BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件制造工廠的應(yīng)用

顧松林

（江蘇中江裝配式建筑科技股份有限公司，江蘇 泰州 225300）

BIM 技術(shù)，即：Building Information Modeling的英文縮寫，意為建筑信息模型技術(shù)，它可以幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成[1]。從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合于一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM 進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

由于傳統(tǒng)的建筑施工是一種全現(xiàn)場模式，其受到的影響因素太多、太復(fù)雜，若其采用BIM技術(shù)，所需的相關(guān)信息集成工作量巨大。而裝配式建筑由于構(gòu)件基本上是工廠化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場的工作僅僅是實(shí)施構(gòu)件的裝配，相比之下，BIM技術(shù)在裝配式建筑工程中可以得到更好的應(yīng)用。因此，本文著重探討B(tài)IM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件制造工廠的應(yīng)用。

1 BIM技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)

建立技術(shù)系統(tǒng)，是一項(xiàng)源頭性工作，至關(guān)重要。主要包括軟件和硬件兩大系統(tǒng)的建設(shè)。

1.1 軟件系統(tǒng)建設(shè)

對于預(yù)制構(gòu)件制造工廠來說，需要的BIM 軟件主要是系統(tǒng)建模軟件、方案設(shè)計(jì)軟件、可視化軟件、碰撞分析軟件、成本分析軟件等。目前建筑行業(yè)應(yīng)用的BIM應(yīng)用軟件較多，在系統(tǒng)建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合軟件的功能、市場影響力及工廠的具體情況選用。但無論如何，都應(yīng)當(dāng)與上游的設(shè)計(jì)單位做好無縫對接，確保軟件系統(tǒng)能夠與之兼容，避免出現(xiàn)卡滯。

1.2 硬件系統(tǒng)建設(shè)

BIM 硬件系統(tǒng)建設(shè)除了以計(jì)算機(jī)、信息網(wǎng)絡(luò)布設(shè)為主線外，關(guān)鍵是應(yīng)用者隊(duì)伍建設(shè)。從工廠的最高管理者到各層級的相關(guān)管理人員，都要能夠遵從BIM系統(tǒng)對于相關(guān)信息采集的要求，及時、準(zhǔn)確地處理信息流。

2 技術(shù)管理

（1） 做好與設(shè)計(jì)單位的技術(shù)銜接工作，接受設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙時，應(yīng)當(dāng)接受其BIM 模型，不接受從三維到二維的轉(zhuǎn)換圖紙，以避免信息丟失和不可追溯。

（2） 通過協(xié)同機(jī)制、戶型部分拆分、設(shè)備管線與建筑結(jié)構(gòu)之間的碰撞檢查與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)基于設(shè)計(jì)階段的協(xié)同[2]。

（3） 對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時，應(yīng)使用BIM 進(jìn)行信息模型制作、構(gòu)件編號、鋼筋翻樣、加工圖信息表達(dá)等工作。

（4） 預(yù)制構(gòu)件模具設(shè)計(jì)應(yīng)采用BIM進(jìn)行模具編號、模具設(shè)計(jì)、模具制作、加工圖信息表達(dá)等工作。

（5） 對于需要作技術(shù)更改時，必須在BIM 系統(tǒng)下協(xié)調(diào)進(jìn)行，避免相關(guān)信息的錯亂、丟失。

3 生產(chǎn)管理

3.1 生產(chǎn)計(jì)劃管理

可將BIM5D 應(yīng)用于生產(chǎn)計(jì)劃管理：在編制生產(chǎn)計(jì)劃時，可直接根據(jù)任務(wù)抽提、細(xì)化計(jì)劃；開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)工作包，與進(jìn)度安排相結(jié)合，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，方便任務(wù)分配；設(shè)置進(jìn)度里程碑進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，使需求、計(jì)劃、實(shí)際進(jìn)度相呼應(yīng)，降低計(jì)劃的不合理風(fēng)險。計(jì)劃的執(zhí)行過程應(yīng)及時錄入BIM 平臺系統(tǒng)。

3.2 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)準(zhǔn)備

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)準(zhǔn)備采用BIM生成機(jī)床語言文件（如NC文件等），實(shí)施數(shù)字化和無紙化制造。

3.3 生產(chǎn)調(diào)度過程管理

生產(chǎn)調(diào)度過程的管理在BIM 系統(tǒng)下借助云技術(shù)，在移動端、PC端、WEB端實(shí)施數(shù)據(jù)同步，以預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)度為主線，實(shí)施計(jì)劃信息與實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度差別的動態(tài)監(jiān)管；利用BIM 模型和作戰(zhàn)地圖，讓生產(chǎn)過程的所有參與者處于 “同一個現(xiàn)場、同一個進(jìn)度”。生產(chǎn)過程遇到的問題及對策措施都應(yīng)匯入BIM 系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)可追溯和總結(jié)、改進(jìn)。

4 質(zhì)量管理

4.1 設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量管理

通過建立BIM 設(shè)計(jì)質(zhì)量檢查模型，直觀地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中存在的 “錯、漏、碰、缺” 等問題，并形成統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行設(shè)計(jì)確認(rèn)，將問題解決在生產(chǎn)之前。

