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BIM桥梁模型案例:BIM给制造业带来了什么?——BIM技术在钢桥自动化制造中的应用

发布:中文网小编3号 浏览:862人 分享
发布于:2020-06-18

    文章来源:桥梁杂志

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    BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。按照BIM的正确打开方式,就是在开始动工前,业主作为发起人,召集设计方、施工方、材料供应商、监理方等各单位一起,做出一个BIM模型,大家会根据这个模型进行实际建设,如果建设过程中进行了变更,再对模型进行修改,到最后项目建好,模型也随之修改好。参建各方通过对参数模型的运用,整合各种相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中,进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

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    由模型标准化向数据集成化转变

    作为一家有着126年历史的中国最早的钢桥制造企业,中铁山桥在近几年参建的虎门二桥、沪通长江大桥、重庆新白沙沱桥、官厅水库桥、浙江舟岱大桥长白互通钢箱梁、深中通道等项目中,不断探索和实践BIM技术在钢桥自动化制造中的应用。

    通过近10年的了解与实践,对BIM技术有了更深刻的认识。BIM技术的应用,已经越来越成为工程建设过程中的必选项。

    BIM技术的起源首先从手工设计制图说起。之前是手工绘图和计算,设计过程的计算量非常大,且效率低。设计行业引入计算机,最早是在90年代,当时是286时代。引入计算机后,极大地提高了效率。当时用286算一榀框架需要一天时间,后来随着apple2的出现,大幅度提高了计算速度。发展到586时代,这个阶段大概是从1985年~1995年。国内引入计算机,设计院比科研单位晚,当然进入制造行业更晚。制造企业大概是90年代末开始引入计算机,也尝试了很多国内的CAD软件,最后用autoCAD代替手工画图,并进行三维放样及立体建模,也可以说是BIM技术应用的萌芽阶段。

    而现在,我们研究应用BIM技术不再局限于存储结构尺寸信息,不再是传统手工制图到CAD的一种工具的改变,而是集成了信息化、互联网及大数据云计算一体的第二次桥梁建造技术革命。如果把BIM技术在桥梁制造中的应用分为四个阶段的话,我们目前正在实现由第三阶段向第四阶段的跨越,即由模型标准化向数据集成化转变。

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    BIM技术应用是以建设方为主导,设计方为源头,各参建方在共同的BIM信息平台上完成各项工作,留存各类施工制造信息,最后交给运营方用于项目的运营维护。所以说,施工制造方是整个项目BIM技术应用中承上启下的关键环节。

    信息是死的,信息化是活的,信息只有传递起来才是有意义的,所以BIM技术的成功应用必须依托于一个好的应用系统。那么,众多系统已经建立,为什么还是没有提高制造过程中的效率呢?这期间最重要的是3D模型信息的不够完善,达不到制造详图的标准。在这个背景下,我们开始了艰难的探索。而我们基于BIM技术的桥梁钢结构智能制造,建立了一套协同智能制造的生态系统。满足项目、企业和产业体验需求和期望,筑就“品质工程”。我们建立了基于“互联网+BIM技术应用的PLM云服务平台(我们称之为iBIM系统)”。

    这是真正的BIM技术落地过程。其中,前期使用TEKLA,REVIT建模,发现在曲线结构中表现不够理想,信息化过程参数化不完善,所以我们又使用CATIA建模平台,并在浙江舟岱大桥长白互通匝道桥3D建模过程中能够得到良好的应用。

    自主研发推动制造升级

    首先,我们应用自主研发的参数化建模技术,快速地建立标准??榛圃炷P?,完整承继设计数据,专业协同审查,规范编码,通过一物一码,关联各类制造信息,使管理像素缩小到零件级。应用BIM模型生成施工图纸,导入PLM系统,自动抽取完整的电子数据,生成BOM清单,并关联预设工艺库,快速编制工艺规程。

