BIM：开启智慧建造新时代

    采用BIM技术融入到工业化生产流水线方式，缩短了生产周期，同时提高了生产效率。这种新模式打破了传统建造方式受工程作业面和气候的影响，在工厂里可以成批次的重复制造，使高寒地区施工告别“半年闲”。

    BIM技术融入到工业化生产流水线方式解决了生产线信息共享问题。从事不同岗位的工程管理员可以从这个模型中拿出各自需要的信息，既能指导实际工作又能将相应工作的成果更新到模型中，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效共享，从而起到了提升项目管理水平、缩短管理链条、提高效率、降低建造成本的作用。

    将BIM技术融入到工业化生产流水线方式，是建筑业提高工业化水平、建造效率与建造质量的重要手段与必然趋势。建设的住宅与传统生产方式相比，全面提升了住宅的综合质量和品质。每一工程由于采用预制装配整体式混凝土剪力墙结构技术，所有的结构构件在工厂预制，现场装配化施工，基本消除了墙体常见的渗漏、开裂、空鼓等质量通病，实现了主体结构精度偏差以毫米计算，偏差基本小于0.1%，室内空间舒适度有了明显提高。

    BIM+数字化加工 多方协同

    BIM在管线预制加工中应用的核心在于提取和集成BIM数据，形成预制加工全过程的BIM数据库，基于该BIM 数据库实现快速设计与建模，并将深化设计、预制加工、材料管理、物流运输、现场施工等各工作环节有效链接；各参与方在终端进行信息的录入和修改，并在云端进行信息的集成，实现多参与方协同合作。

    管线预制加工中BIM与数字化加工的集成原理主要包括三个方面，一是BIM数据提取及集成。通过建立有效的协同平台，规范数据的读取以及录入，建立BIM数据库。在实施阶段根据需要从BIM数据库中提取有用的信息，设计处理完成后将数据再集成到BIM 数据库，保证数据的一致性，避免了传统模式中的重复性工作以及工序间的信息缺失。

    二是BIM的管道半自动化设计。采用自动建模与手动建模相结合的BIM建模方式，通过创建构件部品部件库，梳理优化管道拼装原则，实现模块化BIM模型的自动绘制，在自动建模的基础上同时也提供用户手动修改的途径，实现高效且灵活的建模方式。设计完成后，可根据需要自动导出料表及深化设计后的成套图纸。此种方式跟传统方式相比大大减少了深化设计以及出图的工作量，提高了深化设计的效率。

    三是状态可视化标识设计。在工程中预制管段、支架以及管组的设计状态是非常重要的指标，通过对设计完的管段、支架和管组着不同颜色来区分。具体做法是：建立了构件实体在不同设计状态下的颜色状态标识表，不同阶段的设计操作人员结合颜色状态标识表录入信息，及时将管线所处的设计状态显示在管理平台中，此种做法比传统的管控更加直观快捷，方便全过程的及时管控。

    以武汉英特宜家购物中心项目为例，该项目位于武汉市口区长风西路与江发路交汇处，项目为英特宜家（中国）有限公司在中国投资建设的第三家大型商业综合体，集商铺、餐饮、超市、电影院、KTV等多功能于一体。工程总建筑面积218430平方米，其中地上部分建筑面积215840平方米，地下部分建筑面积2590平方米，建筑高度39.225米，主要为地上4层，局部地上6层。

    由于宜家的业主对绿色施工、文明施工要求高，要求尽可能减少现场作业，以及该项目支吊架和管道都采用二次镀锌工艺，按传统工艺加工装配后再镀锌，成本压力大。此外，项目工期紧、机电安装工程体量大，工期履约要求高，提高预制加工效率需求强。

    同时，工厂化的预制加工也存在一定的问题，如预制加工前后各个环节关联性弱、信息易传递错误，直接影响工程设计、加工、物流、仓储、安装的有序可控。结合目前BIM技术的发展，只有采用BIM技术解决这些问题，才能使工厂化预制、项目应用实施成为可能。

    为实现基于BIM技术的预制加工综合管理，本工程通过开发基于BIM技术的工厂化预制加工系统（简称BIM-FC系统），改变传统的手动建模方式，实现基于BIM技术的支架与管

