bim钢筋翻样,一种基于BIM技术的钢筋数控加工方法及设备与流程

本发明涉及建筑工程技术领域,尤其涉及一种基于bim技术的钢筋数控加工方法及设备。图1为本发明基于bim的钢筋数控加工方法流程图;图3为本发明基于bim的钢筋数控加工设备的模块化结构框图。图1为本发明基于bim的钢筋数控加工方法流程图。图3为本发明基于bim的钢筋数控加工设备的模块化结构框图。

本发明涉及建筑工程技术领域,尤其涉及一种基于bim技术的钢筋数控加工方法及设备。

背景技术:

钢筋是土木工程结构中使用面最广,使用量最大的材料之一。在浇筑混凝土之前,钢筋必须制成一定规格和形式的骨架装入模板中,这就需要对钢筋进行强化、拉伸、调直、切断、弯曲、连接等加工以形成钢筋骨架。由于钢筋用量极大,手工操作生产效率低、劳动强度大、加工质量和时间进度难以控制、材料和能源浪费高、加工成本高、安全隐患多。因而需要采用各种专用机械进行钢筋加工,随着制造技术的不断发展,目前钢筋加工已越来越多采用计算机控制bim钢筋翻样,进行钢筋的调直、切断、弯曲等工作,即钢筋的数控加工技术。

钢筋数控加工的出现使得钢筋原料输送、加工组焊、成品收集实现自动化控制,大大减轻了工人劳动强度,提高了生产效率和加工质量。但是,当前钢筋数控加工与土木建筑结构中钢筋的设计信息还基本脱节,钢筋数控加工还依赖人工进行设计端钢筋信息的录入,这样不仅效率低,而且准确率难以保证。而bim技术(,建筑信息模型)以其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等诸多优势,越来越多的应用到了土木建筑的设计、施工和运维过程中,将bim技术和钢筋数控加工技术相结合,能实现结构设计(包含钢筋)—钢筋下料单—钢筋加工的全过程一体化,从而能快速进行钢筋设计,有效指导现场工人准确、便捷地进行钢筋绑扎,在极大提高钢筋加工作业效率的同时很好保证了构件钢筋的施工质量。

国内一专利(公布号,一种基于bim技术的钢筋翻样计算—模块化加工系统及方法)中提到了以信息化管理平台为中心的钢筋生产全过程管理,但这一平台只是简单读取钢筋的设计数据信息,缺乏钢筋信息准确与否的校核环节考证书的正规网站,且在缺乏钢筋信息的情况下,该平台无法工作。本发明将从包含钢筋的结构快速化bim建模开始,无论是否有cad图纸,均能快速搭建包含钢筋的结构bim模型,自动检测配筋信息,并通过开发钢筋裁剪优化软件确定钢筋的最优裁剪方案,进而生成最优钢筋下料单。本发明相对于上述专利在独立建立结构钢筋bim模型、提高配筋信息准确性、自动生成最优钢筋下料方案、保证钢筋从设计到加工全过程控制等方面都具有更大优势。

技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种基于bim技术的钢筋数控加工方法,本发明所述方法具有施工方便、经济高效、准确易用等优点。

本发明的技术方案如下:

一种基于bim技术的钢筋数控加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、在bim软件基础上安装结构快速化建模插件

步骤二、若有cad图纸等结构设计数据,通过结构快速化建模插件直接读取cad图纸等结构设计数据,建立包含钢筋的结构bim模型;若无cad图纸等结构设计数据,通过结构快速化建模插件直接设计并建立包含钢筋的结构bim模型。

