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BIM技術在PC預制構件中的應用

瀏覽次數: 日期:2016年5月19日 14:09

摘要:BIM技術在建筑工業化PC預制構件工廠建設和運營中,通過PC預制構件工廠的信息化的BIM技術的應用經驗總結,必須以流程的標準化管理為基礎。

      BIM技術在PC預制構件中的應用
近年來國務院及全國各地方政府相繼出臺了一系列支持和鼓勵政策,引導推廣適合工業化生產的預制裝配式的建筑技術體系,加快發展建設工程的預制和裝配技術,提高建筑工業化技術集成水平。支持集設計、生產、施工于一體的工業化基地建設,開展工業化建筑示范試點。鼓勵混凝土預制構件生產企業提升預制裝配式構件、部件的生產能力和水平。不斷完善裝配式建筑產業鏈,提高技術集成水平。支持構配件生產企業擴大產能、改造技術、節能減排。鼓勵工業園區引入符合條件的構配件企業,優化構配件生產供應布局,支持有條件的區縣和企業創建國家級住宅產業化基地。
      建筑工業化正是將傳統建筑業的濕作業建造模式轉向學習制造業工廠生產模式。制造業信息化將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術相結合,可以改善制造企業的經營、管理、產品開發和生產等各個環節。從而實現產品設計制造和企業管理的信息化、生產過程控制的智能化、制造裝備的數控化以及咨詢服務的網絡化,全面提升建筑企業的競爭力。為了更有力地推動建筑工業化的進程,對建筑工業化技術的推廣形成有效帶動作用,所以有必要將BIM技術在預制構件工廠建設和運營中有效的應用。
      信息化的BIM技術在PC工廠建設方案確認前期的應用
      PC預制構件工廠規劃布置原則是功能分區明確、合理、得當,布局緊湊,節約用地,管理維修方便,留有一定發展余地;與外界保持良好的交通和運輸聯系,出入口和內部道路符合人流與車流的集散要求,各運動流線保持順暢、短捷;建筑物布置應考慮當地總體景觀,與周邊環境相協調;便于利用當地已有的上下水、供電、通訊等基礎設施。
     1.1 建立場地和車間BIM建模
      利用BIM技術進行平面布置工作,實現“所見所得”的視覺效果,對于PC預制構件工廠建設來說,作用是非常大的,例如日常拿到的施工圖紙,只是各個建筑功能件的信息在圖紙上的采用線條繪制表達,但是其真正的構造形式就需要人去自行想象了。對于一般簡單的東西來說,這種想象也未嘗不可,但是對于結構復雜、體量大的PC預制構件工業廠房BIM提供了可視化的思路,讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前;BIM技術提到的可視化是一種能夠廠房設備之間形成互動性和反饋性的可視,在BIM建筑信息模型中,由于整個過程都是可視化的,所以可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成,更重要的是,項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行從而實現現場平面布置合理、高效的場地布置。
     1.2 生產工藝布局方案建模
      利用BIM可視化的特點,所有的方案調整都即時的呈現在計算機上,使得PC預制構件工廠實現功能分區明確、合理、得當,布局緊湊,節約用地,管理維修方便,留有一定發展余地;
      并利用信息化軟件對各個主入口、通道進行交通流線和人流模擬使產業基地與外界保持良好的交通和運輸聯系,出入口和內部道路符合人流與車流的集散要求,各運動流線保持順暢、短捷;建筑物布置應考慮當地總體景觀,與周邊環境相協調;便于利用當地已有的上下水、供電、通訊等基礎設施。
     1.3優化施工規劃
      通過參照工程進度計劃,可以形象直觀地模擬各個階段的現場作業情況從而實現優化-執行-在優化的循環;事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程。這種優化受三樣因素的制約:信息、復雜程度和時間。
      沒有準確的信息做不出合理的優化結果,BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息,包括幾何信息、物理信息、規則信息,還提供了建筑物變化以后的實際存在。復雜程度高到一定程度,參與人員本身的能力無法掌握所有的信息,必須借助一定的科學技術和設備的幫助。現代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限,BIM及與其配套的各種優化工具提供了對復雜項目進行優化的可能。基于BIM的優化可以做下面的工作:例如行車、異形構造區等在工廠隨處可見的功能崗位,這些內容看起來占整個建筑的比例不大,但是占投資和工作量的比例卻往往要大得多、重要得多,而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方,運用BIM的方式對這些內容的設計施工方案進行優化,可以帶來顯著的工期和造價改進。
