BIM(建筑信息模型)辅助技术运用

BIM(建筑信息模型）
辅助技术运用
在装饰装修工程中，特别是大型场馆、标志性建筑多次遇到多曲面装饰饰面分部工程，为克服装饰工程中多曲面异型面材碰口不齐，抛物线不整等一系列问题，过去我们都想了很多办法，都过不了观感验收这一关，特别是典型三维复杂曲面金属板、含镜面不锈钢深化（优化）设计、制造、施工装配的方式方法难度更大，更是让人绞尽脑汁还是达不到理想效果；早期的二维空间CAD辅助设计完全体现不出基层与饰面及加工内在联系，2005年xxxxxxx项目上，香港装饰设计师设计了双曲异形的彩虹桥式企业LOGO，那时我们第一次采用了Rhinoceros 软件进行深化，虽有缺陷但还是较好地完成了该装饰作品，并受到港商的好评；2015年公司承接了xxxxxxxx项目，合约要求120日历天完成，整个工程从设计到竣工，其中难度最大的钢结构天幕工程，杨树形状的钢结构天幕最高48米，最低的也有15米，各种形态异形天幕二十多个，我们利用了BIM(建筑信息模型）技术，将设计、加工、基层、装配做到了无缝对接，圆满完成了合约要求，并符合技术要求。

下面是我在施工中体会到的BIM(建筑信息模型）转化为综合辅助技术运用流程的见解。

1、数据采集
基于天宝 TX8激光扫描技术的施工现场综合测量放线技术：
在装饰工程中，室内结构弯曲、阴阳、凹凸面多，用人工加测量仪器，进行测量复核、再根据图纸进行放线，时间长，出错率高。

天宝 TX8激光扫描仪在性能和易用性方面为三维数据高速采集设立了新的行业标准。

凭借其在测量速度、测程和测量精度等方面的优异表现，TX8能够为工业测量、工程测量、建筑、现场取证等需要高精度和灵活性的应用领域提供优质的数据成果。

利用三维天宝 TX8激光扫描技术的施工现场综合测量放线技术可以为建筑工程测量、现场取证等需要高精度和灵活性的应用领域提供优质的数据成果，并能快速将测量数据转化到建筑信息模型中，生成准确的基层信息和结构面的系统数据。

2、建筑模型（BIM）技术
本案规划、方案设计及施工图设计全程应用BIM（建筑信息模型）系统平台，利用数字技术包括CAD、可视化、参数化、GIS、精益建造、流程、互联网、移动通讯等表达建设项目几何、物理和功能信息以支持项目生命周期建设、运营、管理决策的技术、方法或者过程。

一切设计的成品都基于可制造性设计，我司目
前能顺利实现从CAD（计算机辅助设计）到CAM（计算机辅助制造）的交互性和协同性。

（1）与三维地理信息系统（3D GIS）联合应用，针对施工区域内需要管理的各类建筑和设施建立三维GIS系统平台，并建立所需要管理的建筑物和设施的空间模型和数据信息，为需要监测的参数建立传感系统并在平台内展现。

最终提供由BIM生成的3D GIS 成果，并交付运营部门。

（2）施工过程实现运用BIM建立室内外管线模型，并进行三维管线的碰撞检查及提交综合管线节点3D图示。

应用BIM技术进行三维管线的碰撞检查，不但能够彻底消除硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量。

（3）实现基于BIM的三维虚拟施工，通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题，安全问题，减少返工和整改。

（4）对材料进场实现信息化监控、使用数字化条条形码记录施工项目主要材料的进出场情况，并在BIM系统上实时显示。

（5）基于BIM模型的文档管理，将文档等通过手工操作和BIM模型中相应部位进行链接。

对文档的搜索、查阅、定位功能，并且所有操作在基于四维BIM 可视化模型的界面中，充分提高数据检索的直观性，提高相关资料的利用率。

当施工结束后，自动形成的完整的信息数据库，为工程管理人员提供快速查询定位。

3、CAD参数化加工：
基于SolidWorks（3D）工具平台对建筑模型进行解构、解析并建立单元模
块加工矩阵：模型化数据库在工程施工上，利用项目部的力量，转化为CAD（计算机辅助设计）转向CAM（计算机辅助制造），保证平稳加工达到标准。

