BIM軟件生態(tài)系統(tǒng)

以企業(yè)BIM數(shù)據(jù)中心為重點(diǎn)，構(gòu)件BIM軟件 生態(tài)系統(tǒng)，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理過(guò)程中的數(shù)據(jù)，集成到BIM應(yīng)用平臺(tái)。

由設(shè)計(jì)管理、物料管理、工藝管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理和精度管理等組成BIM生產(chǎn)信息平臺(tái)。鋼結(jié)構(gòu)BIM 生產(chǎn)信息平臺(tái)是振華企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程信息與BIM數(shù)據(jù)的集成管理中心，基于SOA(Service-Oriented Architecture面向服務(wù)架構(gòu))模式構(gòu)建，將MES系統(tǒng)(Manufacturing Execution System制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng))的功能，按業(yè)務(wù)劃分為程序單元，建立(Restful風(fēng)格的WEB API)接口服務(wù)，為BIM應(yīng)用提供信息與數(shù)據(jù)的集成。

通過(guò)平臺(tái)集成的輕量化BIM模型可視化顯示引擎，用戶可通過(guò)瀏覽器查看BIM模型與集成的相關(guān)信息，無(wú)需安裝BIM軟件或?yàn)g覽器插件，點(diǎn)擊BIM模型構(gòu)件，可以查看關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)信息和數(shù)據(jù)文件，可在線查看模型或進(jìn)行三維漫游，為用戶協(xié)同交流提供可視化的技術(shù)支持。BIM平臺(tái)集成MES系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，支持系統(tǒng)內(nèi)的審批流程，支持文件信息與BIM模型關(guān)聯(lián)，支持手機(jī)端微信平臺(tái)的消息推送。

BIM模型及tekla二次開(kāi)發(fā)

我們所有鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)百分之百采用三維軟件進(jìn)行，生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)需要會(huì)由三維模型生成一些二維圖紙，BIM模型與生產(chǎn)設(shè)備的信息數(shù)據(jù)傳遞、無(wú)紙化交互操作是以后的發(fā)展趨勢(shì)，也是我們BIM平臺(tái)系統(tǒng)研發(fā)的主要目的。

我們采用Tekla軟件進(jìn)行鋼橋BIM模型設(shè)計(jì)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)節(jié)段、構(gòu)件、零件、焊縫等基本信息與自定義信息（包括BIM標(biāo)準(zhǔn)編碼、質(zhì)檢參數(shù)等信息）的集成。通過(guò)Tekla模型，自動(dòng)生成施工圖紙，用于生產(chǎn)；自動(dòng)生成構(gòu)件、零件清單報(bào)表，為材料統(tǒng)計(jì)與采購(gòu)提供依據(jù)；通過(guò)二次開(kāi)發(fā)為標(biāo)準(zhǔn)套料與切割系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，定制開(kāi)發(fā)涂裝計(jì)算功能，為涂料工程量計(jì)算，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與計(jì)算參考。

鋼構(gòu)BIM生產(chǎn)信息平臺(tái)與專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)模塊

物料管理：管理鋼板、焊材等物料采購(gòu)計(jì)劃、入庫(kù)、出庫(kù)信息，形成采購(gòu)、庫(kù)存信息清單，為BIM信息平臺(tái)提供物料狀態(tài)信息（采購(gòu)、到貨、入庫(kù)、出庫(kù)等狀態(tài)信息）。手機(jī)端進(jìn)行入庫(kù)、出庫(kù)等業(yè)務(wù)操作與BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)集成。通過(guò)平臺(tái)上BIM模型構(gòu)件的顏色變化，可直觀準(zhǔn)確地跟蹤物料的采購(gòu)進(jìn)度、入出庫(kù)狀態(tài)等信息，提高生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行與物料管理的工作效率。

三維加工一體化：通過(guò)BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出的零件尺寸與清單，經(jīng)過(guò)余量添加和優(yōu)化套料排版后，驅(qū)動(dòng)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行鋼板下料與切割。三維加工一體化的數(shù)據(jù)傳遞路徑如下：精細(xì)化BIM模型數(shù)據(jù)→精確余量添加→自動(dòng)優(yōu)化套料→驅(qū)動(dòng)數(shù)控切割設(shè)備。三維加工一體化的意義在于，打通BIM模型數(shù)據(jù)與數(shù)控切割設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通道，依據(jù)精確的鋼板套料優(yōu)化結(jié)果，解決鋼板規(guī)格制約鋼材利用率的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)三維加工一體化的生產(chǎn)準(zhǔn)備模式。

