智能建造的发展,是充分应用BIM、互联网+、物联网、大数据、区块链、人工智能、5G移动通讯、云计算及虚拟现实等信息技术与机器人等相关设备,通过人机交互、感知、决策、执行和反馈,尽可能地解放人力,从体力替代逐步发展到脑力增强,从而提高工程建造的生产力和效率,提升人的创造力和科学决策能力,从而真正为中国建造奠定坚实的工业化基础。
对于我国建筑产业发展现状而言,大力发展装配式建筑是推动智能建造与新型建筑工业化融合的重点。为此,叶浩文主任委结合企业实践经验,从四个方面分别介绍了其与智能建造融合发展的探索,并对智能建造与建筑工业化融合发展给出九个方面的可行性发展建议。
1、数字设计(一)基于BIM的正向设计。即利用BIM平台建立统一的三维可视化数据模型,进行各专业协同设计、出图管理,达到专业之间数据无缝衔接,支持多阶段、多参与方的模型协调深化。
BIM设计模型作为主要的设计成果载体,包含设计相关信息,具有可传递性,可在原模型基础上优化,可用于后续阶段,而不要重新建模。设计阶段做好统一模型、统一定位基准、统一命名规则、开展不同专业的建模、实现各专业模型的组装,非常有利于专业协同。
(二)全专业全过程协同设计。
通过发展BIM一体化协同工作模式,各专业设计师在平台共同建模、修改、共享信息、协同设计,同时可在设计阶段将生产、施工、运维进行前置参与,一旦出现设计方案与工厂制造、现场施工冲突,即可在同一参数化信息模型上进行优化设计,提前解决构件生产、现场施工可能会出现的问题,达到构件设计、工厂生产制造和现场安装的高效协调,实现“全员、全专业、全过程”的三全BIM信息化应用,提高效率。
(三)标准化设计
标准化设计是实现一体化数字建造的基础,其原则是模数统一、模块协同、少规格、多组合,各专业需要进行一体化考虑,实现平面标准化、立面标准化、构件标准化、部品部件标准化。
平面标准化的原则:有限模块、无限生长。表现为建立了比例控制、模数协调的系列功能单元模块标准化设计技术,整体方案采用标准化的设计整合,提供通用化模块接口,使各户型之间可进行多样化的组合。
立面标准化的原则:标准化+多样化。比如:饰面多样、模数化的外围护墙板标准化设计技术;窗墙比、门窗比控制下立面分格、排列有序的门窗设计技术;凹凸有致、错落有序、等距控制的预制空调板、阳台组合设计方法;基本装饰部品可变组合,饰面色彩、质感、纹理、凹凸多样的设计技术。
构件标准化的原则:少规格、多组合。表现为基于功能单元的构件尺寸模数协调设计技术,针对客厅、卧室、厨房、卫生间的功能单元模块,运用最大公约数原理,按照模数协调准则、通过整体设计下的构件尺寸归并优化设计,实现构件的标准化设计,便于模具标准化以及生产工艺和装配工法标准化。
部品标准化的原则:模块化、精细化。比如:在标准模块中划分“小模块“,按模数系列设计,结合模数网格确定部品尺寸系列,以比例控制、模数协调的方法建立系列功能单元模块(厨房、卫生间等)的标准化模块设计技术。
2.智能工厂
(一)技术BIM在生产过程的应用
通过智能化数据化,工厂采用集成了各专业各环节信息数据的技术BIM,可将装配式建筑预制构件的设计数据自动传递至生产设备进行智能识别和自动加工。
此外,通过技术BIM将设计信息数据传递至无需人工干预的自动生产线,可自动化完成一系列工序,实现(画线定位、模具摆放、成品钢筋摆放、混凝土浇筑振捣、抹平、养护、拆模、翻转起吊等)生产全流程自动化,无需人脑临场决策的智能化机械手。
(二)管理BIM在生产过程的应用
BIM数据信息可通过生产管理子系统,无需人工二次录入,即可实现工厂生产排产、物料采购、生产控制、构件查询、构件库存和运输的信息化管理。将数据信息从设计传递到工厂各环节,如:
材料采购及库存管理:可通过BIM设计信息,自动分析构件生产的物料所需量,对比物料库存及需求量,确定采购量,自动化生成采购报表。生产过程中,实时记录构件生产过程中物料消耗,关联构件排产信息,库存量数据化实时显示,适时提醒;依据供应商数据库,自动下单供应商。
计划协同和进度管理:可依据BIM模型数据信息,智能进行计划协同和进度管理。实现计划动态调整,将施工进度计划、构件生产计划和发货计划进行及时匹配协调。
可追溯性管理:比如采用
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