應(yīng)用案例

創(chuàng)造鋼筋加工新概念

助力雄安新區(qū)大建設(shè)

——PLANBAR軟件 在京雄城際鐵路鋼筋智能化加工的應(yīng)用

作者：中鐵九局集團(tuán)第二工程有限公司  田野

技術(shù)合作單位：艾三維技術(shù)信息技術(shù)有限公司

應(yīng)用項(xiàng)目

雄安新區(qū)京雄城際鐵路五標(biāo)段、七標(biāo)段

應(yīng)用意義

京雄城際鐵路是承載千年大計(jì)運(yùn)輸任務(wù)、支撐國(guó)家戰(zhàn)略的重要干線，對(duì)于促進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展和支撐建設(shè)雄安國(guó)家級(jí)新區(qū)具有重要意義。

習(xí)近平總書記多次在大會(huì)中提出：要以智能制造為主攻方向，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級(jí)，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉(zhuǎn)變，以“鼎新”帶動(dòng)“革固”，以增量帶動(dòng)存量，促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端。

在如此厚重的背景下，京雄城際鐵路項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)鋼筋智能化加工應(yīng)用尤有意義。

應(yīng)用內(nèi)容

應(yīng)用PLANBAR軟件進(jìn)行鋼筋三維建模 ，利用PLANBAR軟件自動(dòng)導(dǎo)出的三維鋼筋加工數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入智能設(shè)備指導(dǎo)鋼筋智能化加工。

摘   要

隨著鐵路工程建造智能化水平的提高，其鋼筋工程智能化加工也成為鐵路施工行業(yè)熱議的話題，但目前何為鋼筋智能化加工還沒(méi)有明確的定義。工程BIM的應(yīng)用推廣又為鋼筋智能化加工增添一層神秘的面紗。目前很多施工企業(yè)為提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和滿足業(yè)主要求將BIM技術(shù)和鋼筋智能化加工二者融合為一體，欲形成一套可行的基于BIM技術(shù)的鋼筋智能化加工工藝及技術(shù)路線。但是在推進(jìn)鋼筋智能化加工過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題，有待通過(guò)新技術(shù)、新設(shè)備和新的管理方法去解決。德國(guó)建筑工業(yè)4.0的產(chǎn)品PLANBAR軟件的成功引入為這一問(wèn)題提供了一個(gè)完美的解決方案。

01、序言

在鋼筋混凝土工程中，鋼筋是其結(jié)構(gòu)的骨架成分。在整體結(jié)構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用，但在建筑土木工程中施工過(guò)程中，鋼筋加工存在錯(cuò)誤率高，原材料浪費(fèi)，易造成工期延誤，成本效益在總體工程中相對(duì)較低等問(wèn)題，這些成為工程施工單位亟待解決問(wèn)題。產(chǎn)生這些問(wèn)題的主要原因在于鋼筋加工精度不夠，加工半成品不能達(dá)標(biāo)無(wú)法使用，技術(shù)人員識(shí)圖錯(cuò)誤或者設(shè)計(jì)圖紙本身存在問(wèn)題沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)而造成的錯(cuò)誤加工，鋼筋尺寸復(fù)雜加工效率低下等。

通過(guò)基于PLANBAR軟件的BIM技術(shù) 與智能鋼筋加工設(shè)備的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)優(yōu)化鋼筋設(shè)計(jì)，提高加工質(zhì)量，減少錯(cuò)誤加工，增加加工效率等功效

02、PLANBAR軟件指導(dǎo)鋼筋工程智能化加工在雄安新區(qū)京雄城際鐵路應(yīng)用

1、應(yīng)用PLANBAR軟件京雄鋼筋工程BIM模型創(chuàng)建

（1）創(chuàng)建橋梁構(gòu)件BIM模型

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)橋梁進(jìn)行“切塊”，劃分預(yù)制梁?jiǎn)误w，并為每個(gè)預(yù)制構(gòu)件賦予屬性編號(hào)，以便后續(xù)生產(chǎn)、施工階段的構(gòu)件管理。在PLANBAR軟件中對(duì)不同部位的構(gòu)件進(jìn)行分別建模。

（2）創(chuàng)建高精度三維鋼筋BIM模型

Planbar軟件具備強(qiáng)大的鋼筋建模功能，它可以通過(guò)直接畫3D線轉(zhuǎn)化為鋼筋，也可以按路徑、延曲面批量布置鋼筋。鋼筋的彎鉤、保護(hù)層等設(shè)置均有符合國(guó)標(biāo)規(guī)范的選項(xiàng)，建模效率高，模型精確度到毫米級(jí)，符合鋼筋施工下料精度要求。

（3）檢查和修正

模型建立完畢后，應(yīng)用Planbar的碰撞檢查功能對(duì)鋼筋和鋼筋，鋼筋和預(yù)埋件之間進(jìn)行碰撞檢查，快速發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的不合理問(wèn)題并及時(shí)解決，將錯(cuò)誤降到最低，最大限度地避免項(xiàng)目返工的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）從BIM模型輸出鋼筋屬性清單

在Planbar軟件中，可為每個(gè)鋼筋構(gòu)件分配唯一的屬性編碼。軟件可自定義輸出鋼筋構(gòu)件屬性清單，包含鋼筋構(gòu)件的形狀、尺寸、數(shù)量、重量、位置等屬性信息。這些信息可以用來(lái)直接和施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比對(duì)，用以查找工程量是否存在錯(cuò)誤。并且Planbar軟件中的三維模型具有非常好的可視性，是否存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤一目了然，有效地避免了以為設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的施工返工。