4.2 生產(chǎn)方案模擬與交底控制

借助BIM 技術(shù)編制生產(chǎn)方案，使方案從平面化理解轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw化的直觀觀察，再配以工藝模擬，可以將各生產(chǎn)步驟、工序之間的邏輯關(guān)系直觀地加以展示，由此有效地減少生產(chǎn)準(zhǔn)備過程的失誤，提升生產(chǎn)質(zhì)量。

4.3 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制

預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)時，由于品種多、工序多、人員多，錯綜復(fù)雜的生產(chǎn)現(xiàn)場會給生產(chǎn)過程質(zhì)量控制帶來較多困難。因此需要運(yùn)用BIM 模型對質(zhì)量管理數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄以及實(shí)時動態(tài)管理，結(jié)合相應(yīng)的文字信息、圖片、視頻等信息，有效提升生產(chǎn)現(xiàn)場情況質(zhì)量記錄的準(zhǔn)確度，進(jìn)行動態(tài)管理[3]。

4.4 資料管理控制

PC工廠對于資料的管理控制是否完善，對確保工程質(zhì)量非常重要。為此，不同專業(yè)的模型應(yīng)通過BIM 集成技術(shù)進(jìn)行多專業(yè)整合，結(jié)合云技術(shù)和移動技術(shù)，確保工程文檔快速、安全、便捷、受控地在項(xiàng)目中流通和共享。

對于BIM 技術(shù)在生產(chǎn)與質(zhì)量管理中的作用，以江蘇中江裝配式建筑科技股份有限公司為例：江蘇中江裝配式建筑科技股份有限公司是一家專門從事裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的公司，2018年建廠，2019 年量產(chǎn)。2019 年度由于尚未應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)與質(zhì)量管理，面對多家用戶、多品種、多工序的局面，經(jīng)常出現(xiàn)技術(shù)與生產(chǎn)之間的脫節(jié)問題，以及工序間銜接掉鏈子造成大面積窩工等。2020 年開始，公司將BIM 技術(shù)應(yīng)用到公司的管理中后，因?yàn)锽IM的“協(xié)同機(jī)制”，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)階段與生產(chǎn)計(jì)劃的協(xié)同，“拿錯圖紙”、“用錯模具” 的現(xiàn)象沒有了；得益于BIM 的 “實(shí)時動態(tài)管理” 功能，此前的工序間銜接掉鏈子而 “大面積窩工” 現(xiàn)象也大幅改善。由此，生產(chǎn)效率和質(zhì)量都得到了提高。

5 成本管理

運(yùn)用BIM 模型對項(xiàng)目各階段進(jìn)行模擬計(jì)算和優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上形成項(xiàng)目成本控制，對于實(shí)現(xiàn)精細(xì)化成本管理和控制至關(guān)重要。

5.1 設(shè)計(jì)成本控制

設(shè)計(jì)是成本控制的第一要素，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分運(yùn)用BIM 技術(shù)的信息集成優(yōu)勢，在總體設(shè)計(jì)上運(yùn)用虛擬設(shè)計(jì)及模擬技術(shù)，做到方案優(yōu)選，使所設(shè)計(jì)的建筑在完全滿足用戶需求的前提下做到造價最低；在深化設(shè)計(jì)上運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行模擬鋼筋校核、預(yù)埋管線檢查、碰撞檢查、安裝合理性檢查等，把施工中可能出現(xiàn)的問題消滅在BIM 模型中，以降低出錯成本。

5.2 成本預(yù)算控制

成本預(yù)算部門可通過BIM 模型，對項(xiàng)目各生產(chǎn)階段的勞務(wù)、材料、設(shè)備等的需用量進(jìn)行模擬計(jì)算和優(yōu)化，幫助生產(chǎn)部門建立勞動力計(jì)劃、物資需求計(jì)劃等，并在此基礎(chǔ)上形成項(xiàng)目成本控制。

5.3 生產(chǎn)成本控制

在BIM 模型下，PC 生產(chǎn)線的生產(chǎn)計(jì)劃表和儲存列表均為可視化的，生產(chǎn)管理人員根據(jù)深化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)完成構(gòu)件生產(chǎn)與堆放設(shè)計(jì)，其余相應(yīng)部門都能同步看到生產(chǎn)計(jì)劃，各個相應(yīng)崗位根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃同時準(zhǔn)備各項(xiàng)生產(chǎn)用數(shù)據(jù)資料；生產(chǎn)管理調(diào)度人員在BIM 系統(tǒng)下借助云技術(shù)，在移動端、PC端、WEB端實(shí)施數(shù)據(jù)同步，適時指揮和調(diào)度生產(chǎn)作業(yè)，不使生產(chǎn)作業(yè)存在窩工、停工、錯亂現(xiàn)象，最大限度降低工序成本。

6 結(jié)語

綜上所述，由于BIM 技術(shù)從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合于一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，PC工廠的所有人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作。在技術(shù)、生產(chǎn)、質(zhì)量、成本等各項(xiàng)管理工作中，借助BIM技術(shù)有效地提升工作效率、節(jié)省資源、降低成本。

參參考文獻(xiàn)：

[1]華軍.BIM 技術(shù)在PC 建筑中的應(yīng)用[J]. 世界家苑，2017(7):482-483.

[2]廖京，曾思智，王雪飛.BIM 技術(shù)在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件及施工運(yùn)維管理的應(yīng)用[J]. 江西建材，2019(9):186-187.

[3]李春華.BIM技術(shù)在工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用[J].環(huán)球市場，2017(21):378.