BIM與數(shù)字鋼構(gòu)

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鋼結(jié)構(gòu)建筑有著“綠色建筑”的美譽(yù)。目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)已全面駛?cè)肟焖侔l(fā)展期，在超高層建筑、大跨度空間結(jié)構(gòu)、大型工廠、住宅建筑等領(lǐng)域中被大量采用。縱觀建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)近30年的發(fā)展歷史，國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)在傳統(tǒng)的管理模式下對(duì)數(shù)字化加工和信息化管理方面的運(yùn)用步履蹣跚，與國(guó)外同行的水平尚存在一定的差距，急需在管理的模式、對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用方面進(jìn)行提升。

BIM即是建筑信息模型，利用BIM進(jìn)行工程管理是建筑行業(yè)繼計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助繪圖之后的第三個(gè)發(fā)展階段的新興產(chǎn)物，也是當(dāng)前建筑信息化應(yīng)用中非常引人注目的一項(xiàng)技術(shù)。

根據(jù)斯坦福大學(xué)集成設(shè)施工程中心的研究數(shù)據(jù)表明，建筑施工行業(yè)的生產(chǎn)效率正在持續(xù)下滑并成為建筑行業(yè)面臨的根本性問題，同時(shí)也是施工效果無法預(yù)測(cè)的主要原因。鋼結(jié)構(gòu)加工建造過程中由于信息交換不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問題造成了大量人力物力的浪費(fèi)，這一現(xiàn)象已經(jīng)在過去幾十年內(nèi)的無數(shù)工程項(xiàng)目中深刻地反映了出來。雖然已經(jīng)引入了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行輔助管理，但由于各輔助軟件之間無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，軟件之間無法相互服務(wù)，使得信息脫節(jié)、重復(fù)工作量巨大，影響了各管理環(huán)節(jié)之間的協(xié)作效率和質(zhì)量。

鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺(tái)的核心價(jià)值之一就是解決了鋼結(jié)構(gòu)工程信息共享問題。從事不同崗位的工程管理員可以從這個(gè)模型中拿出各自需要的信息，既能指導(dǎo)實(shí)際工作又能將相應(yīng)工作的成果更新到模型中，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息做出正確理解和高效共享，從而起到了提升項(xiàng)目管理水平、縮短管理鏈條、提高效率、降低建造成本的作用。

在數(shù)字化浪潮愈演愈烈的當(dāng)下，數(shù)字化工程管理也逐步提上了建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的日程。建筑數(shù)字化升級(jí)需要標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)流程，需要自動(dòng)控制的設(shè)施設(shè)備及生產(chǎn)線，還需要集成管理的系統(tǒng)平臺(tái)。鋼結(jié)構(gòu)BIM管理平臺(tái)正是實(shí)現(xiàn)鋼構(gòu)產(chǎn)品工業(yè)化、生產(chǎn)自動(dòng)化的重要的數(shù)字橋梁，是集成鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中軟硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。

近年來，中建鋼構(gòu)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中建鋼構(gòu)）依托中建總公司P—BIM課題做了大量積極有效的嘗試，初步打造了中建鋼構(gòu)BIM的V1.0版本—數(shù)字化鋼結(jié)構(gòu)加工建造系統(tǒng)。該系統(tǒng)由設(shè)計(jì)出圖、制作管理、材料和構(gòu)件物聯(lián)管控三部分組成，通過軟件之間的接口實(shí)現(xiàn)信息共享與協(xié)同工作，在增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)管控力度的同時(shí)大幅降低了管理成本，起到了倒逼鋼結(jié)構(gòu)管理標(biāo)準(zhǔn)化的重要作用。

隨著鋼結(jié)構(gòu)管理中信息化、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)合程度的不斷提高以及鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺(tái)功能的不斷拓展，我們將以鋼結(jié)構(gòu)三維模型為基礎(chǔ)，進(jìn)一步加入材料信息、構(gòu)件制作信息、構(gòu)件物流信息、構(gòu)件安裝信息以及工期、成本等信息，以可視化的方式，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)5D數(shù)字化管理。

鋼結(jié)構(gòu)工程的全生命周期管理包括深化設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、制造、安裝四個(gè)階段。一個(gè)工程的構(gòu)件數(shù)量少則上千件、多則數(shù)萬件，從鋼板到零部件再到構(gòu)件，其包含的管理信息量非常巨大，如果采用常規(guī)的手工登記進(jìn)行管理，不僅效率低下，而且錯(cuò)漏較多，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)從鋼板到構(gòu)件的全程跟蹤。

現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)可便捷地解決這一問題，實(shí)現(xiàn)從原材料到構(gòu)件全過程中的實(shí)時(shí)跟蹤，并可將鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的數(shù)字化應(yīng)用延伸到物流等環(huán)節(jié)。目前，中建鋼構(gòu)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)已經(jīng)在廣州東塔項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工中投入使用。該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可對(duì)項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)主要原材料鋼材和產(chǎn)成品鋼構(gòu)件的倉(cāng)儲(chǔ)、流通過程相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控對(duì)象可精確到每一張鋼板和每一件構(gòu)件，并能將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過交互平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多部門多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)交互，達(dá)到管理過程數(shù)據(jù)化、可視化，有效地降低了鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)管理方式的差錯(cuò)率，提升了數(shù)據(jù)采集能力，進(jìn)一步提高了建筑鋼結(jié)構(gòu)施工生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理水平。

數(shù)字鋼構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，不僅需要一個(gè)合適的信息化管理平臺(tái)來處理基于鋼結(jié)構(gòu)BIM模型的數(shù)字信息，還需要在數(shù)控加工設(shè)備方面加大投入。

近年來，中建鋼構(gòu)通過引進(jìn)FDB機(jī)、FPB機(jī)、數(shù)控三維鉆床等一大批國(guó)際先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，初步實(shí)現(xiàn)了多個(gè)工序協(xié)同、連續(xù)作業(yè)，自動(dòng)采集制造數(shù)據(jù)等。

目前，勞動(dòng)力成本的持續(xù)上升讓自動(dòng)焊接顯得尤為重要。焊接是鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵之一，占用了鋼構(gòu)件全生命周期約30%的時(shí)間，技術(shù)好、抗壓能力強(qiáng)、心理素質(zhì)好的高技能焊接人才資源的缺乏成為鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的發(fā)展瓶頸之一。目前，中建鋼構(gòu)已初步研制出能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境的自動(dòng)焊接設(shè)備，并在廣州東塔等大型項(xiàng)目中進(jìn)行了系列綜合試驗(yàn)。自動(dòng)焊接設(shè)備不僅能解決人才資源的稀缺，而且操作安全性高、可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間不間斷作業(yè)，并且將工作效率提高四分之一以上，從而為建筑業(yè)傳統(tǒng)管理難題找到了新的解決途徑，成為未來鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字化發(fā)展的新方向之一。

鋼結(jié)構(gòu)是中建總公司的“專業(yè)化”發(fā)展戰(zhàn)略之一，只有在新設(shè)備、新材料、新技術(shù)、新工藝方面不斷創(chuàng)新，才能提升傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)管理模式。

來源：中國(guó)建設(shè)報(bào)