone Construction总裁Pat Henderson见证了建筑业的兴盛与衰落。

作为美国最大的两家建筑公司的高级副总裁和总裁，Henderson参与管理了100多个市政工程，项目总额逾30亿美元。在其30年的职业生涯里，他会因项目进度和预算施工按期可控，获得了满足感。但也因未能按期竣工而深感挫败，因为意外的冲突会导致20%的成本超支，甚至项目金额超支。成本超支通常达数百万美元，最终引起法律诉讼，使得项目总成本变得更高。

Henderson深知需要一个解决方案。凭其对离散制造进行革新的计算机生产技术的深刻印象，他渴望那些技术应用于建筑业。但由于建筑业的计算机工具一直落后于制造业同行，解决方案显得“可望而不可即”。

独特的视野

当著名建筑师开始把用于制造业的相同计算机技术应用于建造复杂的、自由形态的幕墙时，Henderson越来越遭受相对较大的建筑业进度缓慢之苦。如果没有其他人把这些工具应用于普通施工，他决定争当“开路先锋”。

当2007年Hardstone Construction被指定为拉斯维加斯Tivoli Village多期综合工程的总承包商时，Henderson终于有了机会。施工规模为200万平方英尺的零售、办公与停车场，包括16栋建筑物，在其下面建造了一个3层的地下停车库，使得Tivoli Village项目所致的协调、工期延迟和成本超支风险变得非常巨大。

由于工程异常复杂，Tivoli Village在施工早期就陷入困境，因为业主提供的图纸不断变动。由于图纸缺乏施工所需的细目，需要对设计进行重大修改。主要的建筑师、结构工程师和机械/电力/给排水（MEP）工程师中途放弃了项目。在此期间，业主要求Hardstone不仅要完成原定的施工协调，并把完整设计列入合同的职责条款。

这是一个严峻的挑战，但Henderson接受了挑战。为了降低风险，这个小规模的本地公司求助于全球3D设计、3D数字样机和产品全生命周期管理（PLM）解决方案领导者、3D 体验公司——达索系统。

3DS虚拟产品的应用——CA TIA已经在建筑、工程与施工领域证明其建树，包括洛杉矶的迪士尼音乐厅和西班牙毕尔巴鄂的古根海姆博物馆。通过Tivili Village项目，Henderson 计划首次证明CATIA能应用于主流施工项目。

精进策划的博弈

面对建筑业的众多挑战，Henderson的大胆犹如一场拉斯维加斯赌博。把用于结构复杂、造型独特的纪念碑的技术应用于零售和办公综合大楼？实在让其看不到其潜力所在。

但Henderson认为在施工前创建高精确度的虚拟Tivoli Village 3D模型能使他的团队通过低成本的虚拟模型来消除风险，而不是高成本的物料与雇员。如果他的判断正确，从设计到实施就会得到顺利衔接，从而实现：较少的工期延迟、更少的冲突以及大幅度地节省成本。

我相信达索系统（3DS）方案能解决建筑业的众多问题，并能

降低建筑废料10%以上。

Hardstone Construction总裁Pat Henderson

左图：Tivoli Village是拉斯维加斯购物、宴请、工作的最热门新目的地之一。

右图：通过钟楼说明项目中注入了“审美”元素

右下图：室内楼梯突出了装饰细节和精湛的铁艺

同时，Henderson认为通过促进协调与沟通，基于CATIA应用的虚拟产品的3D体验平台能使施工现场更整洁、安全、高效；使得所有的利益相关者更有效地展开协作；使得用于项目施工的3D模型能应用于长期的运行与维护。

到2011年Tivoli Village一期项目开工时，Henderson已证明其先见之明。通过应用CATIA, Hardstone参与管理了各个工种的内部协调，用以缩短安装周期、降低混泥土工程的材料成本、金属立杆框架和MEP运行，并及时获得3亿美元的项目金额(无承包商或分包商的索赔额)。他估计仅潜在的框架成本超支额就会节省50万到100万美元不等，总节省额在200万到300万美元之间。

“我相信3DS方案能解决困扰建筑业的众多问题。” Henderson说，“建筑废料能降低10%以上。如果把万亿美元仅仅投资于美国的建筑业，那将节省一笔丰厚的资金。”

现场协调促成精益建造

因为CATIA应用于AEC（建筑、工程与土木营造）行业非常罕见，物色具有建筑背景并能熟练应用CATIA的专业人员是个挑战。对此，Henderson成立了具有不同背景的CATIA 三人组合：Patrick L’Heureux, 其专业为航空施工技术，曾效力于Pratt & Whitney; Nicolas Cantin, 其专业为机械工程，曾效力于Bombardier; Becher Neme, 其专业为建筑与城市设计，曾效力于著名建筑师法兰克.盖瑞的公司。在加盟Hardstone之间，该三人在洛杉矶共事。

作为由后勤人员支撑的高级项目成员，三人组合模拟了整个建筑外壳、结构和内部机械/电力/给排水（MEP）系统。“这说明CATIA非常有效，使得我们三人能独立完成所有工作。”Neme说。

利用关联模型和最新资料，Harstone团队获得了对Tivoli Village项目的“现场协调”，为施工队提供了3D模型高度协调的施工图。

“利用模型的现场协调降低了召开耗时的协调会议的次数。” Neme说，“我们向总承包商提供了充分协调的模型和精确的工料估算清单，然后由其转交给顾问和分包商。”

精确的模型促成精确的协调

此外，通过设计重复性建筑自动化构件，3D模型还能大幅度缩短设计周期。基于CA TIA应用的虚拟产品的3D体验平台具有一个关键的优点：重复性3D几何体无需手工模拟。相反，组件数据，如配预制缆绳、钢筋、CMC钢梁和框，均是根据建筑师或设计师提供的数据表和设计表的参数进行模拟的。

利用模型的现场协调降低了召开耗时、现场的协调会议的次

数。

Hardstone Construction 3D 施工协调员Becher Neme

“鉴于达索系统在制造业的丰富经验，只有CATIA才具备这样的功能，这是一个真正的独特优点，”Ca ntin 说，“如果利用手工模拟，完成这些任务非常耗时，而且容易造成人为错误。事实上，如果没有利用3DS的自动化工序，大部分施工人员不会首先进行模拟，因为容易出错，并造成返工和成本超支。”

此外，详细的节3D结构模型对MEP模型有直接影响。据Neme估计，初次设计与最终施工图形成之间的反复迭代使得Hardstone能优化MEP管道布线，节省材料30%。