北京英特宜家购物中心二期工程基于BIM的建筑工厂课件.pptx

1、北京英特宜家购物中心大兴项目二期工程清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University基于BIM的建筑工厂化管理系统BIM-based Factorial Construction system (BIM-FC)（从左到右依次为国贸、地王、T3、央视、环球） 五十年代初始建于上海，是中央直属大型建筑安装施工企业，具有建筑行业（建筑工程）设计甲级资质、房屋建筑工程施工总承包特级资质等级、机电安装工程施工总承包壹级、消防设施工程专业承包壹级等资质。60年来，公司建造了以深圳国贸大厦、深圳地王、深

2、圳T3航站楼、中央电视台新台址、上海环球金融中心等为代表的一大批“高、大、新、尖”工程。中建三局第一建设工程有限责任公司 国内最早开始关注和开展BIM方面研究的单位之一。从2004年起，先后在国家“十五”和“十一五”科技攻关计划项目的支持下，从BIM的理论研究到系统研发再到工程应用等方面都取得了突破性进展，形成了一系列标志性成果。清华土木系将BIM技术的研发成果应用在多个大型复杂项目当中，包括国家体育场、青岛海湾大桥、广州西塔、上海国际金融中心、昆明新机场以及深圳嘉里中心II期等，均取得了很好的应用效果。（从左到右依次为国家体育场、广州西塔、上海国际金融中心、昆明新机场航站楼）中建三局一公司中

3、建三局一公司 总工程师总工程师清华大学清华大学 副教授副教授/ /博士博士 研发负责人胡振中，清华大学土木工程系，博士，副教授多年来一直从事土木工程信息技术和数字防灾的研究工作，尤其是BIM技术在土建工程施工和运维阶段的研发，曾获得华夏建设科学技术一等奖2次、北京市科技进步三等奖1次、清华大学优秀博士生论文、清华大学优秀毕业论文、清华大学优良毕业生等多项荣誉和奖项。负责本项目的技术研究及系统研发，为BIM-FC系统的总设计师。应用负责人王亮，中建三局一公司，总工程师重庆建筑大学工学学士、清华大学工程硕士、教授级高工。组织编译了美国国家建筑信息模型标准等国内外BIM标准，组织开展了深圳机场T3航

4、站楼、深圳嘉里建设广场、上海湖北大厦等特色代表性工程BIM的实施。组织编制了国家标准GB50682预制组合立管技术规范。负责本项目的综合管理，组织领导研发团队，统筹各方资源。清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University姓姓 名名职职 称称项目角色及任务项目角色及任务张会敏张会敏高级工程师项目协调人：为课题提供内部资源支持李鸿斌李鸿斌工

5、程师项目执行人：组织领导应用和研发技术团队、调度资源陈祥祥陈祥祥硕士研究生技术方案设计、界面设计、集成数据平台研究、系统管理模块开发李泽华李泽华工程师协调项目内部关系，整合项目资源张张 杰杰高级工程师协调各方进度及对外联络、信息的收集整理、协助系统开发设计王兴坡王兴坡工程师应用方组织协调、BIM建模、信息收集整理尹尹 奎奎高级工程师协调各方进度及对外联络、信息的收集整理、协助系统开发设计何田丰何田丰博士研究生BIM深化设计及预制组合技术研究及相应模块的开发张晓洋张晓洋硕士研究生力学分析技术研究及相应模块的开发张雪峰张雪峰高级工程师辅助课题的实施、开展成果的社会宣传林佳瑞林佳瑞博士研究生BIM理

6、论研究、系统架构设计、数据库设计及IFC接口研究杨杨 硕硕工程师应用方预制加工厂负责人陈文斌陈文斌助理工程师应用方深化设计负责人杨杨 军军助理工程师协助系统开发设计，配合数据库的采集与整理n 工程位于北京市大兴区，总建筑面积 508,486 平方米，地面三层（局部四层），地下三层。n 建设方：北京英特宜家置业有限公司（IICG）n 机电施工方：中建三局一公司n 本建筑为国际化标准的多功能大型区域性购物中心，其设计很好的体现了节能、环保、安全的现代思想，新技术、新材料、新理念也得到广泛应用。点击观看动画点击观看动画 近年来，国内外建筑行业的工业化程度逐步提高。特别是在机电工程中，以日本和美国为首

