牛鵬鑫

（中鐵建設集團建筑發(fā)展有限公司）

1 引言

隨著科技的不斷進步，建筑行業(yè)正在經歷一場由數(shù)字化和智能化引領的革新。BIM技術的應用為裝配式構件廠的生產管理帶來了前所未有的機遇。BIM 技術能夠整合和可視化建筑信息，提高設計的準確性，提升生產的效率，保證施工的精度，優(yōu)化資源的分配。然而，如何充分利用和優(yōu)化BIM技術，是需要面對的問題。

2 BIM 技術在裝配式構件廠生產的應用

2.1 BIM技術的基本原理和應用范圍

建筑信息模型（BIM）技術是一種新興的，以模型為基礎的建筑設計和項目管理技術，其基本原理是在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建并管理建筑物的數(shù)字化模型，包含了豐富的幾何和屬性信息，可以被各種利益相關者使用，以支持設計、建造、操作和維護等生命周期內的各種決策。不同于傳統(tǒng)的2D圖紙或者3D模型，BIM技術是4D的，其中時間作為第四維，可以用來模擬和優(yōu)化整個建筑生命周期的過程，從而實現(xiàn)預算控制、節(jié)約成本、提高工作效率、增強工程質量等多項目標。BIM 技術的應用范圍非常廣泛，在建筑設計階段，設計師可以使用BIM 技術創(chuàng)建詳細的建筑模型，包括建筑的結構、設施、材料等信息，對設計方案進行深入分析，實現(xiàn)更優(yōu)化的設計決策，減少設計錯誤和遺漏。建筑施工階段可以使用BIM模型來規(guī)劃和優(yōu)化施工過程，例如施工進度管理、施工資源管理、施工質量管理等，同時可以通過模擬施工過程來避免可能出現(xiàn)的問題，減少施工風險。在建筑運營和維護階段，維護人員可以通過BIM 模型獲得詳細的建筑信息，以實現(xiàn)高效的設施管理和維護[1]。除了在傳統(tǒng)的建筑行業(yè)中廣泛應用外，BIM 技術也在被越來越多的行業(yè)所采用，例如在工程建設、城市規(guī)劃、基礎設施管理、工業(yè)制造等領域。

2.2 BIM在裝配式構件設計階段的應用

建筑信息模型（BIM）技術在裝配式構件設計階段的應用，不僅極大地提高了設計效率，而且也明顯提升了設計精度。裝配式建筑工藝涉及的構件種類繁多，設計流程復雜，BIM技術通過創(chuàng)造豐富和詳細的3D 建筑模型，以其智能化和可視化的特性，為設計師提供了一個既直觀又全面的設計平臺。在提升設計效率方面，BIM 技術能夠自動化許多以往需要手動完成的設計任務，如構件模型的參數(shù)化設計使得設計師能夠通過調整參數(shù)來迅速變化構件的尺寸、形狀等屬性，不需要從零開始重新設計，由于BIM 模型包含了構件的所有幾何和屬性信息，自動從模型中生成圖紙，包括平面圖、剖面圖、立面圖等，縮短出圖時間。另外，BIM 技術還可以通過實現(xiàn)設計團隊的協(xié)同工作，進一步提升設計效率。設計團隊的成員可以同時在同一個BIM 模型上工作，節(jié)省溝通和協(xié)調的時間，避免由于信息不一致而產生的錯誤，設計師在設計過程中實時看到設計決策如何影響到整個項目，更好地理解和優(yōu)化設計方案，提高設計效率。在改善設計精度方面，設計師可以在BIM 模型中檢查構件的連接和接合處是否正確，是否會產生沖突，避免在生產或施工階段出現(xiàn)質量問題，從而提高設計的精度和質量。更重要的是，BIM技術還可以通過運行各種模擬和分析，來驗證和優(yōu)化設計方案。例如，可以進行結構分析、熱能分析、光照分析等，以確定設計方案是否滿足各種性能要求，確保設計的實施性和可行性，從而降低項目的風險，提高項目的成功率[2]。