步骤三、对所生成的结构钢筋模型进行检查,若配筋信息有误,回到步骤二进行修正,或直接通过bim软件进行修改。

步骤四、钢筋模型的配筋信息无误后,通过结构bim模型生成钢筋明细表。

步骤五、生成钢筋初始料单。

步骤六、在钢筋初始料单的基础上,进行钢筋下料优化,以形成钢筋下料单。

步骤七、以二维码或其它信息载体的形式将生成的钢筋下料单进行下放。

步骤八、现场作业人员导入钢筋下料单至数控加工设备。

步骤九、运行数控加工设备以完成相应的钢筋自动化加工。

本发明还提供一种基于bim技术的钢筋数控加工设备,所述钢筋数控加工设备包括bim主机设备和数控机床。

所述bim主机设备包括设计数据导入模块、含钢筋结构bim模型快速生成模块、结构钢筋模型修正模块、钢筋初始料单生成模块、钢筋下料裁剪优化模块、钢筋料单发送模块。

所述数控机床包括数控机床控制单元、钢筋料单接收模块、钢筋下料单导入单元、自动化加工单元。

所述bim主机设备与数控机床通过数据传输设备连接。

所述设计数据导入模块将cad图纸等结构设计数据导入。

所述含钢筋结构bim模型快速生成模块,若有cad图纸等结构设计数据,通过结构快速化建模插件直接读取cad图纸等结构设计数据,建立包含钢筋的结构bim模型;若无cad图纸等结构设计数据,通过结构快速化建模插件直接设计并建立包含钢筋的结构bim模型。

所述结构钢筋模型修正模块,对所生成的结构钢筋模型进行检查,若配筋信息有误,通过结构快速化建模插件对结构信息或结构bim模型进行修正,或直接通过bim软件进行修改。

所述钢筋初始化料单生成模块生成钢筋初始料单。

所述钢筋下料裁剪优化模块,在钢筋初始料单的基础上,进行钢筋下料裁剪优化,以形成钢筋下料单。

所述钢筋料单发送模块,以二维码或其它信息载体的形式将生成的钢筋下料单进行下放至数控机床。

本发明所提供的基于bim的钢筋数控加工方法及设备,不仅解决了钢筋翻样精确度不高的问题,同时通过bim技术信息化的特点快速创建了包含钢筋的结构bim模型,在设计端即完成了对所有钢筋进行编号归类,之后通过自动生成钢筋明细表,并对初始料单进行优化,大大提高了钢筋下料的效率和准确性,减少了人工作业强度和出错率,在保证钢筋加工质量的同时,最大限度降低了钢筋加工中的废料率,有效提高了企业的经济效益。此外,通过bim技术也实现了钢筋从设计到加工的全过程控制与管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于bim的钢筋数控加工方法流程图;

图2为本发明钢筋料单优化流程图。

图3为本发明基于bim的钢筋数控加工设备的模块化结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。

实施例一:

图1为本发明基于bim的钢筋数控加工方法流程图。如图1、2所示,本发明基于bim的钢筋数控加工方法具体为:

步骤一、在bim软件基础上安装结构快速化建模插件。

安装bim软件一般是根据土木结构的类型,选择合适的bim软件,例如普通民用建筑领域,一般选择公司的软件。在此需要说明的是,本发明技术方案不受限于bim软件的种类,选择不同的bim软件,对于本发明技术方案的实施无影响。

在bim软件基础上,安装结构快速化建模插件,以软件为例,在内采用c#或语言编程开发形成结构快速化建模插件。同样,结构快速化建模插件也会因bim软件环境的不一样而内置的代码有所区别,但外在的功能一致。在此需要强调的是,虽然结构快速化建模插件也会因bim软件环境的不一样而内置的代码有所区别,但本发明技术方案不受限于bim软件环境,在本实施例中,仅仅是以软件为例来解释说明本发明技术方案。

步骤二、若有cad图纸,通过结构快速化建模插件直接读取cad图纸,建立包含钢筋的结构bim模型;若无cad图纸,通过结构快速化建模插件直接设计并建立包含钢筋的结构bim模型。

本发明技术方案不受限于是否有cad图纸等结构设计数据,若施工单位或者设计院已提供结构设计的cad图纸等设计数据信息,启动所安装的结构快速化建模插件直接读取图纸,并自动生成包含钢筋的结构bim模型。若施工单位或者设计院没有提供cad图纸等结构设计数据,启动所安装的结构快速化建模插件,按结构设计要求直接自动生成包含钢筋的结构bim模型。

