BIM技术与钢结构数字化加工的集成应用研究

宋强

（青岛酒店管理职业技术学院 266100）

BIM技术与钢结构的有机结合，将使现阶段钢结构建造进入全面信息化管理模式，通过建造各参与方在协作信息平台上的全过程参与，实现本行业管理方式的跨越式进步。

将BIM设计模型直接用于钢结构制造环节，能够在建筑设计流程中提前考虑制造方面的问题，设计模型和加工详图可以同时创建，提高加工详图的速度和准确性，越快制造和安装速度。钢结构与其他建筑构件之间的协调也有助于减少现场发生的问题，降低不断上升的钢结构安装成本。

1 应用方法

从BIM技术与钢结构数字化加工的集成应用软件的角度来讲，深化设计和现场协调方面，通常利用Tekla公司的TeklaStructures软件和AutoCAD软件，实现3D实体模型的建立、3D钢结构细部设计、钢结构深化设计、详图设计及清单报表生成等；在制造加工工艺方面，可以使用SinoCAM软件；在施工模拟和场景渲染方面，可以利用Autodesk公司的3dsMAX；在材料管理和构件制造安装方面，目前一般通过自主开发施工过程管理软件和钢结构BIM平台进行材料管理和构件制造安装。

2 应用步骤

BIM技术与钢结构数字化加工集成应用的步骤包括如下四个阶段：深化设计阶段、材料管理阶段、构件制造阶段、现场安装阶段。

2.1 深化设计阶段

在深化设计阶段，首先进行项目批次划分和工期汁划编制。然后将创建的项目批次和工期计划发送给深化设计部门，以传达项目的工期要求。最后深化设计部门按照批次和上期要求开展深化设计工作，并按批次进行图纸等文件的送审。深化设计阶段使用的建模软件有多种，常见的有TeklaStructures、AutoCAD等，深化设计产物包括深化设计模型、图纸、清单等。

2.2 材料管理阶段

在材料管理阶段，应用办公软件处理深化设计阶段产生的清单文件，编制材料采购计划。采购计划文件导人施工过程管理软件后，生成材料采购清单，进行订单发放并组织材料采购。材料进厂后，通过施工过程管理软件的库存管理模块对订单材料进行验收入库，将材料检验报丧文件以附件形式上传到施工过程管理软件内，井与原材料信息进行绑定。

2.3 构件制造阶段

在构件制造阶段，可从施工过程管理软件的图纸文档管理模块统一管理清单、图纸等文档，进行后续的生产工艺文件编制工作。施工过程管理软件的生产管理模块统一管理生产管理阶段所需的报表，用于统计车间构件加工等信息，统计完成后整理成固定格式，添加并更新BIM模型内的施工状态。

SinoCAM是常用的数字化加工软件，适用于各种数控切割机（火焰、等离子、激光、水流）的放样、套料和数控编程，在钢结构行业具有广泛的应用。SinoCAM使用的原始加工数据信息可以直接从BIM模型中提取，其使用的材料信息可以，直接从企、世的物料数据库中提取，通过二次开发毪接企业的物料数据库，调用物料库存信息进行排版套料，对排版后的余料进行退库管理。排版套料结束后，根据实际使用的数控设备选择不同的数控文件格式，对结果进行输出。数字化加工的结果可以反馈到BIM模型中，对施工信息进行添加和更新操作。

2.4 现场安装阶段

在现场安装阶段，可从图纸文档管理模块中下载图纸文档，查看构件信息。在施工过程管理软件的生产管理模块中更新构件的发运和到场信息以及在安装现场的最新施工状态。

现场安装阶段BIM应用主要是使用BIM模型对施工过程进行控制，保证深化设计、材料采购、构件制作阶段的如期履约；同时，将现场安装阶段的施工信息（包括进度和过程造价等信息）添加和更新到BIM模型，形成最终的竣工模型。

3 存在的问题

在BIM与数字化加工的集成应用方面尚存在如下问题：

（1）在加工制造方面，目前国内关于建筑部品部件产品的制造加工设备处于机械化阶段。距离自动化还有一定差距，更不用说利用BIM等信息化手段来管理制造加工。

（2）在集成应用方面，我国在建筑部品部件的工厂化生产方面起步较晚，相关的技术手段、管理方式等均处在初级阶段，对于大量处在创作一线的工程师而言，对较为前沿的以BIM技术来管理数字化加工的概念仍是比较陌生。

（3）BIM技术与数字化加工的集成应用需要标准化的生产流程，需要综合性的信息化管理软件，需要自动控制的设施设备及生产线，还需要集成办理的体系渠道。当下，虽然很多功能都已经实现，但还是存在一些细节问题需要优化。

4 发展趋势

BIM技术的使用已经成为建筑业不可抵挡之势，它为整个行业带来的高效率及高效益是有目共睹的。在BIM与数字化加工的集成应用方面，可以预见以下主要发展趋势：

（1）以建筑产品三维模型为基础，进一步加入资料信息、构件制造信息、构件物流信息、构件装置信息以及工期、成本等信息，以可视化的方法，完成BIM与数字化加工行业的融合。

（2）更加广泛地发展和应用BIM技术与数字化技术的集成，如进一步拓展信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术、双向电视传输技术等与BIM技术的融合。

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