BIM技術與鋼結構數字化加工的集成應用研究

宋強

（青島酒店管理職業技術學院 266100）

BIM技術與鋼結構的有機結合，將使現階段鋼結構建造進入全面信息化管理模式，通過建造各參與方在協作信息平臺上的全過程參與，實現本行業管理方式的跨越式進步。

將BIM設計模型直接用于鋼結構制造環節，能夠在建筑設計流程中提前考慮制造方面的問題，設計模型和加工詳圖可以同時創建，提高加工詳圖的速度和準確性，越快制造和安裝速度。鋼結構與其他建筑構件之間的協調也有助于減少現場發生的問題，降低不斷上升的鋼結構安裝成本。

1 應用方法

從BIM技術與鋼結構數字化加工的集成應用軟件的角度來講，深化設計和現場協調方面，通常利用Tekla公司的TeklaStructures軟件和AutoCAD軟件，實現3D實體模型的建立、3D鋼結構細部設計、鋼結構深化設計、詳圖設計及清單報表生成等；在制造加工工藝方面，可以使用SinoCAM軟件；在施工模擬和場景渲染方面，可以利用Autodesk公司的3dsMAX；在材料管理和構件制造安裝方面，目前一般通過自主開發施工過程管理軟件和鋼結構BIM平臺進行材料管理和構件制造安裝。

2 應用步驟

BIM技術與鋼結構數字化加工集成應用的步驟包括如下四個階段：深化設計階段、材料管理階段、構件制造階段、現場安裝階段。

2.1 深化設計階段

在深化設計階段，首先進行項目批次劃分和工期汁劃編制。然后將創建的項目批次和工期計劃發送給深化設計部門，以傳達項目的工期要求。最后深化設計部門按照批次和上期要求開展深化設計工作，并按批次進行圖紙等文件的送審。深化設計階段使用的建模軟件有多種，常見的有TeklaStructures、AutoCAD等，深化設計產物包括深化設計模型、圖紙、清單等。

2.2 材料管理階段

在材料管理階段，應用辦公軟件處理深化設計階段產生的清單文件，編制材料采購計劃。采購計劃文件導人施工過程管理軟件后，生成材料采購清單，進行訂單發放并組織材料采購。材料進廠后，通過施工過程管理軟件的庫存管理模塊對訂單材料進行驗收入庫，將材料檢驗報喪文件以附件形式上傳到施工過程管理軟件內，井與原材料信息進行綁定。

2.3 構件制造階段

在構件制造階段，可從施工過程管理軟件的圖紙文檔管理模塊統一管理清單、圖紙等文檔，進行后續的生產工藝文件編制工作。施工過程管理軟件的生產管理模塊統一管理生產管理階段所需的報表，用于統計車間構件加工等信息，統計完成后整理成固定格式，添加并更新BIM模型內的施工狀態。

SinoCAM是常用的數字化加工軟件，適用于各種數控切割機（火焰、等離子、激光、水流）的放樣、套料和數控編程，在鋼結構行業具有廣泛的應用。SinoCAM使用的原始加工數據信息可以直接從BIM模型中提取，其使用的材料信息可以，直接從企、世的物料數據庫中提取，通過二次開發毪接企業的物料數據庫，調用物料庫存信息進行排版套料，對排版后的余料進行退庫管理。排版套料結束后，根據實際使用的數控設備選擇不同的數控文件格式，對結果進行輸出。數字化加工的結果可以反饋到BIM模型中，對施工信息進行添加和更新操作。

2.4 現場安裝階段

在現場安裝階段，可從圖紙文檔管理模塊中下載圖紙文檔，查看構件信息。在施工過程管理軟件的生產管理模塊中更新構件的發運和到場信息以及在安裝現場的最新施工狀態。

現場安裝階段BIM應用主要是使用BIM模型對施工過程進行控制，保證深化設計、材料采購、構件制作階段的如期履約；同時，將現場安裝階段的施工信息（包括進度和過程造價等信息）添加和更新到BIM模型，形成最終的竣工模型。

3 存在的問題

在BIM與數字化加工的集成應用方面尚存在如下問題：

（1）在加工制造方面，目前國內關于建筑部品部件產品的制造加工設備處于機械化階段。距離自動化還有一定差距，更不用說利用BIM等信息化手段來管理制造加工。

（2）在集成應用方面，我國在建筑部品部件的工廠化生產方面起步較晚，相關的技術手段、管理方式等均處在初級階段，對于大量處在創作一線的工程師而言，對較為前沿的以BIM技術來管理數字化加工的概念仍是比較陌生。

（3）BIM技術與數字化加工的集成應用需要標準化的生產流程，需要綜合性的信息化管理軟件，需要自動控制的設施設備及生產線，還需要集成辦理的體系渠道。當下，雖然很多功能都已經實現，但還是存在一些細節問題需要優化。

4 發展趨勢

BIM技術的使用已經成為建筑業不可抵擋之勢，它為整個行業帶來的高效率及高效益是有目共睹的。在BIM與數字化加工的集成應用方面，可以預見以下主要發展趨勢：

（1）以建筑產品三維模型為基礎，進一步加入資料信息、構件制造信息、構件物流信息、構件裝置信息以及工期、成本等信息，以可視化的方法，完成BIM與數字化加工行業的融合。

（2）更加廣泛地發展和應用BIM技術與數字化技術的集成，如進一步拓展信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術、數據衛星通信技術、雙向電視傳輸技術等與BIM技術的融合。

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