以上所述所生成结构bim模型包含了相应构件的配筋信息,配筋信息一般位于结构bim模型的构件属性栏中,每个构件的配筋信息须符合我国建筑标准设计平法图集及相关规范。

步骤三、对所生成的结构钢筋模型进行检查,若配筋信息有误,回到步骤二进行修正,或直接通过bim软件进行修改。所述修改可以直接在已生成的结构bim模型中进行。

步骤四、钢筋模型的配筋信息无误后,在钢筋bim模型基础上,通过结构bim模型生成钢筋明细表。

步骤五、通过钢筋下料软件模块,结合钢筋翻样规则和现场钢筋加工经验,生成钢筋初始料单。

步骤六、在钢筋初始料单的基础上,进行钢筋下料优化,以形成钢筋下料单。

如图2所示,所述优化步骤具体为:启动钢筋裁剪优化软件或者是通过启动钢筋裁剪优化装置,本实施例以钢筋裁剪优化软件为例进行示例。读取钢筋初步料单中的钢筋基本数据(如钢筋样式、钢筋规格、钢筋尺寸、钢筋数量等参数),形成不同的钢筋裁剪优化方案,钢筋裁剪优化软件求出最优钢筋裁剪方案后对钢筋进行下料优化排序,生成钢筋下料单,同时自动创建对应构件的钢筋排布图。

步骤七、以二维码或其它信息载体的形式将生成的钢筋下料单进行下放。具体为将钢筋下料单相关数据存储到云端或者服务器中,自动生成二维码钢筋料单,直接将二维码下发至操作工人。

步骤八、现场作业人员导入钢筋下料单至数控加工设备。

现场作业人员将收到的二维码钢筋料单与数控加工设备对接,通过数控加工设备上的扫码器对二维码进行扫描,数控加工设备即可按顺序显示加工任务。

步骤九、运行数控加工设备以完成相应的钢筋自动化加工。

现场作业人员选取加工任务,启动数控加工设备,钢筋原材料将自动通过数控加工设备完成调直,弯曲及切断工序,最终完成基于bim钢筋数控加工的整个流程,并达到钢筋加工无废料或废料率最低的目的。

实施例二:

图3为本发明基于bim的钢筋数控加工设备的模块化结构框图。如图3所示,本发明基于bim的钢筋数控加工设备,所述钢筋数控加工设备包括bim主机设备和数控机床。

所述bim主机设备包括设计数据导入模块、含钢筋结构bim模型快速生成模块、结构钢筋模型修正模块、钢筋初始料单生成模块、钢筋下料裁剪优化模块、钢筋料单发送模块。

所述数控机床包括数控机床控制单元、钢筋料单接收模块、钢筋下料单导入单元、自动化加工单元。

所述bim主机设备与数控机床通过数据传输设备连接。

所述设计数据导入模块将cad图纸等结构设计数据导入。

所述含钢筋结构bim模型快速生成模块,若有cad图纸等结构设计数据,通过结构快速化建模插件直接读取cad图纸等结构设计数据,建立包含钢筋的结构bim模型;若无cad图纸等结构设计数据,通过结构快速化建模插件直接设计并建立包含钢筋的结构bim模型。

所述结构钢筋模型修正模块,对所生成的结构钢筋模型进行检查,若配筋信息有误,通过结构快速化建模插件对结构信息或结构bim模型进行修正,或直接通过bim软件进行修改。

所述钢筋初始化料单生成模块生成钢筋初始料单。

所述钢筋下料优化模块bim钢筋翻样,一种基于BIM技术的钢筋数控加工方法及设备与流程,在钢筋初始料单的基础上,进行钢筋下料优化,以形成钢筋下料单。所述“优化”具体为:启动钢筋裁剪优化软件或者是通过启动钢筋裁剪优化模块,具体为:读取钢筋初步料单中的钢筋基本数据(如钢筋样式、钢筋规格、钢筋尺寸、钢筋数量等参数),形成不同的钢筋裁剪优化方案,钢筋裁剪优化软件求出最优钢筋裁剪方案后对钢筋进行下料优化排序,生成钢筋下料单,同时自动创建对应构件的钢筋排布图。

所述钢筋料单发送模块,以二维码或其它信息载体的形式将生成的钢筋下料单进行下放至数控机床。这里所述“其他信息载体的形式”不作具体限定,解释为可以将钢筋下料单进行发送至数控机床的任何信息载体的形式,而采用“二维码”作为发明钢筋下料单的信息载体,为本发明优选的方案。

