BIM技术在混凝土预制构件生产中的应用

史 瑞，秦伟豪，王 帅

(河南省第一建设集团荥阳装配式建筑有限公司，河南 郑州 450000)

近年来BIM 技术在国内不断普及，BIM 技术应用在装配式建筑实施的各环节渐成趋势。混凝土预制构件生产厂要顺利完成预制构件的生产及交货，需要协调解决总包单位、设计单位、模具厂家、工厂生产部门、工厂运输部门的各类问题，本文将简述BIM 在上述环节中的应用措施。

1 可高度复用预制构件模型创建

混凝土预制构件生产厂BIM 部门每年要完成数十个装配式项目，且BIM 工作人员多以Autodesk Revit 为基础的，因此，通过基于Revit 的族建立高度复用的BIM 模型，对于降低其工作负荷具有重要积极意义。具体做法是利用Revit 常规族建立出预制外墙轮廓，将各尺寸设置为参数并相关联，将材质信息赋以参数信息，获得参数化的Revit 轻量构件模型，如图1、图2所示。

利用BIM 技术建立预制构件模型，将能为混凝土预制构件的生产提供极大的帮助。首先通过将预制构件混凝土块模型链接到载入Revit 的CAD 平面布置图，可以快速发现构件详图位置不对照的问题，主要是构件碰撞、构件镜像两种情况；进一步在上述模型的基础上绘制出筋，校核模具厂家提供模具模型出筋开孔位置是否正确及开孔余量是否合适；将设备、电气、建筑、装修各专业的点位图都建立在结构专业预制构件上，便于与总包单位及设计单位沟通解决各专业间干涉问题，并最终将调整的结果反馈到施工图纸上，使得预制构件的生产得以顺利实施。

图1 参数化预制外墙

图2 参数化预制外墙参数的设置

同样，通过常规族的参数化，将钢筋做到轻量化，标准层模型中结构模型节点清晰无误的显示。基于Revit 的结构样板建立的预制构件模型，链接后钢筋信息丢失量大。如图3 所示。

图3 后浇连接节点处钢筋信息精确显示

2 Dynamo参数化模型应用

通过Dynamo 可视化编程的手段，进一步提升BIM 模型参数化水平，达到提升BIM 工作效率的目的。利用Dynamo 编写节点，建立与Excel 表格联动混凝土预制构件模型，只需要在Excel 表格当中输入尺寸数据，即完成构件轮廓建模。同样，利用Dynamo 建立基于预制构件尺寸的模具模型，只需要在Excel 表格当中输入尺寸数据，即完成模具建模，相对于Solidworks、Inventor 等模具设计软件，工作效率大大提升。进一步，可以利用Dynamo 节点进行混凝土预制构件排布模型。如图4 所示。

图4 利用Dynamo建立的预制外墙模型

3 BIM与MES的结合

将BIM 模型与MES 系统相结合，将信息模型的内容进一步扩展。BIM 工作人员将预制构件生产计划录入MES 系统，由工厂内各部门相关人员操作使用，通过微信小程序扫码共同参与对预制混凝土构件生产信息进行管理。利用MES 系统可以快速查看构件所处的生产阶段及上传的对应照片与相关文件，在堆场内快速精确查找某个构件位置，以及查看预制构件在吊装现场的实施进度，直观地查看供货楼层构件已生产、已安装的情况。BIM 工作人员定期对上传该系统的预制构件生产质量问题照片进行汇总，召集技术部、生产部、质检部等部门相关负责人进行审阅，快速解决相关问题。利用MES 系统进行预制构件完成的百分率自动统计，工厂相关人员分析预制构件生产进度、堆场存储占用率、构件运输比例等信息，分析产能，及时调整生产计划、调整不同预制项目间的劳动力分配。

4 BIM对于降低成本的作用

通过建立预制构件BIM 模型，技术人员调整专业点位位置以解决模型中的干涉问题，进而获得精确的钢筋信息，并转换成DXF 格式由钢筋加工设备自动精确下料，是混凝土预制构件生产厂生产环节节约成本的一个方面。利用BIM 技术对关键工序进行技术交底，如灌浆套筒安装、保温拉结件安装等进行BIM 动画交底，同时通过信息模型的校核避免了因安装点位、模具设计的错误而导致预制构件报废，以及通过预制构件摆放架的BIM 设计、堆放方式的BIM 模拟、预制构件装车组合的BIM 优化，使得预制构件成品的保护得到技术支持，是节约成本更重要的一个方面。

5 结语

在混凝土预制构件生产厂应用BIM 技术的主要目的，是通过BIM 建模解决图纸问题、模具定做问题，在工厂内的生产、存储、运输等环节充分利用BIM 技术，减少因预制出错导致的构件报废，保障生产进度，提升工厂效益。

本文以典型竖向构件三明治预制外墙基于Revit 的参数化模型建模方式为例进行了阐述，其特点是高度复用，一次建模永久重复利用，大大降低PC 工厂BIM 技术工作人员的工作量，并使得各预制构件链接形成的全标准层将钢筋信息精确的表达，该模型为装配式建筑的核心模型，为预制构件的生产提供有力的技术支撑，并使得PC工厂在预制构件生产过程中与总包单位、设计单位的技术沟中掌握BIM 话语权。本文罗列的BIM应用在本工厂得到了良好的应用，起到降低生产成本、提升产品质量的作用。混凝土预制构件生产厂与BIM 技术的结合，将为提升混凝土预制构件生产厂构件质量及智慧建造水平提供有力技术保障。