    然后,利用BIM模型进行制造工艺仿真模拟,通过三维可视化交底,指导实际操作,直观有效,特别是结构复杂的项目更具指导意义。

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    应用自主研发的iBIM云服务管理平台,协同ERP、PLM系统,读取生产计划和工艺数据,实现车间自动化排产。通过自动排版套料系统,可自动生成钢板材料采购清单,并输出数控加工代码。将3D模型数据交付到车间数控生产设备,减少人工环节导致的错误漏失。完成零件信息从模型到加工设备的无缝对接,包括材质、厚度、尺寸信息。通过自动套料系统,实现模型与加工数字信息一体化。

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    利用自主开发的模型轻量化技术,可实现移动端查看模型和图纸、工艺信息、检验规程等文件,及时准确指导作业。应用手持终端扫码,报工报验,采集生产数据,及时放映板件的进度,规范处理问题,质量检查高效协同,质量记录与模型同时关联,完成对信息的追溯和管理。我们通过模型浏览轻量化、图纸工艺无纸化、进度管理透明化、质量管理可追溯、安全管理流程化、物流管理可视化,以及丰富的移动端数据采集功能:如图纸信息、技术通知、三维浏览、日志管理、安全管理、质量管理、进度管理等,最终将现场资料、工程资料档案数据信息集成到BIM模型中并完成交付。

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    我们着手开发了焊缝地图管理系统,实现焊缝施焊和检验信息的全面集成。应用iWeld智能焊接管理系统和新一代数字化焊机,可实现实时监测焊接数据,控制焊接过程稳定。通过iWeld智能焊接管理系统与焊缝地图管理系统对接,实现对焊缝的信息化管理,真正实现焊接过程的可监控、可追溯、可查询。

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    在BIM模型中建立涂装信息,应用新研发的涂装系统,可实现大型钢箱梁桥涂装作业的自动化。

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    应用ERP系统,实施仓储管理,通过生产物资的扫码入库出库管理,实时掌握材料采购动态。钢板实施单件管理,实现库存定位和追踪。利用IBIM管理平台追踪零部件转序过程,采用二维码转序技术,对产品发运清单,进行自动化核对,提高物流功效。

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    面临挑战

    BIM技术给钢桥建设模式带来了革命性的变化,其优势是显而易见的。但在国内的具体实施过程仍然存在巨大挑战。如项目前期的BIM技术应用没有规划,建设各阶段、各部门各自为战,应用过程中设计模型达不到制造精度要求。由于各个项目要求不一,平台选择也不一样,每个平台数据格式不统一,造成使用IFC传递时数据信息丢失情况,给制造企业造成很大了困扰和挑战。软件企业对制造应用解决方案少,每种软件都需要定制开发,加大了企业的负担和难度,这个也是在制造过程中所遇到的最大的难题。希望以后各个平台统一标准,开发更加实用的??榻饩?。传统习惯也是困扰的一大难题,解决这个难题也需要开发更贴近实际需要,做到简便实用,在继承的基础上做开发,当然也需要传统行业的观念转变。

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    那么,我们要如何应对这些挑战呢?

    BIM是工程项目物理和功能特性的数字化表达,是工程项目信息可以分享的知识资源,为其全生命期的各种决策构成可靠的基础?;∈?D。核心价值是数字的信息快速处理和便于理解,最大特点是大数据和可视化,大数据需要大空间。

    BIM对软硬件依赖程度高,大回报需要大投入。

    BIM应用是一项系统工程,通过协同平台整合信息化管理是必经路径,广泛应用数字化、自动化、智能化设备可以更好地发挥作用,体现其价值,实现卓越绩效。大计算需要大平台。

    BIM技术是一项技术变革,不能一蹴而就。需要统一规划、统一标准,需要各方协同。大格局需要大智慧。

    本文刊载/《桥梁·BIM视界》杂志

    2020年第2期总第13期

    作者/付常谊梁善国

    作者单位/中铁山桥集团钢结构研究院



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