BIM技術(shù)在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中的應(yīng)用

史 瑞，秦偉豪，王 帥

(河南省第一建設(shè)集團(tuán)滎陽(yáng)裝配式建筑有限公司，河南 鄭州 450000)

近年來(lái)BIM 技術(shù)在國(guó)內(nèi)不斷普及，BIM 技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑實(shí)施的各環(huán)節(jié)漸成趨勢(shì)。混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)要順利完成預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)及交貨，需要協(xié)調(diào)解決總包單位、設(shè)計(jì)單位、模具廠(chǎng)家、工廠(chǎng)生產(chǎn)部門(mén)、工廠(chǎng)運(yùn)輸部門(mén)的各類(lèi)問(wèn)題，本文將簡(jiǎn)述BIM 在上述環(huán)節(jié)中的應(yīng)用措施。

1 可高度復(fù)用預(yù)制構(gòu)件模型創(chuàng)建

混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)BIM 部門(mén)每年要完成數(shù)十個(gè)裝配式項(xiàng)目，且BIM 工作人員多以Autodesk Revit 為基礎(chǔ)的，因此，通過(guò)基于Revit 的族建立高度復(fù)用的BIM 模型，對(duì)于降低其工作負(fù)荷具有重要積極意義。具體做法是利用Revit 常規(guī)族建立出預(yù)制外墻輪廓，將各尺寸設(shè)置為參數(shù)并相關(guān)聯(lián)，將材質(zhì)信息賦以參數(shù)信息，獲得參數(shù)化的Revit 輕量構(gòu)件模型，如圖1、圖2所示。

利用BIM 技術(shù)建立預(yù)制構(gòu)件模型，將能為混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)提供極大的幫助。首先通過(guò)將預(yù)制構(gòu)件混凝土塊模型鏈接到載入Revit 的CAD 平面布置圖，可以快速發(fā)現(xiàn)構(gòu)件詳圖位置不對(duì)照的問(wèn)題，主要是構(gòu)件碰撞、構(gòu)件鏡像兩種情況；進(jìn)一步在上述模型的基礎(chǔ)上繪制出筋，校核模具廠(chǎng)家提供模具模型出筋開(kāi)孔位置是否正確及開(kāi)孔余量是否合適；將設(shè)備、電氣、建筑、裝修各專(zhuān)業(yè)的點(diǎn)位圖都建立在結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)預(yù)制構(gòu)件上，便于與總包單位及設(shè)計(jì)單位溝通解決各專(zhuān)業(yè)間干涉問(wèn)題，并最終將調(diào)整的結(jié)果反饋到施工圖紙上，使得預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)得以順利實(shí)施。

圖1 參數(shù)化預(yù)制外墻

圖2 參數(shù)化預(yù)制外墻參數(shù)的設(shè)置

同樣，通過(guò)常規(guī)族的參數(shù)化，將鋼筋做到輕量化，標(biāo)準(zhǔn)層模型中結(jié)構(gòu)模型節(jié)點(diǎn)清晰無(wú)誤的顯示。基于Revit 的結(jié)構(gòu)樣板建立的預(yù)制構(gòu)件模型，鏈接后鋼筋信息丟失量大。如圖3 所示。

圖3 后澆連接節(jié)點(diǎn)處鋼筋信息精確顯示

2 Dynamo參數(shù)化模型應(yīng)用

通過(guò)Dynamo 可視化編程的手段，進(jìn)一步提升BIM 模型參數(shù)化水平，達(dá)到提升BIM 工作效率的目的。利用Dynamo 編寫(xiě)節(jié)點(diǎn)，建立與Excel 表格聯(lián)動(dòng)混凝土預(yù)制構(gòu)件模型，只需要在Excel 表格當(dāng)中輸入尺寸數(shù)據(jù)，即完成構(gòu)件輪廓建模。同樣，利用Dynamo 建立基于預(yù)制構(gòu)件尺寸的模具模型，只需要在Excel 表格當(dāng)中輸入尺寸數(shù)據(jù)，即完成模具建模，相對(duì)于Solidworks、Inventor 等模具設(shè)計(jì)軟件，工作效率大大提升。進(jìn)一步，可以利用Dynamo 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行混凝土預(yù)制構(gòu)件排布模型。如圖4 所示。