2.3 BIM在裝配式構件生產階段的應用

BIM 可以自動導出詳細的生產圖紙和制造信息，直接驅動工廠的生產線，消除了由人工轉化設計圖紙至生產信息的煩瑣步驟，節(jié)省了大量的人工和時間，并進行構件生產的模擬和優(yōu)化，例如生產順序、生產線的布局和利用率等，這能夠幫助管理者更好地理解和優(yōu)化生產過程，提高生產效率。在保證構件質量方面，BIM 模型可以自動檢查構件的尺寸是否滿足設計要求，材料是否符合規(guī)范，連接方式是否正確等，還可以用于構件的質量控制和跟蹤，記錄每個構件的生產信息，如生產日期、生產質量、生產人員等，用于后期的質量追溯和管理。在管理生產流程方面，BIM技術可以將整個生產過程數(shù)字化，形成一個可視化的生產流程模型，顯示每個構件在生產線上的位置、工序完成情況、資源利用情況等。通過這個模型，管理者可以實時地了解生產過程的狀況，發(fā)現(xiàn)并解決生產過程中的問題，通過對生產流程模型的分析和模擬，管理者還可以對生產流程進行優(yōu)化，例如優(yōu)化生產順序、優(yōu)化資源配置等，從而提高生產效率，降低生產成本。

3 BIM 技術在裝配式構件廠生產技術管理的優(yōu)化策略

3.1 智能化生產管理體系的應用

BIM與其他技術如地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網（IoT）等集成時能形成智能化的生產管理體系，GIS與BIM的結合可以為裝配式建筑提供宏觀和微觀的視角。GIS 是一種用于捕獲、存儲、處理、分析和管理地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，而BIM 則提供了對建筑物的詳細信息，可以在考慮建筑設計和施工的同時，也考慮到地理位置、環(huán)境影響等因素，提高設計的質量和建筑的可持續(xù)性。IoT 的引入使得實時監(jiān)控和優(yōu)化成為可能，物聯(lián)網是指通過網絡將各種物體連接起來，實現(xiàn)信息的共享和交換。在裝配式構件生產過程中，各種傳感器可以部署在生產線上，實時采集構件的生產信息，如溫度、壓力、濕度、振動等，這些信息可以實時反饋到BIM 系統(tǒng)中，實現(xiàn)生產過程的實時監(jiān)控，提高生產效率和質量。在BIM 與GIS、IoT 等技術集成的智能化的生產管理體系中，BIM 提供了詳細和精確的建筑信息，GIS 提供了宏觀的地理信息，IoT 提供了實時的生產信息，實現(xiàn)生產過程的全面、實時和智能化管理，降低生產的風險。

3.2 提升BIM技術在裝配式構件廠的應用水平

盡管BIM 技術的使用并不復雜，但要充分發(fā)揮其功能，需要用戶具有一定的知識和技能。因此，需要對員工進行全面的BIM 技術培訓，包括基礎知識的學習，軟件操作的練習，實際案例的分析等[3]。培訓內容既要理論與實踐相結合，又要根據(jù)員工的角色和任務進行差異化。例如，設計師需要重點學習BIM 軟件的設計功能，生產員工需要重點學習BIM模型的解讀和應用，管理人員需要重點學習BIM 數(shù)據(jù)的分析和決策，定期進行復訓和更新，以適應BIM技術的不斷發(fā)展。技術推廣是提升BIM技術應用水平的關鍵，通過研討會，講座，展示，體驗等，向員工和社會展示BIM技術的優(yōu)點和成果，提高對BIM技術的接受度和使用率，并與BIM軟件供應商，學術機構，行業(yè)協(xié)會等進行合作，分享BIM技術的最新研究和實踐，制定合理的激勵政策，如績效考核，獎勵制度等，鼓勵員工積極使用和創(chuàng)新BIM技術。

