BIM技术在预制构件制造工厂的应用

顾松林

（江苏中江装配式建筑科技股份有限公司，江苏 泰州 225300）

BIM 技术，即：Building Information Modeling的英文缩写，意为建筑信息模型技术，它可以帮助实现建筑信息的集成[1]。从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM 进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

由于传统的建筑施工是一种全现场模式，其受到的影响因素太多、太复杂，若其采用BIM技术，所需的相关信息集成工作量巨大。而装配式建筑由于构件基本上是工厂化生产，施工现场的工作仅仅是实施构件的装配，相比之下，BIM技术在装配式建筑工程中可以得到更好的应用。因此，本文着重探讨BIM技术在预制构件制造工厂的应用。

1 BIM技术系统的建设

建立技术系统，是一项源头性工作，至关重要。主要包括软件和硬件两大系统的建设。

1.1 软件系统建设

对于预制构件制造工厂来说，需要的BIM 软件主要是系统建模软件、方案设计软件、可视化软件、碰撞分析软件、成本分析软件等。目前建筑行业应用的BIM应用软件较多，在系统建设时，应当结合软件的功能、市场影响力及工厂的具体情况选用。但无论如何，都应当与上游的设计单位做好无缝对接，确保软件系统能够与之兼容，避免出现卡滞。

1.2 硬件系统建设

BIM 硬件系统建设除了以计算机、信息网络布设为主线外，关键是应用者队伍建设。从工厂的最高管理者到各层级的相关管理人员，都要能够遵从BIM系统对于相关信息采集的要求，及时、准确地处理信息流。

2 技术管理

（1） 做好与设计单位的技术衔接工作，接受设计单位的设计图纸时，应当接受其BIM 模型，不接受从三维到二维的转换图纸，以避免信息丢失和不可追溯。

（2） 通过协同机制、户型部分拆分、设备管线与建筑结构之间的碰撞检查与优化，实现基于设计阶段的协同[2]。

（3） 对预制构件进行深化设计时，应使用BIM 进行信息模型制作、构件编号、钢筋翻样、加工图信息表达等工作。

（4） 预制构件模具设计应采用BIM进行模具编号、模具设计、模具制作、加工图信息表达等工作。

（5） 对于需要作技术更改时，必须在BIM 系统下协调进行，避免相关信息的错乱、丢失。

3 生产管理

3.1 生产计划管理

可将BIM5D 应用于生产计划管理：在编制生产计划时，可直接根据任务抽提、细化计划；开发标准工作包，与进度安排相结合，统一标准，方便任务分配；设置进度里程碑进行跟踪监控，使需求、计划、实际进度相呼应，降低计划的不合理风险。计划的执行过程应及时录入BIM 平台系统。

3.2 预制构件的生产准备

预制构件的生产准备采用BIM生成机床语言文件（如NC文件等），实施数字化和无纸化制造。

3.3 生产调度过程管理

生产调度过程的管理在BIM 系统下借助云技术，在移动端、PC端、WEB端实施数据同步，以预制构件生产现场进度为主线，实施计划信息与实际生产进度差别的动态监管；利用BIM 模型和作战地图，让生产过程的所有参与者处于 “同一个现场、同一个进度”。生产过程遇到的问题及对策措施都应汇入BIM 系统，以便实现可追溯和总结、改进。

4 质量管理

4.1 设计过程的质量管理

通过建立BIM 设计质量检查模型，直观地发现设计过程中存在的 “错、漏、碰、缺” 等问题，并形成统计表，进行设计确认，将问题解决在生产之前。

4.2 生产方案模拟与交底控制

借助BIM 技术编制生产方案，使方案从平面化理解转变为立体化的直观观察，再配以工艺模拟，可以将各生产步骤、工序之间的逻辑关系直观地加以展示，由此有效地减少生产准备过程的失误，提升生产质量。

4.3 生产过程质量控制

预制构件在工厂生产时，由于品种多、工序多、人员多，错综复杂的生产现场会给生产过程质量控制带来较多困难。因此需要运用BIM 模型对质量管理数据进行详细记录以及实时动态管理，结合相应的文字信息、图片、视频等信息，有效提升生产现场情况质量记录的准确度，进行动态管理[3]。

4.4 资料管理控制

PC工厂对于资料的管理控制是否完善，对确保工程质量非常重要。为此，不同专业的模型应通过BIM 集成技术进行多专业整合，结合云技术和移动技术，确保工程文档快速、安全、便捷、受控地在项目中流通和共享。

对于BIM 技术在生产与质量管理中的作用，以江苏中江装配式建筑科技股份有限公司为例：江苏中江装配式建筑科技股份有限公司是一家专门从事装配式建筑构件设计与生产的公司，2018年建厂，2019 年量产。2019 年度由于尚未应用BIM 技术进行生产与质量管理，面对多家用户、多品种、多工序的局面，经常出现技术与生产之间的脱节问题，以及工序间衔接掉链子造成大面积窝工等。2020 年开始，公司将BIM 技术应用到公司的管理中后，因为BIM的“协同机制”，实现了设计阶段与生产计划的协同，“拿错图纸”、“用错模具” 的现象没有了；得益于BIM 的 “实时动态管理” 功能，此前的工序间衔接掉链子而 “大面积窝工” 现象也大幅改善。由此，生产效率和质量都得到了提高。

5 成本管理

运用BIM 模型对项目各阶段进行模拟计算和优化，并在此基础上形成项目成本控制，对于实现精细化成本管理和控制至关重要。

5.1 设计成本控制

设计是成本控制的第一要素，设计人员应充分运用BIM 技术的信息集成优势，在总体设计上运用虚拟设计及模拟技术，做到方案优选，使所设计的建筑在完全满足用户需求的前提下做到造价最低；在深化设计上运用BIM 技术进行模拟钢筋校核、预埋管线检查、碰撞检查、安装合理性检查等，把施工中可能出现的问题消灭在BIM 模型中，以降低出错成本。

5.2 成本预算控制

成本预算部门可通过BIM 模型，对项目各生产阶段的劳务、材料、设备等的需用量进行模拟计算和优化，帮助生产部门建立劳动力计划、物资需求计划等，并在此基础上形成项目成本控制。

5.3 生产成本控制

在BIM 模型下，PC 生产线的生产计划表和储存列表均为可视化的，生产管理人员根据深化设计的数据完成构件生产与堆放设计，其余相应部门都能同步看到生产计划，各个相应岗位根据生产计划同时准备各项生产用数据资料；生产管理调度人员在BIM 系统下借助云技术，在移动端、PC端、WEB端实施数据同步，适时指挥和调度生产作业，不使生产作业存在窝工、停工、错乱现象，最大限度降低工序成本。

6 结语

综上所述，由于BIM 技术从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，PC工厂的所有人员可以基于BIM进行协同工作。在技术、生产、质量、成本等各项管理工作中，借助BIM技术有效地提升工作效率、节省资源、降低成本。

参参考文献：

[1]华军.BIM 技术在PC 建筑中的应用[J]. 世界家苑，2017(7):482-483.

[2]廖京，曾思智，王雪飞.BIM 技术在装配式建筑预制构件及施工运维管理的应用[J]. 江西建材，2019(9):186-187.

[3]李春华.BIM技术在工程质量管理中的应用[J].环球市场，2017(21):378.