BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)管理中的應(yīng)用研究

劉若南,王 羽,劉 洋

LIU Ruonan, WANG Yu, LIU Yang

1 概述

裝配式建筑是用預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑。發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革,是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措,有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化深度融合，培育新產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能，推動(dòng)化解過(guò)剩產(chǎn)能。

BIM是利用數(shù)字技術(shù)去表達(dá)一個(gè)建筑項(xiàng)目的物理信息以及功能信息,在項(xiàng)目的不同階段,不同的參與方可利用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目信息進(jìn)行輸入、修改、輸出等操作,而且BIM技術(shù)也是一個(gè)項(xiàng)目信息的共享、協(xié)同平臺(tái),從而可為項(xiàng)目從概念策劃到維護(hù)拆除的全生命周期提供決策依據(jù)。

現(xiàn)有的BIM工具廣泛應(yīng)用于項(xiàng)目前期階段,主要用于建筑設(shè)計(jì)、3D可視化、碰撞檢測(cè)等,但較少有合適的BIM工具支持構(gòu)件生產(chǎn)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等項(xiàng)目生命期的下游階段。將BIM技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的全過(guò)程,形成生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的協(xié)同平臺(tái),從而達(dá)到構(gòu)件生產(chǎn)排產(chǎn)有序、質(zhì)量可控、管理可追溯，具有深遠(yuǎn)意義。

2 BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

2.1 構(gòu)件信息管理有序性

通過(guò)BIM技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)平臺(tái),對(duì)所承接項(xiàng)目合同、客戶、構(gòu)件信息、模具信息統(tǒng)一到生產(chǎn)平臺(tái)上,為后續(xù)工作提供基礎(chǔ)。構(gòu)件信息可通過(guò)BIM三維模型直接傳遞至生產(chǎn)階段,準(zhǔn)確無(wú)誤生成物料清單,生產(chǎn)、采購(gòu)、技術(shù)、財(cái)務(wù)等部門(mén)可通過(guò)平臺(tái)提取所需信息,安排后續(xù)工作。模型的導(dǎo)入,減少了技術(shù)人員通過(guò)二維圖紙?zhí)崛?gòu)件信息間接性產(chǎn)生的錯(cuò)誤,因而可以大量節(jié)省人工統(tǒng)計(jì)時(shí)間,提高效率。

設(shè)計(jì)階段沒(méi)有BIM三維模型時(shí),可通過(guò)excel表格導(dǎo)入形式導(dǎo)入構(gòu)件信息,減少了構(gòu)件信息逐一導(dǎo)入的時(shí)間,提高了信息錄入效率及準(zhǔn)確性。后續(xù)工作可直接從系統(tǒng)提取構(gòu)件信息,達(dá)到信息傳遞。構(gòu)件信息管理平臺(tái)如圖1所示。

圖1 預(yù)制構(gòu)件信息管理

2.2 生產(chǎn)計(jì)劃編排合理化

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃編排的合理性,直接影響構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度與堆場(chǎng)存放及現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)情況,若構(gòu)件生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件需求計(jì)劃量,則會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的庫(kù)存,占用大量堆場(chǎng)空間,且構(gòu)件存放過(guò)久會(huì)對(duì)構(gòu)件質(zhì)量產(chǎn)生影響,造成構(gòu)件翹曲、開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題；若構(gòu)件生產(chǎn)量小于現(xiàn)場(chǎng)需求量,供不應(yīng)求,則會(huì)嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)工期。故合理的構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃要與生產(chǎn)進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)需求、堆場(chǎng)使用情況協(xié)同適應(yīng)。

將預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)月計(jì)劃、日計(jì)劃在平臺(tái)內(nèi)制定,統(tǒng)一管理,日計(jì)劃與每日的實(shí)際產(chǎn)能互動(dòng),本日未完成計(jì)劃可自動(dòng)轉(zhuǎn)結(jié)余,可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)日計(jì)劃做動(dòng)態(tài)調(diào)整,達(dá)到計(jì)劃與需求相呼應(yīng),減少不合理排產(chǎn)所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。月計(jì)劃制定如圖2所示,日計(jì)劃制定如圖3所示。

圖2 月計(jì)劃制定

2.3 生產(chǎn)信息反饋及時(shí)性

各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)信息可自動(dòng)生成并及時(shí)反饋至平臺(tái)上,分別從構(gòu)件數(shù)、構(gòu)件方量、已生產(chǎn)構(gòu)件數(shù)、已完成方量、未生產(chǎn)構(gòu)件數(shù)和未生產(chǎn)方量等方面反映生產(chǎn)情況,相關(guān)部門(mén)可第一時(shí)間查看所需信息,從而提高信息獲取的時(shí)效性,降低人工統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤率,實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)動(dòng)。圖4為月報(bào),圖5為日?qǐng)?bào)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,掌控生產(chǎn)線構(gòu)件生產(chǎn)情況(圖6)及直觀看出單項(xiàng)工程完成量情況(圖7),便于掌握工程動(dòng)態(tài)。