    道模型的快速设计与建模，并以该系统为核心，将深化设计、预制加工、材料管理、物流运输、现场施工等各工作环节有效链接，实现多参与方协同合作。同时，将该系统与BIM信息管理集成起来，实现机电设备工程预制加工和装配组合的综合信息化管理。

    首先需要依据机电设备、管道设计蓝图进行精确地建模。建模可结合自动建模以及手动建模进行。为便于将已建好的模型在BIM-FC系统中再进行深化设计、预制加工应用，模型需要建立精确。特别是针对管廊、机房等部位，仅需把固定支架设置的具体部位进行标记，在BIM-FC系统进行识别定位，作为管组支架等设计的分割点。

    在BIM-FC系统中打开BIM模型后，进入到深化设计子模块，对需要预制的管道进行划分。在BIM-FC系统中，用不同的颜色标识来区别构件是否已设计划分完毕。在应用前期，需要分析各类支架的特点、常用形式，并整理支架用型钢力学数据，把此类数据归纳整理成算法融入BIM-FC系统中。在BIM-FC系统中打开基础模型后，进入到支架设计、管组设计应用。在应用BIM-FC系统的设计工程中，以平面设计操作为主。另开设一个三维窗口查看，确保所见即所得地进行可视化设计。

    围绕BIM-FC系统的工厂化施工流程主要包括设计、加工、物流、仓储、装配的动态工程。在设计过程中，通过对设计完的工作着不同颜色来区分，加工后的数据反馈回BIM-FC系统进行标记。通过后台授权系统，给予每个用户不同权限，通过扫描构件二维码，出现对应界面来处理相应业务。用户处理完流程后，构件自动改变颜色和属性。例如，库管员扫描构件后，出现入库选项，流程办理完成，BIM模型中构件颜色发生变化，属性由物流状态变为入库状态。

    相比传统预制加工模式，BIM-FC系统整体自动化程度高，可实现基于BIM模型的快速支架设计、管组设计，生成加工料表，但对于结构复杂处的支架设计还需要人工调整。

    BIM+数字化加工 改变传统建造方式

    与传统的建筑部品部件加工方法相比，BIM与数字化加工集成应用带来显著的核心价值。BIM与数字化加工的集成应用为建筑业工业化实现了信息的高效创建、精细管理和准确传递，同时，基于BIM模型的三维设计、装配模拟、采购、制造、运输、存放、安装的全程跟踪为建筑工业化过程管理提供了很好的手段。利用BIM模型数据和自动化生产线的自动集替代传统的“二维图纸-深化图纸-加工制造”流程，提高了数字化加工的效率。

    采用工业化生产方式，节能降耗效果显著。据相关统计显示，通过采用工业化生产方式，若预制率达到了90%以上，则施工现场模板用量减少85%以上，现场脚手架用量减少了50%以上，钢材节约2%，混凝土节约7%，抹灰工程量节约50%，节水40%以上，节电10%以上，耗材节约40%，管理费用节约50%，项目综合造价大约节省15%以上，经济效益十分明显。

    新的模式打破了传统建造方式受工程作业面和气候的影响，在工厂里可以成批次的重复制造。以建设一栋30多层的普通高楼为例，传统方式要建两年，采用BIM与自动化生产线集成应用技术则当年可建成，大大缩短建设周期。另外，在建造成本方面，新的造价比传统方式节约15%以上，而人工则降低至原来的60%左右。

    相比传统预制加工模式，BIM与管线预制加工集成应用可实现基于BIM模型的快速支架设计、管组设计，生成加工料表。在生产要素方面，可实现加工集中，材料零部件匹配性强，损耗少，废料循环利用，单位平方米出碴量大大降低；机械工厂化，加工精度高。在质量方面，可实现标准化加工，流水作业，质量控制好。在成本方面，可以做到管组材料成本提高15%左右，人工成本降低50%以上。在环保方面，可以利用管道自动焊，工厂化加工，设计合理，能耗少，集中喷砂除锈、喷漆处理，环境影响小。