基于BIM的机电装配式技术在商业综合体项目中的研究与应用
中铁建工集团安装工程有限公司
基于BIM的机电装配式技术在商业综合体项目中的研究与应用
一、成果简介
1.公司简介
中国中铁建工集团是世界500强、世界品牌500强大型企业——中国中铁股份有限公司的全资企业，成立于1953年，是集勘测设计、房地产开发、工程施工、设备安装、装修装饰、路桥隧、钢结构、机械制造、物资贸易等为一体的大型现代国有企业。集团具有国家房屋建筑施工总承包和铁路工程施工总承包特级资质。集团注册资本金为238500.28万元，下属分子公司22家，员工8366人，各类专业技术人员6000余人，其中中高级技术人员2000余人。业务分布在祖国大陆各个省、市、自治区，香港特别行政区以及境外20余个国家和地区。建筑精品蜚声海内外，共计荣获鲁班奖、国优、詹天佑奖等112项国家级奖项，两次荣获“创鲁班奖工程特别荣誉奖”。先后荣获“全国优秀企业管理奖”、“全国优秀施工企业”、“全国五一劳动奖状”、“全国文明单位”、“全国先进基层党组织”、“全国质量诚信企业”等国家级荣誉。
2.公司BIM发展历程
3.项目简介
鞍山百脑汇科技广场工程位于辽宁省鞍山市铁东区胜利南路38号，是鞍山市地标性建筑，地下五层、地上三十九层的超高层单塔楼建筑，总建筑面积132445.84m2，地上建筑总高度168.80m，为鞍山市的“第一高度”。
功能区划分
4.项目难点
5.BIM团队
6.BIM体系建设
7.BIM软件配置
8.BIM硬件配置
二、BIM基本应用
1.三维场布动态管理
2. 二次深化与建模
3.方案模拟及比选
4. BIM出图
5. 三维交底
6. 二维码
7. VR
8. 3D扫描
三维激光扫描生成的点云数据经过专业软件处理，即可转换为BIM模型数据，进而可立即与设计的BIM模型进行精度对比，找出模型不同的，对BIM模型进行调整，保证BIM模型的可行性。
三、BIM创新应用
1.成立数字化加工基地
2. DDIC数字化建造技术
DDIC数字化建造技术的核心是“数据驱动智慧建造”。项目BIM团队积极进行“基于BIM的机电工程数字化建造技术的研究与应用”，于2015年落地应用，实现BIM数据在传统Revit模型和数字化自动加工设备之间的数据互通，开创了“工厂化预制+现场快速装配”的新模式。2016年安装公司恒鼎、联翔数字化加工基地正式挂牌成立，并于2017年通过中国安装协会专家考察，评为“全国机电工程数字化建造研究示范基地”。截至目前，公司先后在大连、成都、郑州、苏州、深圳等地成立数字化加工基地，辐射公司所有项目。并根据项目实际情况，采用“移动式数字化加工基地”以满足项目施工生产需求。
DDIC数字化建造技术是通过将BIM技术与数字化建造技术相结合，创建共享数字化建造数据库，搭建基于Revit的软件平台，将传统Revit深化模型无损转换为预制加工模型，生成预制加工数据，导入基地数字化自动加工设备，进行“工厂化预制”，预制加工成品运输至施工现场，进行“现场快速装配”，通过BIM管理平台保证数据在BIM应用全生命周期各个阶段的无缝传递，实现“数据驱动智慧建造”。
通过采用BIM技术，搭建基于Revit的平台，利用Revit及二次开发软件，快速创建建筑结构模型、机电模型和幕墙、装修等机电相关模型，结合点云等模型，进行二次深化，模型精度达到LOD300;
根据数字化加工设备确定与之匹配的共享预制加工数据库，利用Revit软件将机电模型中的风管、桥架、水管等机电模型转换为数据库中的预制加工模型，进行BIM出图、报审，审批通过后对预制加工模型进行自动分段，根据实际预制加工情况对其进行优化，设置支吊架，模型精度达到LOD400;
利用Revit软件和Fabrication系列软件生成预制加工数据、材料清单(包含编码及二维码信息)、三维安装示意图、支吊架放样点、成本等相关信息;
将预制加工数据及材料清单发送至数字化加工基地，导入数字化加工设备，进行预制加工和自动化生产，对生产的预制加工构件进行质量验收、张贴二维码;
将预制加工构件及材料清单运输至施工现场，进行扫码验收，并录入物资管理软件;
采用放样机器人根据放样点信息进行放样，利用射钉枪进行支吊架高效安装，根据三维安装示意图及对应的材料清单对预制加工构件进行装配和少量加工即可;
工程竣工验收后，竣工模型精度达到LOD500，用于运维管理。
亦可根据需要，在Revit中直接创建预制加工模型。
2.1基于BIM的风管数字化建造
基于BIM的风管数字化建造工作流程，将风管深化模型转换为预制加工模型，生成标准段预制加工清单，导入生产线进行自动加工;对非标准段及异形件进行展开、自动排布，将预制加工数据导入等离子切割机进行自动切割，结合快速合缝机进行二次加工，对预制加工构件进行扫码验收，运输至施工现场进行快速装配。