以上实施例所述的基于bim的钢筋数控加工方法及设备,不仅解决了钢筋翻样精确度不高的问题,同时通过bim技术信息化的特点快速创建了包含钢筋的结构bim模型,在设计端即完成了对所有钢筋进行编号归类,之后通过自动生成钢筋明细表,并对初始料单进行优化,大大提高了钢筋下料的效率和准确性,减少了人工作业强度和出错率,在保证钢筋加工质量的同时,最大限度降低了钢筋加工中的废料率,有效提高了企业的经济效益。此外,通过bim技术也实现了钢筋从设计到加工的全过程控制与管理。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

申请人于本发明申请的同日申请了发明专利。

技术特征:

技术总结

本发明公开了一种基于BIM技术的钢筋数控加工方法及设备,解决了钢筋翻样精确度不高的问题,且无论是否有CAD图纸等结构设计数据均能快速创建包含钢筋的结构BIM模型,自动检测配筋信息,并通过钢筋下料裁剪优化模块确定钢筋的最优裁剪方案,进而生成最优钢筋下料单。在设计端即完成了对所有钢筋进行编号归类,之后通过自动生成钢筋明细表,并对初始料单进行优化,大大提高了钢筋下料的效率和准确性,减少了人工作业强度和出错率,在保证钢筋加工质量的同时,最大限度降低了钢筋加工中的废料率,有效提高了企业的经济效益。此外,通过BIM技术也实现了钢筋从设计到加工的全过程控制与管理。

技术研发人员:王文剑;江子珂;林家烁;文杰;赵端权

受保护的技术使用者:广东星层建筑科技股份有限公司

技术研发日:2017.08.15

技术公布日:2017.10.17

基于bim的施工管理平台,BIM如何支撑项目精细化管理

随着市场经济需求扩大,工程项目的开工数量迅猛增长,项目所必须的人、机、料、法、环等核心要素也紧随时代脉搏在发生日新月异的变化(表现为人口老龄化、疫情下的流动性限制等)。

同时,建设项目参与方多、工艺复杂、过程交互信息量大、人工材料成本居高不下,给施工项目管理带来巨大挑战。传统的以人为本、经验引导、模糊预测的施工管理方式下,已无法满足现阶段“向管理要效益”的需求。如何面对新形势,提升建筑行业生产力,实现项目在生产施工阶段的降本增效,成为摆在从业者面前的紧迫问题。

因此,探索项目精细化管理模式是施工企业提高企业利润率,追求高质量发展的根本方法和必经之路。随着项目BIM技术应用的普遍化,BIM技术在不同阶段不同管理领域的应用点逐步联成线与面。施工业务管理的高质量需求越发明显,整体管理呈现出紧密与精细的特点,利用BIM模型的诸多特性能够实现与业务紧密结合,达到降本增效的目的。

01精细化管理是项目管理发展的必然趋势

建筑行业的施工现场精细化管理,可以借鉴制造行业的成熟经验,尤其是精益生产理论。此理论的核心是,在项目交付过程中,以价值流为中心,运用专业的技术和方法,实现客户价值最大化,浪费最小化。精益生产理论在汽车、飞机等制造过程中,发挥了深远的影响。

那么,回到建筑业,每一个建筑物都是独特的,这给精细化管理造成了较大的难度。但是,我们发现,如果将每个建筑进行细化拆解基于bim的施工管理平台,BIM如何支撑项目精细化管理,到具体构件(如墙梁板柱)、具体工序(如钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇筑),又是可以具备管理共性的。通过具象到不同层级的标准化管理共性抽提基于bim的施工管理平台,并结合BIM技术,将助力现场精细化管理能力的大幅提升。

表现在如下三个层面:推动变拉动、缩短生产周期、减少浪费。见下图示意:

精益建造“改进现场施工”三个维度

项目的精细化管理主要体现在:

