基于BIM技術(shù)的工廠化預(yù)制加工技術(shù)

1、基于BIM技術(shù)的工廠化預(yù)制加工技術(shù)摘要：預(yù)制和模塊化結(jié)構(gòu)為提高施工效率、降低建造成本具有巨大的前景。根據(jù)最近的麥格勞-希爾公司研究，預(yù)制和模塊化結(jié)構(gòu)減少項目成本6%以上，縮短項目施工進度計劃10%以上，減少工地廢料5%以上。通過基于BIM技術(shù)深化設(shè)計，結(jié)合自動焊接機器人、等離子切割機、全自動風(fēng)管生產(chǎn)線等的工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備，提升了機電安裝工程的工業(yè)化水平，對保證工程的施工質(zhì)量、加快施工進度、節(jié)約工程材料起到了顯著的推進作用。隨著BIM的使用變得更為廣泛和復(fù)雜，預(yù)制式和模塊化施工顯著增加。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；工廠化預(yù)制；自動焊接機器人1 BIM模型建立在充分理解消化相關(guān)文獻資料信息的基礎(chǔ)上，通過對A

2、utodesk以往成功案例進行剖析、學(xué)習(xí)，并結(jié)合項目工程特點，制定詳細(xì)的項目BIM實施規(guī)劃和建模細(xì)則。建模過程分自動建模和手動建模。自動建模：對管道、支架等實現(xiàn)基于構(gòu)件族庫的快速設(shè)計與建模；手動建模：對特殊部位，如制冷機房等，進行手動輔助建模。建模精度應(yīng)達(dá)到LOD 400。2基于BIM的支吊架預(yù)制加工2.1軟件介紹采用了廣聯(lián)達(dá)MagiCAD支吊架插件，在BIM模型中實現(xiàn)了支吊架的布設(shè)，不光考慮了支吊架形式對機電專業(yè)管線的固定作用，還對支吊架承擔(dān)荷載所產(chǎn)生的支座反力進行了計算，并將計算結(jié)果提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)工程師進行審核，確保支吊架生根強度滿足要求。另外，在重要節(jié)點部位的支吊架型鋼強度的計算過程和結(jié)

3、果保存為計算書，便于結(jié)構(gòu)工程師進行校審，并作為后期項目審查的存檔備案文件。同時軟件提供材料清單功能，快速提取材料用量，與實際施工相結(jié)合，提前規(guī)劃，避免浪費；并且可以統(tǒng)計支吊架編號、ID、以及支吊架生根點坐標(biāo)，細(xì)化支吊架組裝順序及安裝位置，做到精細(xì)化施工準(zhǔn)備，指導(dǎo)施工安裝。軟件特點：1）豐富的支吊架產(chǎn)品庫：軟件內(nèi)提供多樣的支吊架類型，包括通用支吊架和廠商支吊架。2）支吊架智能一鍵安裝：智能識別Revit三維管線，過濾出支持對應(yīng)機電專業(yè)的支吊架產(chǎn)品，并完成布置。3）支吊架智能生根、聯(lián)動與快速編輯：支吊架與機電管道智能關(guān)聯(lián)，支吊架跟隨機電管道調(diào)整進行聯(lián)動，減少支吊架調(diào)整工作量；提供支吊架快速編輯、批

4、量布置、更新等功能，方便完成支吊架后續(xù)編輯、調(diào)整等工作。4）滿足高精度展示功能：提供精細(xì)模式切換工具，滿足軟件應(yīng)用和模型展示的不同需求。5）強大的材料統(tǒng)計功能：提供材料清單功能，快速統(tǒng)計材料量，并且支持自定義輸出內(nèi)容，與實際施工相結(jié)合，提前計劃，避免浪費。6）提供符合機電抗震規(guī)范的支吊架產(chǎn)品。2.2支吊架布置根據(jù)管線空間布局，從支架構(gòu)件族庫中，選取橫擔(dān)和豎桿進行拼裝，實現(xiàn)單個支架的設(shè)計。通過批量布置支吊架，實現(xiàn)支吊架的快速布置。如圖1所示。2.3支吊架受力校核通過受力校核，支吊架系統(tǒng)設(shè)置滿足要求后，通過導(dǎo)入/導(dǎo)出功能，導(dǎo)出支吊架加工安裝詳圖DXF文件。用來輔助工廠加工及現(xiàn)場安裝。2.5料表的自

