武汉英特宜家项目基于BIM的工厂化预制加工系统(BIM-FC)简介

摘要：本文以具体实例为基础分析了BIM在工厂化预制加工的具体内容，同时分析BIM-FC软件的组成，以及其在实际之中运用的难点以及相关解决措施。

关键词：BIM；工厂化预制；应用；措施

中图分类号：B819文献标识码： A

一、项目概况

武汉英特宜家购物中心为英特宜家（中国）有限公司在中国投资建设的第三家大型商业综合体，集商铺、餐饮、超市、电影院、KTV等多功能于一体。工程总建筑面积218430 m2，其中地上部分建筑面积215840m2，地下部分建筑面积2590m2，建筑高度39.225m，主要为地上四层，局部地上六层。

图1-1项目效果图

二、实施背景

1、必须进行工厂化加工

①宜家的业主对绿色施工、文明施工要求高，要求尽可能减少现场作业。

②支吊架和管道都采用二次镀锌工艺，按传统工艺加工装配后再拆卸下来镀锌，成本压力大。

③工期紧、机电安装工程量大，只有通过工厂化预制加工才能提高效率，确保工期履约。

2、必须采用BIM技术

①只有通过BIM技术，才能精确定位空间关系，使工厂化预制加工成为可能。

②只有通过BIM技术中，才能得到预制构件的精确尺寸；

三、应用内容

1、应用BIM-FC来分解构件、支架设计、管组设计。

图2-1管组拼装完成后的详细三维模型

图2-2料表清单

2、通过BIM的模拟空间关系，定位管道与管道、管道与建筑、管道与结构的关系。

图2-3项目三维视图

3、应用BIM-FC，有效组织设计、加工、物流、仓储、装配的动态工程。在BIM-FC平台中，用不同的颜色标识来区别构件处于哪个阶段。图2-4中绿色背景部分表示已经设计完成的预制管段。

图2-4管道划分及状态标识

4、BIM-FC在设计工程中，以平面设计操作为主，操作简洁方便。另开设一个三维窗口查看，确保所见即所得来进行可视化的设计。

图2-5管组框架设计

四、BIM-FC软件

1、软件架构

本系统的整体架构是C/S(Client/Server)架构，C/S架构能够充分利用客户端的硬件资源，客户端的响应速度快，从而能够有效的胜任深化设计的工作。在客户端，BIMFC采用MVVM（Model-View-ViewModel）框架，MVVM由视图(View)、视图模型(ViewModel)、模型(Model)三部分组成,通过这三部分实现UI逻辑、呈现逻辑和状态控制、数据与业务逻辑的分离。系统的整个架构如下图所示。

图2-7 系统架构设计

2、关键技术

本课题需要研究和解决的关键技术包括以下几个方面：

①BIM数据提取及集成

本系统基于清华大学胡振士课题组研发的基于BIM的机电设备智能管理系统（BIM-FIM）的基础上完成的，两套系统共用一个BIM数据库，因此本系统需要从共有的BIM数据库中提取有用的信息，在设计完成后需要将数据再集成到BIM数据库。在提取与集成的过程中需要建立有效的访问机制来保证数据的一致性。

②基于BIM的管道半自动化设计技术

采用自动与手动相结合的BIM建模方式，通过构件族库管理及拼装设计，实现模块化BIM模型的自动绘制，在自动建模的基础上同时也提供里用户手动修改的途径，实现高效且灵活的建模方式。设计完成后，可自动导出料表及深化设计图纸。

③设计状态的可视化标识

在实际工程中预制管段、支架以及管组的设计状态是非常重要的指标，随着工程的推进，如何在系统中动态的将预制管道、支架以及管组的设计状态以可视化的方式形象的表示出来对用户尤为重要。本系统建立了构件实体在不同设计状态下的颜色状态标识表，可让用户及时发现不同实体的设计状态变化，提高了生产及管理效率。

（3）BIM-FC主要界面

图2-8项目二维视图

图2-9同时查看三维跟二维视图

图2-10管组的自动拼装

图2-11管组拼装完成后的详细三维模型

图2-12管组框架设计

（4）BIM-FC信息化技术逻辑关系图

图3-1 BIM-FC信息化技术逻辑关系图

五、应用效果

1、BIM-FC整体自动化程度高，可实现基于模型的快速支架设计、管组设计，生成加工料表，但对于结构复杂处的支架设计还需要人工调整；

2、BIM-FC为预制构件、支架设计的信息管理、编码、加工以及现场装配组合提供了一个好的实现方式，且相对安全；

3、宜家项目先后完成了预制管组、预制泵组、预制支吊架等大量工厂化预制工作，取得了良好的经济、社会效益。