基于BIM的裝配式PC構(gòu)件BOM物料管理體系研究

文｜上海君道住宅工業(yè)有限公司 高路 周雅文

1.引言

作為裝配式建筑PC構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)階段BOM編制過程復(fù)雜，手工編制費(fèi)時(shí)費(fèi)工，數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)，在此現(xiàn)狀下需要有基于BIM技術(shù)研發(fā)的符合工廠生產(chǎn)的智能化物料管理軟件。在建筑信息化實(shí)施的初期，建筑構(gòu)件中各種數(shù)據(jù)處于碎片化狀態(tài)分散在各部門，產(chǎn)生了部門之間的數(shù)據(jù)難以順暢流轉(zhuǎn)的問題，給企業(yè)數(shù)據(jù)管理帶來不便。BOM 作為溝通各部門數(shù)據(jù)的橋梁，對(duì)于協(xié)同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理起到至關(guān)重要的作用。然而，目前現(xiàn)階段市場(chǎng)上并沒有關(guān)于產(chǎn)品全生命周期的BOM管理系統(tǒng)。所以，研發(fā)出一款適用于裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的BOM物料管理軟件的計(jì)劃迫在眉睫。

2.研究?jī)?nèi)容

2.1 BIM

“建筑信息模型”是對(duì)一個(gè)設(shè)施的實(shí)體和功能特性的數(shù)字化表達(dá)方式，根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的施工圖建立的模型即可表達(dá)建筑物所具有的全部真實(shí)信息。

BIM 在一些發(fā)達(dá)國(guó)家有很高的普及率。美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)在2006年警告說，不懂BIM的建筑師在不久的將來就會(huì)失去獲得offer的機(jī)會(huì)。目前，美國(guó)大部分的建筑類企業(yè)都在使用BIM，包括房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)、設(shè)計(jì)單位、施工單位等。

在國(guó)內(nèi)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部《2016～2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中，已明確提出將全面提高建筑業(yè)信息化水平、著力增強(qiáng)BIM，推廣建筑企業(yè)深入研究、深入融合、集成應(yīng)用BIM技術(shù)、推廣BIM協(xié)同設(shè)計(jì)、開展施工階段的BIM基礎(chǔ)應(yīng)用。

2.2 BOM物料管理

BOM本來是英語的“Bill Of Material”，意思是物料表。PC構(gòu)件物料是一個(gè)包括混凝土、鋼筋、預(yù)埋件、輔材，到形成成品之前所有構(gòu)成的用語。狹義的BOM是指物料清單，是用數(shù)量記錄輸入作業(yè)中的物料和輸出物料之間關(guān)系的清單。廣義的BOM是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝流程的結(jié)合體，是產(chǎn)品對(duì)象的屬性集合。

目前在國(guó)內(nèi)有很多企業(yè)對(duì)現(xiàn)有比較流行的CAD軟件 (包括二維和三維軟件)進(jìn)行了二次開發(fā)希望把這些CAD軟件與BOM管理系統(tǒng)有效地集成到一起，然而通過分析可以發(fā)現(xiàn)它們存在如下的不足：BOM配置功能薄弱，在CAD軟件中不能實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的編碼，以BOM為核心的信息集成不完整，不能把CAD軟件與信息管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來。伴隨BIM的發(fā)展，人們開始尋求基于BIM的BOM物料管理研究。

2.3 裝配式建筑

按照標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化模式在工廠生產(chǎn)的裝配式建筑構(gòu)件和部品，從構(gòu)件廠運(yùn)輸?shù)?50公里范圍內(nèi)的施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)施工圖紙要求進(jìn)行吊裝、定位，完成預(yù)制裝配式建筑建設(shè)。

美國(guó)裝配式住宅盛行于20世紀(jì)70年代。據(jù)美國(guó)工業(yè)化住宅協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2001年，美國(guó)的裝配式住宅的比例占住宅總量的7%。如今美國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑中裝配式建筑的比例占到35%左右。日本于1968年就提出了裝配式住宅的概念。 1965年之后，日本每五年都會(huì)頒布促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展和性能品質(zhì)提高的住宅建設(shè)計(jì)劃。

在我國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2015年發(fā)布《工業(yè)化建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》決定2016年在全國(guó)推廣裝配式建筑；2016年國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》要求要因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)，力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%。可在我國(guó)大力推行裝配式建筑的背景下，由于現(xiàn)階段工人的技術(shù)水平?jīng)]有得到充分培訓(xùn)，施工質(zhì)量全過程管控不完善，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的鋼筋套筒灌漿工藝缺乏有效檢測(cè)手段，裝配預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)能跟不上項(xiàng)目進(jìn)度要求等諸多行業(yè)痛點(diǎn)陸續(xù)暴露出來。