焊縫質(zhì)量管理控制：對(duì)焊縫質(zhì)量與焊接工藝參數(shù)進(jìn)行管控,為離線編程軟件直接推送焊接數(shù)據(jù),驅(qū)動(dòng)焊接機(jī)器人自動(dòng)作業(yè)，提升了鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程的智能化水平。系統(tǒng)可以管理焊縫的設(shè)計(jì)信息、制造信息和檢驗(yàn)信息，為鋼橋的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)，提供全面完整的焊縫信息數(shù)據(jù)庫(kù)和焊縫地圖，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的全面追蹤。對(duì)焊縫分類(lèi)(坡口)和數(shù)量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，為焊材采購(gòu)提供依據(jù)，降低采購(gòu)成本。以程序化、數(shù)字化、可視化的技術(shù)手段，取代人工記錄統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了焊縫信息、質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的全面管理。焊縫的工藝、制造、檢驗(yàn)等全過(guò)程信息，均可以通過(guò)BIM平臺(tái)進(jìn)行可視化查看與追溯，為項(xiàng)目后期運(yùn)維提供全面的原始數(shù)據(jù)服務(wù)和技術(shù)支持。

物聯(lián)管理：物聯(lián)管理主要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中構(gòu)件、零件的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤與監(jiān)控，最早是在滬通大橋上應(yīng)用，受業(yè)主的委托，我們開(kāi)發(fā)了物聯(lián)管理系統(tǒng)。通過(guò)手機(jī)端掃描二維碼對(duì)工序的起始和完成時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)；通過(guò)上傳照片或視頻對(duì)構(gòu)件的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)；通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)非常直接地看到構(gòu)件當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)，以及生產(chǎn)過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括存在的問(wèn)題都可以傳遞至系統(tǒng)中。

虛擬預(yù)拼裝技術(shù)：虛擬預(yù)拼裝技術(shù)采用先進(jìn)的三維攝影測(cè)量與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)構(gòu)件的尺寸、通孔率、平整度等進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的精度控制，提升產(chǎn)品制造精度管理的數(shù)字化與信息化水平。虛擬預(yù)拼裝技術(shù)最主要的問(wèn)題是要解決模型精度問(wèn)題，在測(cè)量設(shè)備與軟件方面我們進(jìn)行了多次調(diào)研，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尤其構(gòu)件孔的精度要求達(dá)到0.8毫米以?xún)?nèi)，要求非常嚴(yán)格。最后我們選擇的是三維攝影測(cè)量技術(shù)，精度可以達(dá)到0.07um/m，能夠滿足對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制造測(cè)量精度的要求。

滬通長(zhǎng)江大橋虛擬預(yù)拼裝

在三維分析軟件中可以直觀顯示產(chǎn)品的尺寸偏差，生成數(shù)據(jù)分析報(bào)告，指導(dǎo)生產(chǎn)，優(yōu)化工藝，精確模擬實(shí)體拼裝過(guò)程與狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)接口匹配偏差問(wèn)題，形成整體拼裝精度分析報(bào)告，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理整改，確保現(xiàn)場(chǎng)安裝一次成功，縮短工期。

虛擬預(yù)拼裝技術(shù)應(yīng)用集成到鋼構(gòu)BIM生產(chǎn)信息平臺(tái)，通過(guò)BIM模型關(guān)聯(lián)的預(yù)拼裝報(bào)告等信息，分析并改進(jìn)制造工藝，建立完備健全的制造精度管理體系，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量。虛擬預(yù)拼裝技術(shù)，解決了實(shí)體預(yù)拼裝占用場(chǎng)地大、人力和設(shè)備投入多、周期長(zhǎng)等問(wèn)題，大幅度降低了項(xiàng)目成本，有效地縮短了項(xiàng)目工期，未來(lái)將逐步取代實(shí)體預(yù)拼裝。

 滬通長(zhǎng)江大橋?qū)嶓w拼裝現(xiàn)場(chǎng)

典型案例，美國(guó)新海灣大橋的鋼塔的試裝是80米高，相當(dāng)于24層樓的高度，當(dāng)時(shí)為了兩個(gè)塔的試裝我們改造了碼頭，碼頭試裝的范圍要達(dá)到兩萬(wàn)噸級(jí)的重量，這個(gè)碼頭花了幾千萬(wàn)，為了試裝花了將近六個(gè)多月來(lái)籌劃工裝的設(shè)計(jì)，場(chǎng)地平整，提升吊具設(shè)計(jì)等，最后又花了六個(gè)多月時(shí)間來(lái)進(jìn)行試裝，這個(gè)成本是非常高的。但是如果虛擬拼裝能夠代替實(shí)體拼裝是非常有意義的事情，現(xiàn)在這個(gè)技術(shù)還在不斷地實(shí)踐，還有很多需要改進(jìn)的地方，最終能實(shí)現(xiàn)虛擬來(lái)代替實(shí)體。

雖然我們以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，在鋼結(jié)構(gòu)制造方面取得了一些研究成果，在一些項(xiàng)目的應(yīng)用上也取得了一定的效益，但是我們也面臨更多系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)整合等問(wèn)題，考慮如何構(gòu)建一個(gè)BIM應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)，避免數(shù)據(jù)孤島，打通系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的共享與交互，對(duì)設(shè)計(jì)、施工、制造和后期的運(yùn)營(yíng)、服務(wù)進(jìn)行全過(guò)程管理的智能系統(tǒng)，我覺(jué)得更有意義。

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