BIM技術與鋼結構數(shù)字化加工的集成應用研究

宋強

（青島酒店管理職業(yè)技術學院 266100）

BIM技術與鋼結構的有機結合，將使現(xiàn)階段鋼結構建造進入全面信息化管理模式，通過建造各參與方在協(xié)作信息平臺上的全過程參與，實現(xiàn)本行業(yè)管理方式的跨越式進步。

將BIM設計模型直接用于鋼結構制造環(huán)節(jié)，能夠在建筑設計流程中提前考慮制造方面的問題，設計模型和加工詳圖可以同時創(chuàng)建，提高加工詳圖的速度和準確性，越快制造和安裝速度。鋼結構與其他建筑構件之間的協(xié)調也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題，降低不斷上升的鋼結構安裝成本。

1 應用方法

從BIM技術與鋼結構數(shù)字化加工的集成應用軟件的角度來講，深化設計和現(xiàn)場協(xié)調方面，通常利用Tekla公司的TeklaStructures軟件和AutoCAD軟件，實現(xiàn)3D實體模型的建立、3D鋼結構細部設計、鋼結構深化設計、詳圖設計及清單報表生成等；在制造加工工藝方面，可以使用SinoCAM軟件；在施工模擬和場景渲染方面，可以利用Autodesk公司的3dsMAX；在材料管理和構件制造安裝方面，目前一般通過自主開發(fā)施工過程管理軟件和鋼結構BIM平臺進行材料管理和構件制造安裝。

2 應用步驟

BIM技術與鋼結構數(shù)字化加工集成應用的步驟包括如下四個階段：深化設計階段、材料管理階段、構件制造階段、現(xiàn)場安裝階段。

2.1 深化設計階段

在深化設計階段，首先進行項目批次劃分和工期汁劃編制。然后將創(chuàng)建的項目批次和工期計劃發(fā)送給深化設計部門，以傳達項目的工期要求。最后深化設計部門按照批次和上期要求開展深化設計工作，并按批次進行圖紙等文件的送審。深化設計階段使用的建模軟件有多種，常見的有TeklaStructures、AutoCAD等，深化設計產物包括深化設計模型、圖紙、清單等。

2.2 材料管理階段

在材料管理階段，應用辦公軟件處理深化設計階段產生的清單文件，編制材料采購計劃。采購計劃文件導人施工過程管理軟件后，生成材料采購清單，進行訂單發(fā)放并組織材料采購。材料進廠后，通過施工過程管理軟件的庫存管理模塊對訂單材料進行驗收入庫，將材料檢驗報喪文件以附件形式上傳到施工過程管理軟件內，井與原材料信息進行綁定。

2.3 構件制造階段

在構件制造階段，可從施工過程管理軟件的圖紙文檔管理模塊統(tǒng)一管理清單、圖紙等文檔，進行后續(xù)的生產工藝文件編制工作。施工過程管理軟件的生產管理模塊統(tǒng)一管理生產管理階段所需的報表，用于統(tǒng)計車間構件加工等信息，統(tǒng)計完成后整理成固定格式，添加并更新BIM模型內的施工狀態(tài)。

SinoCAM是常用的數(shù)字化加工軟件，適用于各種數(shù)控切割機（火焰、等離子、激光、水流）的放樣、套料和數(shù)控編程，在鋼結構行業(yè)具有廣泛的應用。SinoCAM使用的原始加工數(shù)據(jù)信息可以直接從BIM模型中提取，其使用的材料信息可以，直接從企、世的物料數(shù)據(jù)庫中提取，通過二次開發(fā)毪接企業(yè)的物料數(shù)據(jù)庫，調用物料庫存信息進行排版套料，對排版后的余料進行退庫管理。排版套料結束后，根據(jù)實際使用的數(shù)控設備選擇不同的數(shù)控文件格式，對結果進行輸出。數(shù)字化加工的結果可以反饋到BIM模型中，對施工信息進行添加和更新操作。

2.4 現(xiàn)場安裝階段

在現(xiàn)場安裝階段，可從圖紙文檔管理模塊中下載圖紙文檔，查看構件信息。在施工過程管理軟件的生產管理模塊中更新構件的發(fā)運和到場信息以及在安裝現(xiàn)場的最新施工狀態(tài)。

現(xiàn)場安裝階段BIM應用主要是使用BIM模型對施工過程進行控制，保證深化設計、材料采購、構件制作階段的如期履約；同時，將現(xiàn)場安裝階段的施工信息（包括進度和過程造價等信息）添加和更新到BIM模型，形成最終的竣工模型。

3 存在的問題

在BIM與數(shù)字化加工的集成應用方面尚存在如下問題：

（1）在加工制造方面，目前國內關于建筑部品部件產品的制造加工設備處于機械化階段。距離自動化還有一定差距，更不用說利用BIM等信息化手段來管理制造加工。

（2）在集成應用方面，我國在建筑部品部件的工廠化生產方面起步較晚，相關的技術手段、管理方式等均處在初級階段，對于大量處在創(chuàng)作一線的工程師而言，對較為前沿的以BIM技術來管理數(shù)字化加工的概念仍是比較陌生。

（3）BIM技術與數(shù)字化加工的集成應用需要標準化的生產流程，需要綜合性的信息化管理軟件，需要自動控制的設施設備及生產線，還需要集成辦理的體系渠道。當下，雖然很多功能都已經實現(xiàn)，但還是存在一些細節(jié)問題需要優(yōu)化。

4 發(fā)展趨勢

BIM技術的使用已經成為建筑業(yè)不可抵擋之勢，它為整個行業(yè)帶來的高效率及高效益是有目共睹的。在BIM與數(shù)字化加工的集成應用方面，可以預見以下主要發(fā)展趨勢：

（1）以建筑產品三維模型為基礎，進一步加入資料信息、構件制造信息、構件物流信息、構件裝置信息以及工期、成本等信息，以可視化的方法，完成BIM與數(shù)字化加工行業(yè)的融合。

（2）更加廣泛地發(fā)展和應用BIM技術與數(shù)字化技術的集成，如進一步拓展信息網(wǎng)絡技術、控制網(wǎng)絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網(wǎng)技術、數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術、雙向電視傳輸技術等與BIM技術的融合。

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