2、輸出BVBS格式文件

Planbar在建模完成后可按選擇范圍直接從Planbar軟件輸出BVBS鋼筋彎折數(shù)據(jù)文件，只需要簡(jiǎn)單的通信協(xié)議，即可實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)向智能鋼筋加工設(shè)備的傳遞，由BIM數(shù)據(jù)精準(zhǔn)指導(dǎo)鋼筋自動(dòng)化生產(chǎn)，提高鋼筋加工效率。一改傳統(tǒng)的手動(dòng)錄入數(shù)據(jù)和尺量原料加工。

3、基于PLANBAR軟件加工數(shù)據(jù)的智能鋼筋加工設(shè)備自動(dòng)加工

將BVBS數(shù)據(jù)文件通過(guò)接口或者文件傳輸?shù)男问桨l(fā)送到智能鋼筋設(shè)備的MES管理系統(tǒng)中，接口程序?qū)?huì)自動(dòng)解析出工程名稱、使用部位、加工數(shù)量以及鋼筋加工的邊長(zhǎng)、角度等參數(shù)信息并在后臺(tái)完成格式轉(zhuǎn)換及繪圖工作，最終實(shí)現(xiàn)鋼筋智能信息化加工。

03、鋼筋工程智能化加工未來(lái)發(fā)展方向

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的項(xiàng)目采用的基本上還是傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)加工方式，其原材料浪費(fèi)高、加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、鋼筋加工周期長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)管理難等問(wèn)題突出。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)將逐漸從人工操作向自動(dòng)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，隨著建筑行業(yè)BIM 技術(shù)應(yīng)用、建筑施工自動(dòng)化和專業(yè)化分工進(jìn)程的的快速發(fā)展不斷發(fā)展，同時(shí)智能化鋼筋加工配送中心已成為市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，鋼筋加工設(shè)備的智能化水平越來(lái)越高，數(shù)據(jù)的輸入方式也會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單和易于操作，對(duì)BIM的接口兼容度也會(huì)越來(lái)越高，多格式的兼容對(duì)BIM軟件放低了要求。而B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展也會(huì)減少鋼筋建模難度，PLANBAR軟件正是這些BIM軟件中的代表。BIM技術(shù)也會(huì)從目前的施工單位二維圖紙翻模走向設(shè)計(jì)單位正向設(shè)計(jì)建模。施工單位在未來(lái)僅需要進(jìn)行BIM模型的深化設(shè)計(jì)甚至僅是審核即可。在這樣的情況下，將BIM模型應(yīng)用于直接指導(dǎo)鋼筋智能化加工更為可行，而目前的智能加工只能批量加工同一規(guī)格的鋼筋半成品，每換一種規(guī)格就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取或者數(shù)據(jù)的錄入，當(dāng)加工完成后，需要人工的進(jìn)行打包和存儲(chǔ)，相信在不久的將來(lái)，一定能實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的鋼筋半成品批量加工。而數(shù)據(jù)的管理，隨著計(jì)算機(jī)加工管理系統(tǒng)（MES）的應(yīng)用使現(xiàn)場(chǎng)原料庫(kù)存、余料庫(kù)存、半成品加工數(shù)量統(tǒng)計(jì)等工作更加智能、準(zhǔn)確。

鋼筋智能化加工管理中的原料、余料、廢料和半成品的管理將來(lái)也會(huì)和現(xiàn)代物流技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，使現(xiàn)場(chǎng)半成品存儲(chǔ)近乎達(dá)到零庫(kù)存，隨著生產(chǎn)隨著被運(yùn)輸?shù)街付ǖ陌惭b部位，而原料和余料也在管理系統(tǒng)里有著實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨著設(shè)備的加工生產(chǎn)，數(shù)據(jù)也進(jìn)行著實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)更新。而加工場(chǎng)內(nèi)的操作工人也會(huì)越來(lái)越少，僅需要幾名管理人員就能完成加工生產(chǎn)任務(wù)。

04、總結(jié)

通過(guò)BIM技術(shù)，管理系統(tǒng)和智能鋼筋設(shè)備在鋼筋工程智能化加工中的應(yīng)用，為解決工程中存在的技術(shù)問(wèn)題提供了技術(shù)支撐，提高了施工質(zhì)量和施工效率，提高了工程的精細(xì)化管理水平，并很大程度提升了施工效率，減少浪費(fèi)，節(jié)約成本，使土木建筑工程項(xiàng)目的鋼筋加工全程可控，避免一些不必要的損失。同時(shí)解決了施工中管理混亂、質(zhì)量差、進(jìn)度緩慢、材料浪費(fèi)、效益低下等難題。基于PLANBAR軟件的BIM技術(shù)的應(yīng)用是土木建筑行業(yè)鋼筋工程技術(shù)領(lǐng)域與管理領(lǐng)域的一次革命，其實(shí)現(xiàn)了鋼筋工程管理的程序化和數(shù)字化，有效實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。將智能化鋼筋加工設(shè)備與BIM技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，其極大減少了人力成本投入，并解決了鋼筋工程的管理困惑和質(zhì)量問(wèn)題。