3.3 運用BIM技術進行精準的預測和計劃

BIM 技術在進行精準的預測和計劃時，憑借其高度的數(shù)據(jù)驅動能力和視覺化功能，實現(xiàn)了對生產流程的細致掌控和高效執(zhí)行。BIM技術的精準預測功能，在大大減少生產過程中的不確定性和風險方面，發(fā)揮了關鍵作用。利用BIM模型中的詳盡信息，可以預測在生產過程中可能遇到的問題，如制造缺陷、設備故障、材料短缺等，并提前制定解決方案，降低對生產的影響。

3.4 提高BIM模型與實際生產的一致性

在裝配式構件廠的生產技術管理中，BIM 模型與實際生產的一致性是至關重要的。需要采用適合的BIM軟件和硬件，以保證BIM模型的準確性和實時性，BIM 軟件應精確地模擬和計算構件的生產過程，包括材料選擇、尺寸計算、連接方式等，硬件設備如計算機、打印機、投影機等，需要具有高性能和高精度，以保證BIM模型的清晰度和精確度，還應配備數(shù)據(jù)傳輸和存儲技術，以保證BIM 模型的實時更新和安全存儲。裝配式結構處理廠的管理人員應改進生產管理流程，以保證BIM模型的實施和執(zhí)行，在生產過程中不斷地比對BIM 模型和實際生產的情況，如果發(fā)現(xiàn)實際生產的構件尺寸與BIM 模型不一致，需要立即找出原因，例如設計錯誤、設備故障、人員操作失誤等，并采取相應的措施，例如修改設計、修復設備、培訓人員等。

3.5 BIM技術在物料管理中的優(yōu)化應用

物料管理是另一項復雜而重要的任務，BIM 技術也在這方面發(fā)揮了重要作用。BIM模型包含了所有構件的詳細信息，可以據(jù)此精確地計算出所需的物料數(shù)量，避免過量或不足的采購，減少材料的浪費和成本[4]。在BIM 模型中，可以對物料進行標記和追蹤，對物料的進出、移動、使用等進行記錄和管理，可以實時掌握物料的庫存情況，了解物料的位置和使用情況，提高物料管理的透明度和準確性，避免物料的丟失或錯用。在物料采購方面，基于BIM 模型的物料清單可以直接用于詢價和比價，提供給供應商詳細的物料需求信息，減少溝通和理解的錯誤，確保物料的準確供應。同時，通過BIM模型，可以與供應商建立更緊密的合作關系，實現(xiàn)物料供應鏈的優(yōu)化和協(xié)同，供應商可以根據(jù)BIM 模型中的信息準確進行物料的準備和交付，確保物料按時到位，避免因物料供應問題導致的工期延誤。此外，BIM 模型還可以與其他物料管理系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)自動化的物料管理。通過與物料管理軟件的對接，可以實現(xiàn)物料的條碼標識和掃描，自動記錄物料的進出庫和移動情況，減少人為的煩瑣操作和可能的錯誤。

4 結語

總的來說，BIM 技術在裝配式構件廠生產技術管理的應用與優(yōu)化策略，展示了其在提高設計效率、生產效率、施工效率，保證設計精度、生產質量、施工精度，優(yōu)化資源管理等方面的巨大潛力。而BIM 技術與其他技術的集成，以及對BIM 技術的培訓和推廣，將進一步提升BIM 技術在裝配式構件廠的應用水平，推動裝配式構件廠的技術進步和業(yè)務發(fā)展，要實現(xiàn)這些目標，還需要更深入的研究和更廣泛的實踐，希望這項研究能夠引發(fā)更多關于BIM 技術在裝配式構件廠生產技術管理的討論和探索，為建筑行業(yè)的數(shù)字化和智能化發(fā)展貢獻力量。