圖4 利用Dynamo建立的預(yù)制外墻模型

3 BIM與MES的結(jié)合

將BIM 模型與MES 系統(tǒng)相結(jié)合，將信息模型的內(nèi)容進(jìn)一步擴(kuò)展。BIM 工作人員將預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃錄入MES 系統(tǒng)，由工廠(chǎng)內(nèi)各部門(mén)相關(guān)人員操作使用，通過(guò)微信小程序掃碼共同參與對(duì)預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)信息進(jìn)行管理。利用MES 系統(tǒng)可以快速查看構(gòu)件所處的生產(chǎn)階段及上傳的對(duì)應(yīng)照片與相關(guān)文件，在堆場(chǎng)內(nèi)快速精確查找某個(gè)構(gòu)件位置，以及查看預(yù)制構(gòu)件在吊裝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施進(jìn)度，直觀(guān)地查看供貨樓層構(gòu)件已生產(chǎn)、已安裝的情況。BIM 工作人員定期對(duì)上傳該系統(tǒng)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題照片進(jìn)行匯總，召集技術(shù)部、生產(chǎn)部、質(zhì)檢部等部門(mén)相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行審閱，快速解決相關(guān)問(wèn)題。利用MES 系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件完成的百分率自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，工廠(chǎng)相關(guān)人員分析預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度、堆場(chǎng)存儲(chǔ)占用率、構(gòu)件運(yùn)輸比例等信息，分析產(chǎn)能，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)整不同預(yù)制項(xiàng)目間的勞動(dòng)力分配。

4 BIM對(duì)于降低成本的作用

通過(guò)建立預(yù)制構(gòu)件BIM 模型，技術(shù)人員調(diào)整專(zhuān)業(yè)點(diǎn)位位置以解決模型中的干涉問(wèn)題，進(jìn)而獲得精確的鋼筋信息，并轉(zhuǎn)換成DXF 格式由鋼筋加工設(shè)備自動(dòng)精確下料，是混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)約成本的一個(gè)方面。利用BIM 技術(shù)對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行技術(shù)交底，如灌漿套筒安裝、保溫拉結(jié)件安裝等進(jìn)行BIM 動(dòng)畫(huà)交底，同時(shí)通過(guò)信息模型的校核避免了因安裝點(diǎn)位、模具設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤而導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件報(bào)廢，以及通過(guò)預(yù)制構(gòu)件擺放架的BIM 設(shè)計(jì)、堆放方式的BIM 模擬、預(yù)制構(gòu)件裝車(chē)組合的BIM 優(yōu)化，使得預(yù)制構(gòu)件成品的保護(hù)得到技術(shù)支持，是節(jié)約成本更重要的一個(gè)方面。

5 結(jié)語(yǔ)

在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)應(yīng)用BIM 技術(shù)的主要目的，是通過(guò)BIM 建模解決圖紙問(wèn)題、模具定做問(wèn)題，在工廠(chǎng)內(nèi)的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)充分利用BIM 技術(shù)，減少因預(yù)制出錯(cuò)導(dǎo)致的構(gòu)件報(bào)廢，保障生產(chǎn)進(jìn)度，提升工廠(chǎng)效益。

本文以典型豎向構(gòu)件三明治預(yù)制外墻基于Revit 的參數(shù)化模型建模方式為例進(jìn)行了闡述，其特點(diǎn)是高度復(fù)用，一次建模永久重復(fù)利用，大大降低PC 工廠(chǎng)BIM 技術(shù)工作人員的工作量，并使得各預(yù)制構(gòu)件鏈接形成的全標(biāo)準(zhǔn)層將鋼筋信息精確的表達(dá)，該模型為裝配式建筑的核心模型，為預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支撐，并使得PC工廠(chǎng)在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中與總包單位、設(shè)計(jì)單位的技術(shù)溝中掌握BIM 話(huà)語(yǔ)權(quán)。本文羅列的BIM應(yīng)用在本工廠(chǎng)得到了良好的應(yīng)用，起到降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量的作用。混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)與BIM 技術(shù)的結(jié)合，將為提升混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)構(gòu)件質(zhì)量及智慧建造水平提供有力技術(shù)保障。