5、動生成根據(jù)構(gòu)件的BIM模型和支架拼裝方案，提取并匯總各構(gòu)件的型號、規(guī)格、尺寸、重量等信息，生成料表。場外庫房管理員根據(jù)料表采購原材料，同時預(yù)制加工廠根據(jù)料表進行構(gòu)件加工；現(xiàn)場倉庫管理員根據(jù)料表采購標(biāo)準(zhǔn)件。3基于BIM的管道工廠化預(yù)制加工空調(diào)水系統(tǒng)大直徑管道眾多，根據(jù)設(shè)計院系統(tǒng)圖及平面布置圖，應(yīng)用REVIT進行三維建模，進行深化設(shè)計布局，繪制制冷機房整體模型，確定機組布置及管道走向及安裝標(biāo)高。對基于BIM技術(shù)的工廠化預(yù)制加工技術(shù).2.4生成支吊架加工詳圖通過受力校核，支吊架系統(tǒng)設(shè)置滿足要求后，通過導(dǎo)入/導(dǎo)出功能，導(dǎo)出支吊架加工安裝詳圖DXF文件。用來輔助工廠加工及現(xiàn)場安裝。根據(jù)構(gòu)件的BIM模型和

6、支架拼裝方案，提取并匯總各構(gòu)件的型號、規(guī)格、尺寸、重量等信息，生成料表。場外庫房管理員根據(jù)料表采購原材料，同時預(yù)制加工廠根據(jù)料表進行構(gòu)件加工；現(xiàn)場倉庫管理員根據(jù)料表采購標(biāo)準(zhǔn)件。3基于BIM的管道工廠化預(yù)制加工空調(diào)水系統(tǒng)大直徑管道眾多，根據(jù)設(shè)計院系統(tǒng)圖及平面布置圖，應(yīng)用REVIT進行三維建模，進行深化設(shè)計布局，繪制制冷機房整體模型，確定機組布置及管道走向及安裝標(biāo)高。對管道坡口、標(biāo)準(zhǔn)管件及直段短管采用自動化設(shè)備批量加工預(yù)制，現(xiàn)場管道焊接采用便攜式自動焊設(shè)備進行焊接，進一步提高管道整體自動化加工程度。3.1管道加工流程尺寸確認(rèn)材料統(tǒng)計材料訂貨原材料驗收切割加工尺寸檢查坡口檢查開孔加工部件臨時固定焊接

7、加工除銹涂漆內(nèi)部清掃。3.3管道工廠化預(yù)制加工管道對接焊縫采用便攜式自動焊接機器人、管道焊接機器人等自動化設(shè)備。3.3.1便攜式管道自動焊接機器人該設(shè)備為我司自主研發(fā)定制，其為便攜設(shè)備，不需要機床平臺，直接吸附在管道焊縫位置進行焊接，具有體積小，重量輕，使用管徑、管材范圍廣，焊接過程中自動根據(jù)焊接方向調(diào)整焊接電流，保證焊縫厚度均勻，一次成型焊接質(zhì)量高，焊接速度快，是傳統(tǒng)焊接速度的510倍。有效的解決了部分管道接口不能預(yù)制，只能在施工現(xiàn)場人工焊接的問題。同時，對于大管段、長距離管道，工廠化預(yù)制僅解決了標(biāo)準(zhǔn)件預(yù)制加工工作，現(xiàn)場安裝過程中的焊接工作仍需人工進行，根據(jù)便攜式焊接機器人設(shè)備自身體積小、重

8、量輕、布放簡單、對現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)能力強、管徑適用范圍廣的特點，采用便攜式數(shù)控自動焊接機器人對預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)件進行現(xiàn)場拼裝焊接。大大提高機電工程整體的自動化安裝程度。3.3.2管道自動焊接機器人該型管道自動焊接機器人主要用適用于短管管件（短管、彎頭、三通等）與法蘭的對口焊接，不僅能焊接直縫，對于環(huán)縫、弧形形縫均能有效的進行焊接。主要焊接形式有：直管與直管對接自動焊、直管與錐型管自動焊、直管與法蘭自動焊、直管與彎頭自動焊、直管與三通對接自動焊。3.4焊接后的管道處理用金屬絲刷或砂紙除去焊渣，毛刺。用砂輪機處理焊口部位。鍍鋅管破損處罐裝冷噴鋅處理。碳鋼鋼管（黑）進行防銹處理。4基于二維碼的物流管理應(yīng)用1）前期根據(jù)深化設(shè)計部門所提供的信息自動生成二維