BIM技術在預制構件制造工廠的應用

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，即：Building Information Modeling的英文縮寫，意為建筑信息模型技術，它可以幫助實現建筑信息的集成[1]。從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各種信息始終整合于一個三維模型信息數據庫中，設計團隊、施工單位、設施運營部門和業主等各方人員可以基于BIM 進行協同工作，有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展。

由于傳統的建筑施工是一種全現場模式，其受到的影響因素太多、太復雜，若其采用BIM技術，所需的相關信息集成工作量巨大。而裝配式建筑由于構件基本上是工廠化生產，施工現場的工作僅僅是實施構件的裝配，相比之下，BIM技術在裝配式建筑工程中可以得到更好的應用。因此，本文著重探討BIM技術在預制構件制造工廠的應用。

1 BIM技術系統的建設

建立技術系統，是一項源頭性工作，至關重要。主要包括軟件和硬件兩大系統的建設。

1.1 軟件系統建設

對于預制構件制造工廠來說，需要的BIM 軟件主要是系統建模軟件、方案設計軟件、可視化軟件、碰撞分析軟件、成本分析軟件等。目前建筑行業應用的BIM應用軟件較多，在系統建設時，應當結合軟件的功能、市場影響力及工廠的具體情況選用。但無論如何，都應當與上游的設計單位做好無縫對接，確保軟件系統能夠與之兼容，避免出現卡滯。

1.2 硬件系統建設

BIM 硬件系統建設除了以計算機、信息網絡布設為主線外，關鍵是應用者隊伍建設。從工廠的最高管理者到各層級的相關管理人員，都要能夠遵從BIM系統對于相關信息采集的要求，及時、準確地處理信息流。

2 技術管理

（1） 做好與設計單位的技術銜接工作，接受設計單位的設計圖紙時，應當接受其BIM 模型，不接受從三維到二維的轉換圖紙，以避免信息丟失和不可追溯。

（2） 通過協同機制、戶型部分拆分、設備管線與建筑結構之間的碰撞檢查與優化，實現基于設計階段的協同[2]。

（3） 對預制構件進行深化設計時，應使用BIM 進行信息模型制作、構件編號、鋼筋翻樣、加工圖信息表達等工作。

（4） 預制構件模具設計應采用BIM進行模具編號、模具設計、模具制作、加工圖信息表達等工作。

（5） 對于需要作技術更改時，必須在BIM 系統下協調進行，避免相關信息的錯亂、丟失。

3 生產管理

3.1 生產計劃管理

可將BIM5D 應用于生產計劃管理：在編制生產計劃時，可直接根據任務抽提、細化計劃；開發標準工作包，與進度安排相結合，統一標準，方便任務分配；設置進度里程碑進行跟蹤監控，使需求、計劃、實際進度相呼應，降低計劃的不合理風險。計劃的執行過程應及時錄入BIM 平臺系統。

3.2 預制構件的生產準備

預制構件的生產準備采用BIM生成機床語言文件（如NC文件等），實施數字化和無紙化制造。

3.3 生產調度過程管理

生產調度過程的管理在BIM 系統下借助云技術，在移動端、PC端、WEB端實施數據同步，以預制構件生產現場進度為主線，實施計劃信息與實際生產進度差別的動態監管；利用BIM 模型和作戰地圖，讓生產過程的所有參與者處于 “同一個現場、同一個進度”。生產過程遇到的問題及對策措施都應匯入BIM 系統，以便實現可追溯和總結、改進。

4 質量管理

4.1 設計過程的質量管理

通過建立BIM 設計質量檢查模型，直觀地發現設計過程中存在的 “錯、漏、碰、缺” 等問題，并形成統計表，進行設計確認，將問題解決在生產之前。

4.2 生產方案模擬與交底控制

借助BIM 技術編制生產方案，使方案從平面化理解轉變為立體化的直觀觀察，再配以工藝模擬，可以將各生產步驟、工序之間的邏輯關系直觀地加以展示，由此有效地減少生產準備過程的失誤，提升生產質量。

4.3 生產過程質量控制

預制構件在工廠生產時，由于品種多、工序多、人員多，錯綜復雜的生產現場會給生產過程質量控制帶來較多困難。因此需要運用BIM 模型對質量管理數據進行詳細記錄以及實時動態管理，結合相應的文字信息、圖片、視頻等信息，有效提升生產現場情況質量記錄的準確度，進行動態管理[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，對確保工程質量非常重要。為此，不同專業的模型應通過BIM 集成技術進行多專業整合，結合云技術和移動技術，確保工程文檔快速、安全、便捷、受控地在項目中流通和共享。

對于BIM 技術在生產與質量管理中的作用，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件設計與生產的公司，2018年建廠，2019 年量產。2019 年度由于尚未應用BIM 技術進行生產與質量管理，面對多家用戶、多品種、多工序的局面，經常出現技術與生產之間的脫節問題，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 技術應用到公司的管理中后，因為BIM的“協同機制”，實現了設計階段與生產計劃的協同，“拿錯圖紙”、“用錯模具” 的現象沒有了；得益于BIM 的 “實時動態管理” 功能，此前的工序間銜接掉鏈子而 “大面積窩工” 現象也大幅改善。由此，生產效率和質量都得到了提高。

5 成本管理

運用BIM 模型對項目各階段進行模擬計算和優化，并在此基礎上形成項目成本控制，對于實現精細化成本管理和控制至關重要。

5.1 設計成本控制

設計是成本控制的第一要素，設計人員應充分運用BIM 技術的信息集成優勢，在總體設計上運用虛擬設計及模擬技術，做到方案優選，使所設計的建筑在完全滿足用戶需求的前提下做到造價最低；在深化設計上運用BIM 技術進行模擬鋼筋校核、預埋管線檢查、碰撞檢查、安裝合理性檢查等，把施工中可能出現的問題消滅在BIM 模型中，以降低出錯成本。

5.2 成本預算控制

成本預算部門可通過BIM 模型，對項目各生產階段的勞務、材料、設備等的需用量進行模擬計算和優化，幫助生產部門建立勞動力計劃、物資需求計劃等，并在此基礎上形成項目成本控制。

5.3 生產成本控制

在BIM 模型下，PC 生產線的生產計劃表和儲存列表均為可視化的，生產管理人員根據深化設計的數據完成構件生產與堆放設計，其余相應部門都能同步看到生產計劃，各個相應崗位根據生產計劃同時準備各項生產用數據資料；生產管理調度人員在BIM 系統下借助云技術，在移動端、PC端、WEB端實施數據同步，適時指揮和調度生產作業，不使生產作業存在窩工、停工、錯亂現象，最大限度降低工序成本。

6 結語

綜上所述，由于BIM 技術從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各種信息始終整合于一個三維模型信息數據庫中，PC工廠的所有人員可以基于BIM進行協同工作。在技術、生產、質量、成本等各項管理工作中，借助BIM技術有效地提升工作效率、節省資源、降低成本。

參參考文獻：

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

[2]廖京，曾思智，王雪飛.BIM 技術在裝配式建筑預制構件及施工運維管理的應用[J]. 江西建材，2019(9):186-187.

[3]李春華.BIM技術在工程質量管理中的應用[J].環球市場，2017(21):378.