      充分利用原有生產設備和試驗檢測儀器,新增部分數控、高效設備,提高工藝水平,根據工藝要求選用適用的生產設備。在滿足構件加工工藝、精度和生產工藝等要求的前提下,綜合考慮設備的性能價格比,以減少投資和降低成本。工藝設備設計重視節能和環保,均選用國家推薦的節能型產品,具備高效優質的特點。
      2.1 施工關鍵點建模
      在施工過程中,現場出現的錯誤不可避免,如果能夠將錯誤盡早發現并整改,對減少返工、降低成本具有非常大的意義和價值。在PC工廠建設過程中運用BIM專業軟件對復雜構件和復雜節點如大難度吊裝、隱蔽工程等情況,使用BIM軟件進行圖形影像化的模擬,供設計深化交底和施工指導使用以達到增加復雜建筑系統的可施工性;提高施工生產效率;增加復雜建筑系統的安全性。
      2.2 基礎預埋和設備安裝
      與住宅和商業不同,PC預制構件工廠結構類型一般為鋼結構,PC預制構件工廠在設計過成功中更注重專業如鋼結構、電路、管線綜合等專業提前協作,各專業相互制約又互為條件,并預先根據項目特點,進行多方深化設計。與此同時也注重下游環節的配件供應商,設計過程需模擬建造和設計過程對可能發生的碰撞和預留做提前處理。
     2.3 成本預算(工程量統計)和物料采購
      通過該BIM模型,計算、模擬和優化對應于項目各施工階段的勞務、材料、設備等的需用量,從而建立勞動力計劃、材料需求計劃和機械計劃等,在此基礎上形成項目成本計劃,其中材料需求計劃的準確性、及時性對于實現精細化成本管理和控制至關重要,它可通過5D模型自動提取需求計劃,并以此為依據指導采購,避免材料資源堆積和超支。
     3.1 訂單到前期準備
      運用BIM技術可對生產訂單進行管理,包括維護生產訂單,顯示訂單列表。可以按照不同訂單、物料以及車間對不同的物料進行備料準備,反映現有庫存對生產訂單的保證情況,列示缺料明細,提醒管理人員及時跟蹤或催收所缺物料,不致發生生產訂單下達后卻因缺料而無法生產。當接洽訂單后生產規劃部根據產能規劃安排訂單處理方案;與此同時,預制構件工廠開始進行該項目的物料采購,生產計劃安排,成品堆場整理準備等工作實現信息化高效管理。
     3.2 BIM技術在預制件加工、生產中的運用
      通過專業BIM軟件對項目建筑圖紙進行預制構件深化工作,在項目的全流程中,制作建筑、結構、機電等專業能夠在同一平臺上工作,減少不同專業間的交叉工作。與此同時軟件完成的深化圖紙以數據的形式傳輸到車間MES系統中,從而減少認為操作次數和降低人為操作帶來的失誤、提高生產效率。
     3.3 BIM技術在生產規劃階段的運用
      預制件生產車間的排產計劃表和堆放列表都是可視化的,生產管理人員根據深化設計的數據完成構件堆放與排產設計,其余相應部門都能同步看到排場計劃各個相應崗位根據排產計劃同時準備各項生產用數據資料(如標簽、堆放表、鋼筋加工單、紙質圖紙、技術資料等)提交給車間管理類人員準備生產。
    3.4 BIM技術在預制構件運用
      到現場的運用計劃將正確數量和類型規格的預制構件或部品件,直接運送到項目工地現場。要實現這一點,就需要信息控制系統與各個部門進行聯動,實現信息共享。現場項目部通過BIM平臺把項目現場的待安裝的預制構件需求反應給信息控制系統。以便管理人員能夠及時做好準備工作,了解自己的庫存能力,并且實時反映到系統中,提前完成堆放等作業,然后準時完成直接送達項目現場的任務。
      項目現場安裝時每一塊預制構件都有獨一無二的標簽代碼,信息控制系統會記錄每一塊預制件的運輸情況,提供關于物流進度的信息,并能馬上以虛擬化模型或表格的形式將內容可視化呈現物流情況,從而將數據在返回至倉庫和生產組進行下一個節拍的作業。
      一幢建筑建筑物在其生命周期的費用消耗中,約80%的部分是發生在其使用階段,在平均建筑物的使用年限達到7年以后,這些使用階段發生的費用就會超過該建筑物最初的建筑安裝的造價,然后,這些費用總額就以一種不均勻的抬高比例增長,在一幢建筑物的使用年限達到50年以后,建筑物的造價和使用階段的總的維護費用這兩者之間的比例可以達到1︰9。因此,專業數字化的BIM運維管理將會給業主和運營商帶來極大的經濟效益。
      廠房的運營維護,包括廠房基礎圖紙、雨水、消防水管道等等。通過BIM模型可以查閱設備的信息,如使用期限、維護情況、所在位置和供應商情況等,能夠對壽命即將到期的設備進行預警,提醒運營商及時進行更換;也可準確定位虛擬建筑中相應的設備,并對設備是否正確運行提供信息。

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