坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,新型工业化中的一个重要问题就是处理好信息化与工业化的关系,信息化与工业化不是对立、排斥、取代的关系,而是并存、促进、互动的关系。有效的使用信息化的BIM技术和信息化的BIM管理,解决现阶段存在的问题及待突破的瓶颈,确定信息化的BIM技术在建筑工业化领域应用中未来某些发展的方向。
近年来国务院及全国各地方政府相继出台了一系列支持和鼓励政策,引导推广适合工业化生产的预制装配式的建筑技术体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑示范试点。鼓励混凝土预制构件生产企业提升预制装配式构件、部件的生产能力和水平。不断完善装配式建筑产业链,提高技术集成水平。支持构配件生产企业扩大产能、改造技术、节能减排。鼓励工业园区引入符合条件的构配件企业,优化构配件生产供应布局,支持有条件的区县和企业创建国家级住宅产业化基地。
建筑工业化正是将传统建筑业的湿作业建造模式转向学习制造业工厂生产模式。制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合,可以改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节。从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化,全面提升建筑企业的竞争力。为了更有力地推动建筑工业化的进程,对建筑工业化技术的推广形成有效带动作用,所以有必要将BIM技术在预制构件工厂建设和运营中有效的应用。
信息化的BIM技术在PC工厂建设方案确认前期的应用
PC预制构件工厂规划布置原则是功能分区明确、合理、得当,布局紧凑,节约用地,管理维修方便,留有一定发展余地;与外界保持良好的交通和运输联系,出入口和内部道路符合人流与车流的集散要求,各运动流线保持顺畅、短捷;建筑物布置应考虑当地总体景观,与周边环境相协调;便于利用当地已有的上下水、供电、通讯等基础设施。
1.1 建立场地和车间BIM建模
利用BIM技术进行平面布置工作,实现“所见所得”的视觉效果(如图1和图2),对于PC预制构件工厂建设来说,作用是非常大的,例如日常拿到的施工图纸,只是各个建筑功能件的信息在图纸上的采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要人去自行想象了。
对于一般简单的东西来说,这种想象也未尝不可,但是对于结构复杂、体量大的PC预制构件工业厂房BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;BIM技术提到的可视化是一种能够厂房设备之间形成互动性和反馈性的可视,在BIM建筑信息模型中,由于整个过程都是可视化的,所以可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行从而实现现场平面布置合理、高效的场地布置。
图1预制构件工厂外观效果图
图2预制构件厂平面布置图
1.2 生产工艺布局方案建模
利用BIM可视化的特点,所有的方案调整都即时的呈现在计算机上,使得PC预制构件工厂实现功能分区明确、合理、得当,布局紧凑,节约用地,管理维修方便,留有一定发展余地(如图3);
并利用信息化软件pathfinder(如图4)对各个主入口、通道进行交通流线和人流模拟使产业基地与外界保持良好的交通和运输联系,出入口和内部道路符合人流与车流的集散要求,各运动流线保持顺畅、短捷;建筑物布置应考虑当地总体景观,与周边环境相协调;便于利用当地已有的上下水、供电、通讯等基础设施。
图3构件厂生产工艺布置模拟
图4疏散模拟
1.3优化施工规划
图5优化后的施工方案
通过参照工程进度计划,可以形象直观地模拟各个阶段的现场作业情况从而实现优化-执行-在优化的循环;事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程(如图5)。这种优化受三样因素的制约:信息、复杂程度和时间。
没有准确的信息做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
基于BIM的优化可以做下面的工作:例如行车、异形构造区等在工厂随处可见的功能岗位,这些内容看起来占整个建筑的比例不大,但是占投资和工作量的比例却往往要大得多、重要得多,而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方,运用BIM的方式对这些内容的设计施工方案进行优化,可以带来显著的工期和造价改进。
信息化的BIM技术在PC工厂建设基础预埋及设备安装中的应用
充分利用原有生产设备和试验检测仪器,新增部分数控、高效设备,提高工艺水平,根据工艺要求选用适用的生产设备。在满足构件加工工艺、精度和生产工艺等要求的前提下,综合考虑设备的性能价格比,以减少投资和降低成本。工艺设备设计重视节能和环保,均选用国家推荐的节能型产品,具备高效优质的特点。
2.1 施工关键点建模
在施工过程中,现场出现的错误不可避免,如果能够将错误尽早发现并整改,对减少返工、降低成本具有非常大的意义和价值。在PC工厂建设过程中运用BIM专业软件对复杂构件(如图6)和复杂节点(图7)如大难度吊装、隐蔽工程等情况,使用BIM软件进行图形影像化的模拟,供设计深化交底和施工指导使用以达到增加复杂建筑系统的可施工性;提高施工生产效率;增加复杂建筑系统的安全性。
