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鋼結(jié)構(gòu)建筑有著“綠色建筑”的美譽。目前,建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)已全面駛?cè)肟焖侔l(fā)展期,在超高層建筑、大跨度空間結(jié)構(gòu)、大型工廠、住宅建筑等領(lǐng)域中被大量采用。縱觀建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)近30年的發(fā)展歷史,國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)在傳統(tǒng)的管理模式下對數(shù)字化加工和信息化管理方面的運用步履蹣跚,與國外同行的水平尚存在一定的差距,急需在管理的模式、對先進技術(shù)的應用方面進行提升。
BIM即是建筑信息模型,利用BIM進行工程管理是建筑行業(yè)繼計算機輔助計算、計算機輔助繪圖之后的第三個發(fā)展階段的新興產(chǎn)物,也是當前建筑信息化應用中非常引人注目的一項技術(shù)。
根據(jù)斯坦福大學集成設施工程中心的研究數(shù)據(jù)表明,建筑施工行業(yè)的生產(chǎn)效率正在持續(xù)下滑并成為建筑行業(yè)面臨的根本性問題,同時也是施工效果無法預測的主要原因。鋼結(jié)構(gòu)加工建造過程中由于信息交換不及時、不準確的問題造成了大量人力物力的浪費,這一現(xiàn)象已經(jīng)在過去幾十年內(nèi)的無數(shù)工程項目中深刻地反映了出來。雖然已經(jīng)引入了計算機信息技術(shù)對工程項目進行輔助管理,但由于各輔助軟件之間無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,軟件之間無法相互服務,使得信息脫節(jié)、重復工作量巨大,影響了各管理環(huán)節(jié)之間的協(xié)作效率和質(zhì)量。
鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺的核心價值之一就是解決了鋼結(jié)構(gòu)工程信息共享問題。從事不同崗位的工程管理員可以從這個模型中拿出各自需要的信息,既能指導實際工作又能將相應工作的成果更新到模型中,使工程技術(shù)人員對各種建筑信息做出正確理解和高效共享,從而起到了提升項目管理水平、縮短管理鏈條、提高效率、降低建造成本的作用。
在數(shù)字化浪潮愈演愈烈的當下,數(shù)字化工程管理也逐步提上了建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的日程。建筑數(shù)字化升級需要標準化的生產(chǎn)流程,需要自動控制的設施設備及生產(chǎn)線,還需要集成管理的系統(tǒng)平臺。鋼結(jié)構(gòu)BIM管理平臺正是實現(xiàn)鋼構(gòu)產(chǎn)品工業(yè)化、生產(chǎn)自動化的重要的數(shù)字橋梁,是集成鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)運營中軟硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。
近年來,中建鋼構(gòu)有限公司(以下簡稱中建鋼構(gòu))依托中建總公司P—BIM課題做了大量積極有效的嘗試,初步打造了中建鋼構(gòu)BIM的V1.0版本—數(shù)字化鋼結(jié)構(gòu)加工建造系統(tǒng)。該系統(tǒng)由設計出圖、制作管理、材料和構(gòu)件物聯(lián)管控三部分組成,通過軟件之間的接口實現(xiàn)信息共享與協(xié)同工作,在增強鋼結(jié)構(gòu)管控力度的同時大幅降低了管理成本,起到了倒逼鋼結(jié)構(gòu)管理標準化的重要作用。
隨著鋼結(jié)構(gòu)管理中信息化、標準化結(jié)合程度的不斷提高以及鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺功能的不斷拓展,我們將以鋼結(jié)構(gòu)三維模型為基礎(chǔ),進一步加入材料信息、構(gòu)件制作信息、構(gòu)件物流信息、構(gòu)件安裝信息以及工期、成本等信息,以可視化的方式,實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)5D數(shù)字化管理。
鋼結(jié)構(gòu)工程的全生命周期管理包括深化設計、材料采購、制造、安裝四個階段。一個工程的構(gòu)件數(shù)量少則上千件、多則數(shù)萬件,從鋼板到零部件再到構(gòu)件,其包含的管理信息量非常巨大,如果采用常規(guī)的手工登記進行管理,不僅效率低下,而且錯漏較多,幾乎不可能實現(xiàn)從鋼板到構(gòu)件的全程跟蹤。
現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)可便捷地解決這一問題,實現(xiàn)從原材料到構(gòu)件全過程中的實時跟蹤,并可將鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的數(shù)字化應用延伸到物流等環(huán)節(jié)。目前,中建鋼構(gòu)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)已經(jīng)在廣州東塔項目鋼結(jié)構(gòu)施工中投入使用。該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可對項目鋼結(jié)構(gòu)主要原材料鋼材和產(chǎn)成品鋼構(gòu)件的倉儲、流通過程相關(guān)環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控,監(jiān)控對象可精確到每一張鋼板和每一件構(gòu)件,并能將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過交互平臺實現(xiàn)多部門多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)交互,達到管理過程數(shù)據(jù)化、可視化,有效地降低了鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)管理方式的差錯率,提升了數(shù)據(jù)采集能力,進一步提高了建筑鋼結(jié)構(gòu)施工生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理水平。
數(shù)字鋼構(gòu)的實現(xiàn),不僅需要一個合適的信息化管理平臺來處理基于鋼結(jié)構(gòu)BIM模型的數(shù)字信息,還需要在數(shù)控加工設備方面加大投入。
近年來,中建鋼構(gòu)通過引進FDB機、FPB機、數(shù)控三維鉆床等一大批國際先進的數(shù)控設備,初步實現(xiàn)了多個工序協(xié)同、連續(xù)作業(yè),自動采集制造數(shù)據(jù)等。
目前,勞動力成本的持續(xù)上升讓自動焊接顯得尤為重要。焊接是鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵之一,占用了鋼構(gòu)件全生命周期約30%的時間,技術(shù)好、抗壓能力強、心理素質(zhì)好的高技能焊接人才資源的缺乏成為鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的發(fā)展瓶頸之一。目前,中建鋼構(gòu)已初步研制出能適應現(xiàn)場復雜環(huán)境的自動焊接設備,并在廣州東塔等大型項目中進行了系列綜合試驗。自動焊接設備不僅能解決人才資源的稀缺,而且操作安全性高、可實現(xiàn)長時間不間斷作業(yè),并且將工作效率提高四分之一以上,從而為建筑業(yè)傳統(tǒng)管理難題找到了新的解決途徑,成為未來鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字化發(fā)展的新方向之一。
鋼結(jié)構(gòu)是中建總公司的“專業(yè)化”發(fā)展戰(zhàn)略之一,只有在新設備、新材料、新技術(shù)、新工藝方面不斷創(chuàng)新,才能提升傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)管理模式。
來源:中國建設報