(1)精细化的策划

精细化的策划是指项目所制定的目标和计划都是有依据的、可操作的、合理的和可检查的。这个策划不单单指的是开工前一次性的,要在过程中不断的校核,让管理过程结果无限的接近于目标。所以,精细化策划最大的支撑在于全过程的数据信息调用支撑。

(2)标准化的实施

标准化的实施是结合施工操作规程、工艺流程、工序特点在进行施工段或施工构件交付时,标准化的执行每一个作业面、每一构件、每一个工序的实施动作,从而让项目的基础管理运作更加正规化、规范化和标准化。

(3)闭环式的控制

闭环式的控制要求项目业务的运作,实现从计划、执行、校核到改进的闭环管理。控制好了这个过程,就可以持续的优化管理行为,减少项目管理业务运做失误,杜绝部分管理漏洞,在变化的环境中持续实现项目的高质量运作。

(4)构件级的核算

构件级的核算要求项目严控每一个工程构件的交付标准,在准确计算构件工程量的基础上,明确事前、事中、事后三个维度的管理动作和量化考核标准。对工程施工的每一个可度量的构件进行工程量对比和核算分析。通过核算分析去发现管理中的漏洞,及时纠偏,减少项目利润的流失。

(5)指标化的分析

指标化的分析是项目科学决策的重要方式之一。当前项目通过各种信息化系统,已经积累了海量管理数据。通过对这些数据进行分类、整合,在不同业务领域结合管理诉求和工程特征,形成本项目一项业务不同过程的,企业间同类项目相关业务的指标对比、积累,将对于施工企业发挥越来越大的作用。

是实现精细化管理中的关键技术

BIM技术具有三维可视化、可模拟性、构件级信息组织、信息集成性等特性,可支撑精细化项目管理的管控需求。BIM的典型特性详述如下:

(1)可视化

通过BIM可视化特性实现二维变三维的模型转换,所见即所得,直观清晰的表达设计意图,快速准确理解施工难点及节点做法,搭积木式的进行构件拆分组合,实现虚实结合的拟建与已施工建筑对比分析,在设计、策划、施工、交付等多个阶段通过可视化无障碍交流,便于构件级精细度的管控。

(2)可模拟性

可模拟性即通过BIM技术赋予虚拟建筑实体大量的建筑信息,例如几何信息、管理信息、时间信息、技术信息、成本信息等,针对生产组织、进度优化、技术深化、构件加工、方案比选、成本控制等方面进行施工模拟策划分析,例如施工组织5D模拟、施工方案模拟与优化、工程量自动计算、施工工艺冲突、工序工艺节点深化模拟以及设备的运行模拟等模拟工作。

(3)构件级信息组织

BIM技术天然具有构件级建模的特点,便于将各类工程信息进行更精细化的关联,甚至达到图元构件级别。利用构件级的信息统一和关联特点,让每一个构件关联相关管理领域的数据信息满足全过程多维度的管理需求。

(4)模型信息集成性

模型信息集成性体现在BIM技术可支撑工程模型的全专业信息,并承载、集成全领域(施工工序、进度、技术、质量、安全、成本等管理领域以及人力、机械、材料资源等施工信息)管理信息,形成全周期工程信息描述,达到全覆盖、全承载水平。

BIM技术集成性完美的综合了拟建建筑物的所有信息,可随时随地通过不同端口方式调用信息。通过BIM技术的显著特性,结合精细化管理业务的需求,可以在整个建造周期满足与支撑精细管理模式。

在投标策划阶段,通过建立构件级模型,可按照施工组织思路,在不同领域不同工作点进行模拟优化必选,确定主要方案后直接自动计算实体与非实体的工程量,迅速组价支撑投标决策、施工组织设计、成本目标拆解、计划制定等工作、工作思路交底等工作。

在施工阶段,通过模型的构件拆解与组合建模,按照施工顺序、交叉作业原则、工序工艺特点、流水段划分等维度,建立体系化任务分配方式,让模型构件关联方案模拟、工序动画、技术交底、验收知识库、洽商变更、质量安全制度要点、材料信息、劳动力需求量与工效、工程量等大量信息;

再利用模型集成性的轻量化应用特性,让不同的管理者与参与者,在正确的任务时间,可视化的查阅调用,多端口方式的跟踪记录反馈,提高管理效率,降低管理成本;