工作流程
标准直线段自动生产
非标准直线段自动生产
风管安装成品
2.2基于BIM的管道数字化建造
基于BIM的管道数字化建造工作流程，将管道深化模型转换为预制加工模型，生成预制加工图纸，在工厂进行预制加工，对预制加工构件进行扫码验收，运输至施工现场进行快速装配，采用便携式管/管 焊接系统对预留焊口进行全位置无明火自动焊接。
工作流程
悬臂式自动焊机
管/管便携式自动焊机
2.3基于BIM的桥架数字化建造
基于BIM的桥架数字化建造工作流程，将桥架深化模型转换为预制加工模型，生成预制加工数据，导入桥架自动生产线，进行桥架定尺寸生产，对预制加工构件进行扫码验收，运输至施工现场进行快速装配。
工作流程
预制加工成品及现场安装
2.4应用心得
3. DMBP装配式机房技术
DMBP装配式机房技术的核心是：数据、模型、图纸、精度。在技术应用过程中，严格执行“1234”质量管理体系，其中，“1”代表一套数据，数据在二次深化、预制加工和现场装配阶段具有准确性和唯一性;“2”代表两组模型，传统Revit模型和预制加工模型;“3”代表三种图纸，二次深化图、预制加工图和现场装配图，“4”代表四类精度，模型精度、构建复核精度、预制加工精度和现场装配精度。DMBP装配式机房技术在制冷机房、水泵房、空调机房、风机房等重点机房的应用，对提高机房施工质量、生产效率，保证机房施工进度具有重要意义。
4. BIM集成管理平台
4.1集成管理平台架构
CIMP集成管理平台基于BIM、互联网及云技术进行研发及应用，包含安全、质量、物资、进度四个模块。通过制定统一的数据标准，开发统一的数据双向接口，实时同步各模块修改的业务数据。方便项目人员随时、随地的通过移动端进行信息查询、数据采集和二维码等操作。将建筑本身及内部设备的能源、空间、资产、维护、安全及环境等的管理由二维模式拓展到三维模式，将BIM技术与互联网+云技术融为一体实时联动，是对公共建筑管理的一次革命性创新。
4.2集成平台WEB端使用
集成平台登录
项目基本情况
模型轻量化浏览
安全管理模块
进度管理模块
物资管理模块
4.3集成平台移动端使用
四、主要成果
该工程获全国BIM大赛一等奖一项、二等奖两项、三等奖一项、优秀奖一项;获集团科技进步奖一等奖两项、二等奖一项;两项科学技术成果被股份公司评为国内领先、国内先进水平。“基于BIM的机电工程数字化建造技术研究与应用”论文获2017年度安装行业优秀论文奖;实用新型专利一项;项目BIM技术应用被评为2017年欧特克成功案例，BIM平台应用被评为2017年度工程建设行业互联网发展优秀实践案例。项目BIM应用成果被收录到《BIM技术在大型铁路综合交通枢纽建设中的应用》一书中。
五、应用效益
该工程采用BIM技术对提高施工质量、生产效率、沟通效率，降低人工和材料成本，提高安全文明施工管理水平具有重要意义。其中，二次深化与建模提高技术问题解决效率，BIM出图指导施工，规避施工过程中的返工现象，节省成本80万元;DDIC数字化建造技术降低材料损耗16%，减少人工成本32%，节省成本175万元，减少现场施工垃圾，提高安全文明施工管理水平;DMBP装配式机房技术将机房工期由两个月缩短至两天，提高施工质量、施工效率，保证施工进度，规避火灾隐患;CIMP集成管理平台从安全、质量、物资、进度等方面提高项目管理水平和沟通效率，使得现场施工有序、快速、高效推进。
该工程的BIM技术应用情况受到中国安装协会、欧特克软件(中国)有限公司和行业的持续关注。2017年7月由中国安装协会主办，安装公司承办的“全国机电工程BIM技术应用交流研讨会暨安装数字化加工基地观摩会”在大连正式召开，来自全国各地400余名行业专家参加本次会议。会议上，项目BIM负责人就BIM技术在鞍山百脑汇项目的应用情况进行经验交流，并组织参会专家赴安装公司恒鼎数字化加工基地进行观摩指导，得到行业领导和专家的一致好评。
项目BIM应用成果多次在全国BIM技术交流研讨会上进行经验交流和分享，并在公司各项目进行推广应用。
六、人才培养
项目BIM团队定期组织学习交流会，研究BIM前沿技术，进行落地应用。项目BIM团队被评为2016年度集团学习型组织，培养了多名BIM工程师。
其中，BIM一级建模师4名，二级建筑建模师1名，二级设备建模师1名，BIM高级讲师1名。项目BIM负责人被授予多项荣誉称号。
七、下一步实施计划
安装公司采用BIM技术，以鞍山百脑汇项目为依托，从BIM基本应用、DDIC数字化建造技术、DMBP装配式机房技术、CIMP集成管理平台等方面进行研究与应用，并在公司内部进行推广应用，取得一定成果。 安装公司将继续加强BIM技术在项目全生命周期的研究与应用，探索一种基于BIM的机电工程施工管理的新模式,缔造中国安装工程新传奇。