2.4 案例分析

現(xiàn)階段BOM物料管理設(shè)計(jì)BOM由上游設(shè)計(jì)單位編制，生產(chǎn)單位不能隨意更改設(shè)計(jì)單位下發(fā)的設(shè)計(jì)BOM，若需更改，需申請(qǐng)批準(zhǔn)，流程復(fù)雜，影響加工進(jìn)度。大部分企業(yè)未對(duì)制造BOM進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理，只能手工創(chuàng)建，影響物料資源計(jì)算和成本計(jì)算。在此背景下，作為裝配式建筑設(shè)計(jì)、PC構(gòu)件生產(chǎn)、施工、咨詢企業(yè)急需更加簡(jiǎn)便的物料管理操作。因此，基于BIM的可一鍵導(dǎo)出EBOM和MBOM的物料管理軟件應(yīng)運(yùn)而生，BOM物料管理軟件是基于BIM體系進(jìn)行研發(fā)，針對(duì)預(yù)制混凝土的主材、輔材、預(yù)埋件作為主要研究對(duì)象，通過開發(fā)形成基于BIM的自動(dòng)化生成物料清單的功能。

根據(jù)奉賢碧桂園、中海奉城、廣粵路三號(hào)等多個(gè)項(xiàng)目模型進(jìn)行實(shí)踐，證明BOM物料管理軟件可以代替手工錄入的方式完成物料統(tǒng)計(jì)。按照建模標(biāo)準(zhǔn)建立的模型，通過使用BOM物料管理軟件可一鍵導(dǎo)出了預(yù)制混凝土BOM構(gòu)件清單、鋼筋BOM構(gòu)件清單、預(yù)埋件BOM構(gòu)件清單、輔料BOM構(gòu)件清單且清單中明確表明了構(gòu)件的屬性、物料編碼、規(guī)格、數(shù)量、重量、體積等數(shù)據(jù)。

利用BIM技術(shù)節(jié)約成本、縮短工期、降低工時(shí)、減少物料浪費(fèi)是建筑行業(yè)不斷發(fā)展的趨勢(shì)，因此完全通過人工統(tǒng)計(jì)物料的方式終將會(huì)被取代。可對(duì)于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中發(fā)生的變更、不易通過軟件統(tǒng)計(jì)的構(gòu)件，仍需負(fù)責(zé)物料管理的人員在后期導(dǎo)出的Excel表中修改。

基于BIM的BOM物料管理軟件在裝配式建筑（PC）生產(chǎn)企業(yè)的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：BOM為企業(yè)研發(fā)管理軟件PDM、ERP 等提供了重要的基礎(chǔ)輸入數(shù)據(jù)和集成；可使設(shè)計(jì)部門、工藝部門設(shè)計(jì)的鋼筋、預(yù)埋件的信息更加標(biāo)準(zhǔn)、通用；為生產(chǎn)計(jì)劃部門編制生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)劃提供依據(jù)；為項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)中心提供構(gòu)件預(yù)算的參考；為采購(gòu)供應(yīng)部門進(jìn)行采購(gòu)和領(lǐng)料的依據(jù)；幫助決策部門進(jìn)行成本的核算；幫助物料追溯；減輕物料部門的統(tǒng)計(jì)工作。BOM物料管理的最終目的是在企業(yè)范圍內(nèi)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平合，保證物料清單在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)協(xié)調(diào)一致，保證企業(yè)各中心人員協(xié)同一致地工作。

3.研究結(jié)論

隨著裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，企業(yè)紛紛改變?cè)O(shè)計(jì)、生產(chǎn)模式，以推動(dòng)產(chǎn)品的創(chuàng)新、建筑信息化，力求在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。BOM物料管理協(xié)同設(shè)計(jì)、工藝、財(cái)務(wù)、采購(gòu)、生產(chǎn)等部門，快速、便捷、操作簡(jiǎn)單的BOM物料管理軟件更符合企業(yè)需求。

（1）BOM全生命周期管理。以BOM的全生命周期業(yè)務(wù)需求為主線，考慮解決企業(yè)物料管理方面的業(yè)務(wù)需求，結(jié)合建筑信息化，改革物料管理體系，滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求。

（2）更加簡(jiǎn)便的物料管理操作。基于BIM的BOM物料管理軟件的開發(fā)和完善將會(huì)進(jìn)一步降低物料管理的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化操作。

（3）物料管理數(shù)據(jù)的匯總分析。物料管理的匯總數(shù)據(jù)將會(huì)成為企業(yè)管理者決策的重要依據(jù)。結(jié)合信息化技術(shù)，從企業(yè)管理者的角度出發(fā)，為管理者提供查詢物料的依據(jù)。