圖3 日計(jì)劃制定

圖4 月報(bào)

2.4 構(gòu)件質(zhì)量管控可追溯

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量直接影響著裝配式建筑的品質(zhì),在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位做到生產(chǎn)環(huán)節(jié)層層把關(guān),嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),上道工序不合格嚴(yán)禁流入下一道工序,且通過(guò)可追溯的管理,提高構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量。

利用預(yù)制構(gòu)件部品的信息集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)的信息化,以此形成構(gòu)件質(zhì)量的可追溯性管理。根據(jù)裝配式建筑預(yù)制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)特點(diǎn)將質(zhì)量管控辦法固化在系統(tǒng)內(nèi),通過(guò)RFID編碼技術(shù),對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一編碼,通過(guò)BIM平臺(tái)將構(gòu)件信息植入芯片或二維碼內(nèi),應(yīng)用RFID技術(shù)等實(shí)現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)的質(zhì)量檢驗(yàn),即時(shí)通過(guò)手持終端方式進(jìn)行檢驗(yàn)記錄填寫(xiě)并根據(jù)權(quán)限進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)審核及質(zhì)檢員實(shí)名制簽名,實(shí)時(shí)記錄攪拌情況、溫度控制情況、項(xiàng)目生產(chǎn)進(jìn)展情況、生產(chǎn)線運(yùn)行狀況,達(dá)到檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量可控性及信息可追溯性；通過(guò)檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的設(shè)置,反饋系統(tǒng)生成各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)信息,實(shí)現(xiàn)各部分的信息協(xié)同。見(jiàn)圖8～11。

圖5 日?qǐng)?bào)

圖6 生產(chǎn)線構(gòu)件生產(chǎn)情況 圖7 完成量情況

圖8 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程可追溯管理

圖9 帶有二維碼標(biāo)識(shí)的預(yù)制構(gòu)件圖10 移動(dòng)端檢驗(yàn)設(shè)備及讀寫(xiě)器

圖11 移動(dòng)端的質(zhì)量檢驗(yàn)

3 工程實(shí)施案例

本文以北京市朝陽(yáng)區(qū)黑莊戶定向安置房項(xiàng)目為示范,該項(xiàng)目總用地面積23.16 hm2,為二類居住用地,住宅區(qū)用地內(nèi)擬建建筑33棟,其中含住宅15棟,需產(chǎn)業(yè)化配合共有14棟樓,標(biāo)準(zhǔn)層高2.8 m,預(yù)制構(gòu)件類型包括：預(yù)制樓梯、樓梯隔墻、預(yù)制疊合板、陽(yáng)臺(tái)板和空調(diào)板。該工程預(yù)制構(gòu)件類型較多且工程量較大,通過(guò)BIM技術(shù),從項(xiàng)目合同簽訂起對(duì)項(xiàng)目信息、計(jì)劃排產(chǎn)、質(zhì)量管控等生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行了應(yīng)用,通過(guò)合理化的計(jì)劃排產(chǎn)及嚴(yán)格的質(zhì)量管控,降低了人工成本，提高了生產(chǎn)效率，提高了構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著裝配式建筑的迅猛發(fā)展,預(yù)制構(gòu)件需求量日益增長(zhǎng),本文將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑預(yù)制

構(gòu)件生產(chǎn)管理全過(guò)程,達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程的可追溯性,通過(guò)科學(xué)化、信息化的管理,實(shí)現(xiàn)工廠管理的有序性、生產(chǎn)效率的高效性、構(gòu)件質(zhì)量的可控性,生成適合大體量預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)管理的系統(tǒng),為后續(xù)BIM技術(shù)在全生命周期的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并最終成為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維等裝配式建筑全生命周期聯(lián)動(dòng)協(xié)同的管理體系。

[1] 國(guó)務(wù)院.國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)[Z].2016-09-30．

[2] 李瑞豐,麻建鎖，蔡煥琴，等.BIM技術(shù)在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].建設(shè)科技,2017(15):29-31．

[3] 孫鈺欽.BIM技術(shù)在我國(guó)建筑工業(yè)化中的研究與應(yīng)用——以某PC住宅建筑為例[D].成都：西南交通大學(xué),2016．

[4] 張迎春,潘捷.BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期中的應(yīng)用研究[J].技術(shù)領(lǐng)航,2017(3):47-49．