3.1.将2D的AutoCAD基层参数转格式为SolidWorks（3D）数据模型格式与现场基层核准，便于加工饰面品一次安装到位。

3.2.利用SolidWorks（3D）工具对原设计进行解构、解析建立3D网格划分坐标
系
3.2.1.三维空间网格坐标系
（三维空间造型网格图）
3.2.2.二维展开平面网格坐标系（插图2D)
（二维展开平面网格图）
3.2.3.利用SolidWorks（3D）工具确立加工单元集合体并建立加工单元矩阵。

编
制如下图表：
（1）定义单元集合体每个加工单元板块的参数化模型信息并编制加工图表清单。

（单元板块加工编号图）
（2）利用SolidWorks（3D）工具进行模拟装配并优化加工工艺参数并集成数控加工参数集。

（3）利用SolidWorks（3D）工具对每个金属板块装配体进行整体模拟装配、检查装配体贴合度、反求基层钢骨架安装完成面空间控制坐标并建立施工放线控制坐标系。

（4）利用SolidWorks（3D）工具对高精度单元式金属板块总装配体于基层钢骨架总成进行模拟装配并优化基层施工、成品金属板块装配工艺参数
4、采用精准放线技术确保标准安装
利用放线机器人进行精确放线是实现建筑模型化的重要手段之一；按模型输出参数设定精准的水平线和轴线，按设计施工图要求找出地面流水坡的高点和低点位置，将放线所需信息录入生成地面立体铺装图，明确各基层、结合层、饰面层，以及流水坡度，其次，把这些信息导入放线机器人信息库中，操作其按精准的水平线和轴线延墙、柱面进行密集、多点打出基层、结合层、饰面层的近水平
（考虑流水坡）的平行线。

铺装施工中，施工员以及操作工可以不断获取就近的放线参照数据，通过接通线、使用靠尺的方法随时校正平整度。

5、CAM（计算机辅助制造）制造技术
基于金属板材无模多点成形压力技术的高精度单元式模块化加工技术：
多点成形是用基本体点阵形成工具曲面进行板材三维曲面成形的先进制造技术。

无模多点成形系统是以计算机辅助设计、辅助工程、辅助制造、辅助测试（CAD/CAE/CAM/CAT）技术为主要手段的高技术集成系统。

5.1.技术要点：
（1）实现无模成形：
取代传统的整体模具，节省模具设计、制造、调试和保存模具所需的人力、物力和财力，显著地缩短产品生产周期，降低生产成本，提高产品的竞争力。

与模具成形法相比，不但节省巨额加工、制造模具的费用，而且节省大量的修模与调模时间；与手工成形方法相比，成形的产品精度高、质量好，并且显著提高生产效率。

（2）小设备成形大型件：
采用分段多点成形新技术，连续逐次成形超过设备工作台尺寸数倍的大型工件。

实现无回弹成形：可采用反复成形新技术，消除材料内部的残余应力，并实现少无回弹成形，保证工件的成形精度。

（3）优化变形路径：
通过基本体调整，实时控制变形曲面，随意改变板材的变形路径和受力状态，提高材料成形极限，实现难加工材料的塑性变形，扩大加工范围。

（4）易于实现自动化：
曲面造型、工艺计算、压力机控制、工件测试等整个过程全部采用计算机技术，实现CAD/CAM/CAT一体化生产，工作效率高，劳动强度小，极大地改善劳动者作业环境。

（5）快速调形：
采用新的调形系统，使总体调形速度比原来提高十倍至三十倍。

每个基本体
控制单元由单独的微型电机、减速器、电机控制子系统等构成；调形时各基本体同时运动，使得一次调形时间大大缩短。

在几分钟之内就可调出新的成形面，使调形效率大幅度提高。

5.2.基本原理：
无模多点成形是金属板材三维曲面成形的新技术，是对传统成形方式的重大变革。

在传统的整体模具成形中，板材由模具曲面来成形，而多点成形中则由基本体群冲头的包络面（或称成形曲面）来完成。

板材无模多点成形系统是以计算机辅助设计与辅助制造技术为主要手段的柔性成形设备，其工作原理是把传统的冲压实体模具分解为很多离散的小模具单元（亦称基本体），利用一系列规则排列的高度可调的基本体，通过对各个基本体运动的实时控制，自由地构造出成形曲面，代替模具实现板材三维曲面的快速无模成形。

这种成形方式是对三维曲面板类件传统生产方式的重大创新。

蜂窝结构
（CLOUD SCULPTURE）三维空间参数化网格图。