7、的工厂化预制加工、现场拼装组合的施工方式，获得了极大的进步，保证施工质量的同时，也大大提高了施工效率和安全性。然而，目前建筑工厂化的信息化应用程度较低，特别是针对工作流和信息流的集成管理，以及多参与方的信息共享问题，已经逐步成为制约建筑工厂化进程的瓶颈问题。因此，如何通过引进最新的信息化技术，改变原有的建筑工厂化生产管理模式，实现高质高效的施工管理，意义重大。课题背景正在组装的水泵预制单元现场堆放的水泵预制单元水泵预制单元的加工生产课题背景 BIM技术能有效地解决上述问题，为建筑工厂化提供新的解决方案和技术途径。 BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对

8、工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。(美国国家标准技术研究院) 中建三局第一建设工程有限责任公司与清华大学联合开发BIM-FC平台，将BIM技术与建筑工厂化相结合，服务于本工程机电管线场外预制加工及现场装配组合。建筑师土木工程师结构工程师M E P 工程师规划师承包商建造商业主-BuildingInformationModelingAutodesk课题意义本课题通过对建筑工厂化和BIM技术、物联网等技术的深入研究和技术集成，研发的具有自主知识产权的“基于BIM的建筑工厂化管理系统”（BIM-FC），具有如下意义： 改变传统的手动建模方式，实现基于BIM的支架与管道模型的快速设计与建模 将深

9、化设计、预制加工、材料管理、物流运输、现场施工等各个工作流环节有效链接，以BIM平台为核心，实现多参与方协同合作，提高项目管理工作效率 BIM-FC系统将工厂化流程与BIM信息管理集成，实现机电设备工程预制加工和装配组合的综合信息化管理。清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 本系统共有三种终端：传统PC终端浏览器端智能手机端 为使不同终端拥有一致的数据访问接口，本系统采用OData数据协议（Open Data Protocol）以提供从各种应用程序、服务和存储库中访问信息的功能

10、服务器端服务器端客户端客户端清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua UniversityHtml5+Javascript Html5+Javascript 最前沿的网页开发技术最前沿的网页开发技术WPFWPF微软新一代图形显示系统微软新一代图形显示系统清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University两种架构的功能模块两种架构的功能模块共同集成于管理系统共同集成于管理系统中实现预定功能中实现预定功能

11、清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University利用生产厂家的构件族库，基于BIM技术和管线综合深化设计图绘制专业管线及支架装配图，并在装配图中进行预制组合分段及编号工作，同时生成相应材料清单，为后续施工运维打下坚实的基础基于BIM的管线及支架深化设计技术根据BIM平台所提供的信息生成编码数据库，为场外预制加工、现场装配组合以及后期物业维护提供技术信息服务，以二维码和RFID两种方式标识、保存并在后期通过移动平台设备进行信息的提取及维护基于移动平台的构件标识与识别针对多参与方之间在业务流程

12、管理方面产生的海量信息，将所涉及的资料、任务及相应的问题相互关联，基于BIM模型的动态关联技术，实现高效的信息检索、查询及综合管理海量业务管理信息的动态关联技术清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 在充分理解消化相关文献资料信息的基础上，通过对Autodesk以往成功案例进行剖析、学习，并结合北京英特宜家项目工程特点、难点，我们制定了详细的项目BIM实施规划和建模细则。原则： 1）交付成果的一致原则 2）实施过程的同步原则 3）工作职责的一致原则 4）可持续更新原则。清清 华华

13、 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn 自动建模：对管道、支架等实现基于构件族库的快速设计与建模n 手动建模：对特殊部位如制冷机房等进行手动辅助建模二者结合共同形成BIM模型清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University清清 华华

14、 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University模型效果现场图片清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University查看机房动画查看机房动画查查看看管管廊廊动动画画清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn BIM模型信息提取与管夹拼装根据管线空间布局，从支架构件族库中，选取横单和竖杆进

15、行拼装，实现支架的快速设计，并作为BIM模型基础，传递给后续应用清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn 料表的自动生成根据构件的BIM模型和支架拼装方案，提取并汇总各构件的型号、规格、尺寸、重量等信息，生成料表场外库房管理员根据料表采购原材料，同时预制加工厂根据料表进行构件加工；现场仓库管理员根据料表采购标准件清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn 深化图的自动