不同管理领域的各管理者通过模型集成信息的查阅与集成工作流程的流转,增强不同专业不同领域的工作协同性;

而项目决策者通过模型多层级可视化信息的展现,对项目管理实施的即时监察数据掌控和了解、追溯管理人员的执行力等数据,科学评价、纠偏项目管理动作,精细化分析项目的数据,系统性的思考,科学准确的进行决策与调整,实现项目精细化管理。

通过以上几点BIM技术特性与业务结合的梳理,结合全国建筑业大量的工程施工实践证明,可以看出BIM是实现精细化管理中的关键技术。

03实现精细化管理所需的核心BIM能力

在BIM技术带来的各项新能力中,基于BIM技术的施工算量能力和基于BIM的施工作业标准化能力是实现精细化管理的关键技术。

一、基于BIM技术的施工算量能力

在施工管理全周期过程中,工程量是贯穿整个流程的主线,从投标中标、施工目标制定、施工过程管控到最后结算,都需要工程量的不间断调用和对比分析,才能精确地指导施工以及达到经营管控目标。

而在整个过程中,因为投标的策略性及报价核量、目标成本测算、施工工序工艺拆分与成本核算、实际进料量与使用量、过程统计等多个维度、计算方法、划分方式等因素不得统一,产生了大量的断点与转换。使得我们在建造过程中,投入大量的人力精力,反复计算换算和统计,造成了工作系统性分离与传递过程性错误。很难达到用计划有效指导施工的目的。

工程量的指导意义在于以实体拟建建筑物为对象,通过精准的量化数据,实现从虚拟建造到现实量化管控的打通,动态进行资源的有效管理。

而如何将预算工程量更广泛的应用到施工过程管理的方方面面,是困扰行业多年的重要问题。招投标阶段通过构建商务模型,产生了大量的模型预算量数据,反应的是造价成本科目的数据维度,其中包含模型信息,工程量信息,构件属性等业务信息。

虽然这些数据是不变的,但与建造过程中对工程量的使用方法并不统一,需要将这些信息,按照施工过程维度进行重新组织,汇总计算,按施工材料、施工工序工艺、施工方法、施工流水或构件等维度进行工程量计算转换,以符合企业自身建造成本的计算逻辑。这样就可以产生出符合施工过程管理应用需求的工程量数据,构建起项目的施工算量能力。

在精细化管理的理念下,每一个施工过程在模型上均是可以被拆分统一和被度量的,因此需要BIM模型承载和交互转换大量的工程量数据,而BIM技术的特性正好可以满足这个需求,基于BIM技术施工算量能力的全过程应用需求应运而生。基于BIM技术施工算量能力定义为在工程项目建造过程中,通过BIM模型附加结构化的施工工程量等信息,并进行工程施工组织结构分解,为工程项目的技术、商务和生产等部门提供符合施工建造过程的工程量信息。为项目计划和管理提供基础数据支撑。而基于BIM技术施工算量能力全过程应用必须解决传统管理中存在的以下问题:

(1)预算量规则与施工量规则有出入(如底板导墙、剪力墙施工缝低于板底标高等工序工艺差别,二次结构量需换算行业材料规格折算等),如下表所示。

预算量规则与施工量规则对比

(2)工程量数据未协同起来,现场管理人员需要频繁找预算员提量、要量、核量,且不能直接应用多作为参考,无法随时随地获得工程量数据;

(3)工程量的换算难、调用难、准确度低,从而导致在造价、施工等不同维度,在生产领域、技术领域、材料领域、商务领域等各领域的应用中,效果一般。

针对施工现场高频的分段提量、预算量到材料量的转换需求,基于BIM技术的工程量全过程应用能力可以在模型上快速、准确、灵活地通过划分施工段框图提量,最终支撑项目部材料采购,分包结算,过程量控等管理环节。

基于BIM技术施工算量能力,可以在每周进度计划量、计划资源量、工程量分配、作业面工效统计、过程量控(限额领料、盘点)、多维度算量对比、成本核算分析等方面发挥作用。下面以钢筋分项工程管理为例,介绍基于BIM技术施工算量能力在精细化管理中的作用。

