基于BIM的建筑工厂化管理系统

近年来，国内外建筑行业的工业化程度逐步提高。特别是在机电工程中，以日本和美国为首的工厂化预制加工、现场拼装组合的施工方式，获得了极大的进步，保证施工质量的同时，也大大提高了施工效率和安全性。然而，目前建筑工厂化的信息化应用程度较低，特别是针对工作流和信息流的集成管理，以及多参与方的信息共享问题，已经逐步成为制约建筑工厂化进程的瓶颈问题。因此，如何通过引进最新的信息化技术，改变原有的建筑工厂化生产管理模式，实现高质高效的施工管理，对于建筑行业来说意义重大。

BIM技术能有效地解决上述问题，为建筑工厂化提供新的解决方案和技术途径。BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。中建三局第一建设工程有限责任公司与清华大学联合开发BIM-FC平台，将BIM技术与建筑工厂化相结合，服务于本工程机电管线场外预制加工及现场装配组合。

本文结合北京英特宜家购物中心大兴项目二期工程项目（以下简称北京宜家项目）来谈谈基于BIM的建筑工厂化管理系统，可以从另外一个方面思考关于异地化、模块化。首先介绍一下北京宜家项目的组织情况，其中项目应用负责人是中建三局一公司总工程师王亮，研发负责人是清华大学土木工程系博士、副教授胡振中。北京宜家项目位于北京市大兴区，总建筑面积 508,486 平方米，地面三层（局部四层），地下三层。建设方为北京英特宜家置业有限公司（IICG），施工方是中建三局一公司。本建筑为国际化标准的多功能大型区域性购物中心，其设计很好的体现了节能、环保、安全的现代思想，新技术、新材料、新理念也得到广泛应用。

北京宜家项目通过对建筑工厂化和BIM技术、物联网等技术的深入研究和技术集成，研发的具有自主知识产权的“基于BIM的建筑工厂化管理系统”（BIM-FC），改变了传统的手动建模方式，实现基于BIM的支架与管道模型的快速设计与建模，将深化设计、预制加工、材料管理、物流运输、现场施工等各个工作流环节有效链接，以BIM平台为核心，实现多参与方协同合作，提高项目管理工作效率。BIM-FC系统将工厂化流程与BIM信息管理集成，实现机电设备工程预制加工和装配组合的综合信息化管理。

为使不同终端拥有一致的数据访问接口，本系统采用OData数据协议（Open Data Protocol）以提供从各种应用程序、服务和存储库中访问信息的功能。系统共有三种终端，分别是传统PC终端、浏览器端和智能手机端。利用生产厂家的构件族库，基于BIM技术和管线综合深化设计图绘制专业管线及支架装配图，并在装配图中进行预制组合分段及编号工作，同时生成相应材料清单，为后续施工运维打下坚实的基础。

根据BIM平台所提供的信息生成编码数据库，为场外预制加工、现场装配组合以及后期物业维护提供技术信息服务，以二维码和RFID两种方式标识、保存并在后期通过移动平台设备进行信息的提取及维护。针对多参与方之间在业务流程管理方面产生的海量信息，将所涉及的资料、任务及相应的问题相互关联，基于BIM模型的动态关联技术，实现高效的信息检索、查询及综合管理。

在充分理解消化相关文献资料信息的基础上，通过对Autodesk以往成功案例进行剖析、学习，并结合北京英特宜家项目工程特点、难点，项目团队制定了详细的项目BIM实施规划和建模细则。

基于BIM的预制组合拼装—模块化自动生成，BIM模型信息提取与管夹拼装，根据管线空间布局，从支架构件族库中，选取横单和竖杆进行拼装，实现支架的快速设计，并作为BIM模型基础，传递给后续应用。料表的自动生成则是根据构件的BIM模型和支架拼装方案，提取并汇总各构件的型号、规格、尺寸、重量等信息，生成料表。场外库房管理员根据料表采购原材料，同时预制加工厂根据料表进行构件加工；现场仓库管理员根据料表采购标准件。通过系统平台导出深化设计图，后期专业厂家经审核通过后用来辅助现场施工，从而自动生成项目深化图。

北京宜家项目应用BIM技术，通过开发具有自主知识产权的建筑工厂化管理系统（BIM-FC），为项目多参与方提供协同工作平台，辅助深化设计、预制构件的信息管理、编码、加工以及现场装配组合。整套技术和系统的实际应用表明，能有效提高机电工程工厂化施工的效率和质量，保障施工安全，产生巨大的经济效益。

基于BIM的业务流程管理平台可实现多参与方之间的信息交互与共享，其业务管理总体流程如下图。其核心流程主要包含四步：设计、生产加工、运输、现场安装。后续研究中将进一步完善系统，推广系统的应用，结合BIM深化技术与物联网技术，为其他工程项目的机电管线场外预制加工及现场装配、组合更好的服务。