16、生成通过系统平台导出深化设计图，后期专业厂家经审核通过后用来辅助现场施工清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn BIM模型的自动生成生成BIM模型包含系统类型及生产厂家等信息清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn 理论公式受力分析根据不同的荷载类型采用相应的公式计算最大挠度来进行管道、支架等受力分析，从而辅助拼装设计，使其更加合理可靠清清 华华 大大 学学 土土

17、 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua Universityn 有限元力学分析导出ANSYS所需的结构模型根据导出的结构模型及荷载信息，在ANSYS中进行有限元力学分析，完善拼装组合设计，使其更加合理完备！将导出的荷载信息附加于结构模型中并简化清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 该平台可实现多参与方之间的信息交互与共享，其业务管理总体流程如下图。其核心流程主要包含四步：设计-生产加工-运输-现场安装设计设计生产

18、加工生产加工运输运输现场安装现场安装清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 管理用户上传的资料；实现资料在各个角色之间共享；在后台将资料与BIM模型关联，这样其它平台也能查看浏览器端上传的资料。u 资料共享清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 管理不同角色的任务；实现各角色之间协同工作；任务与文档资料相关联，进而可以关联于BIM模型中，以便在其它平台查看任务信息。

19、u 任务管理清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 提供一个各角色相互交流的平台；用户可以对图纸、料表等文档资料中有问题的地方进行反馈；问题与资料相关联，进而可以关联于BIM模型中。u 问题反馈清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 有了前面关联的信息，用户可以在其它BIM软件中查看从浏览器端所关联的信息，进而让用户从宏观上把握项目的整体情况。u 与BIM模型关联清

20、清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 利用该系统可实现多参与方之间的协同工作，协同过程产生的信息还可集成到BIM模型中！ 设计部上传文件，该信息会立即反应给专业厂家，实现信息及时传递清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University前期根据深化设计部门所提供的信息自动生成二维码清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engin

21、eering,Tsinghua University生成二维码标志牌，贴在相应的构件上当构件出入库时，用手机扫描二维码，即可快速的将构件出入库信息录入至系统安装构件时通过扫描二维码，可以获取构件基本信息，联网情况下还可获取安装指导等详细信息后期二维码在物流管理中的应用构件安装完毕后，通过扫描构件上的二维码，可以获取构件的安装位置等其它信息，以协助管理人员进行管理B/S架构下基于架构下基于BIM的业务流程管理的业务流程管理 采用便捷灵活的B/S架构进行多参与方之间的业务流程管理，实现资料、任务、问题等相关信息与BIM模型的动态关联及各部门之间的信息共享与交互 采用自动与手动相结合的BIM建模方式

22、，在手动建模的基础上，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，并可自动导出料表及深化图纸，以及结合手动验算和有限元分析软件两种方式进行力学分析模块化模块化BIM模型的自动生成模型的自动生成基于基于BIM和物联网的建筑工厂化构件管理和物联网的建筑工厂化构件管理 将二维码和RFID技术应用于机电工程预制组合技术当中，基于BIM数据库生成标签信息并打印，再通过扫描标签快速识别和提取构件的关键信息，该信息通过无线网络连接BIM数据库，可获得详尽的构件和支架信息，用于追踪生产、物流、施工及运维管理研发通用性强的研发通用性强的BIM-FC系统平台系统平台 研发一个具有自主知识产权的基于

23、BIM的建筑工厂化管理系统（BIM-FC），能保证多用户使用下的流畅性与稳定性，并且针对不同的项目具有通用性，产生巨大的经济效益清清 华华 大大 学学 土土 木木 工工 程程 系系Department of Civil Engineering,Tsinghua University 本项目应用BIM技术，通过开发具有自主知识产权的建筑工厂化管理系统（BIM-FC），为项目多参与方提供协同工作平台，辅助深化设计、预制构件的信息管理、编码、加工以及现场装配组合。整套技术和系统的实际应用表明，能有效提高机电工程工厂化施工的效率和质量，保障施工安全，产生巨大的经济效益后续研究中将进一步完善系统，推广系统的应用，结合BIM深化技术与物联网技术，为其他工程项目的机电管线场外预制加工及现场装配、组合更好的服务