(1)钢筋量控细化方向

1)商务挖潜:(结算量-预算量)/结算量>X%;

2)方案挖潜:技术优化节约钢筋量/预算量>X%;

3)施工挖潜:(优化后预算量-翻样量)/优化后预算量>X%;

4)管理节流:(实际进场量-翻样量)/翻样量<X%;

(2) 钢筋量控具体措施

施工前根据中标工程量将初期钢筋盈余责任目标定为10%, 按系统分解给各业务部门:

1)商务部:(结算量-预算量)/结算量>4%;(商务潜力为深挖合同)

2)技术部:技术优化节约钢筋量/预算量>3%;

3)工程部:(优化后预算量 – 翻样量)/优化后预算量>3%;

4)商务部: 出图后半个月内完成整体预算量的计算工作,整体预算编制过程中应提前 15 天完成拟施工部位预算工程量;(对比传统管理应快速完成,一方面它影响预算量的锁定,另一方面可以减轻由于“暂定价”支付而造成的资金紧张)

5)工程部:(实际进场量-翻样量)/翻样量<1%;

6)物资部:现场称重系统采购、使用、维护、数据收集、分析,确保实际收货量不小于实际进场量。

以上业务例证可以看出,传统业务工作与基于BIM技术施工算量能力全过程应用对于钢筋管理上的应用差别。因此,基于BIM技术施工算量能力是实现精细化管理所需的核心BIM能力之一。

二、基于BIM的施工作业标准化能力

基于BIM的施工作业标准化,经过近些年不断与国内施工企业进行交流、实践探索,在计划管控、资源管控等方面已经取得了一定进展。

基于BIM的施工作业标准化,对于现场施工的改变,可以归纳为四个步骤(如下图所示):

BIM的施工作业标准化步骤

上图中,作业标准化能力是基础,包括:数据基础标准、应用标准、管理标准。每类标准又包括很多细分标准。数据基础标准是为了定义基础数据结构,包括人机料法环等标准格式、BIM构件及属性定义等;应用标准是为了支持现场施工,包括工艺工法标准、计划模板、方案模板、质量验收标准等;管理标准是为了支持施工企业的管理动作,包括组织标准、岗位职责、考核标准等。

作业标准化是建立在上述标准化能力之上的。通过作业标准化能够实现进度为主线的高效率协同作业,并且这些作业是可度量、可优化的。所有管理动作都是围绕进度展开,包括各参与方的协同、总包各部门的日常工作、分包各作业面的施工。其背后又涉及到各类资源的提前准备。

在诸多的准备工作中,基于标准化作业包考证书的正规网站,形成的进度计划模板(含工序级计划、里程碑管控要素)至关重要,越来越多的国内施工企业已经意识到这一点并且开始积极实践。

在进度管控方面,以某项目为进度管理对象,通过编制作业级的总、月、周计划,实现层层递进,上级监控里程碑,下级根据末位计划内容进行标准作业的跟踪执行。同时,在计划上能够自动提取BIM工程量信息,用以进行提前资源准备。

在资源管控方面,通过提取BIM施工算量数据,能够按照不同部位的作业内容,输出对应的材料计划工程量信息,再结合现场物联网设备采集的实际进场材料量信息,形成材料部位节超分析结果。原来每月一次的统计节超工作,在BIM+物联网设备的共同作用下,实现了每日分析,并可实时预警材料超耗和未按期进场等情况。

在场内物资的精细化管理方面,以钢筋加工和模架周转为例,结合专业BIM软件的钢筋翻样和模架计算能力,以及具体钢筋绑扎、模架安拆的作业时间,能够实现精确到天的场内不同作业区域之间的材料运输和周转,从而减少材料闲置造成的成本浪费。

综上所述,基于BIM技术的现场精细化管理,能够在一定程度上支持建筑施工行业从传统粗放式管理,向标准化、智能化、数字化方向转变。当然,也需要在BIM技术如何能实现设计、施工、运维打通,标准化作业内容等方面与国内建筑企业,上下游参建单位进行有效协作,并积极响应国家政策号召探索方式方法。

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