BIM給制造業(yè)帶來了什么？——BIM技術在鋼橋自動化制造中的應用
BIM技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具。按照BIM的正確打開方式，就是在開始動工前，業(yè)主作為發(fā)起人，召集設計方、施工方、材料供應商、監(jiān)理方等各單位一起，做出一個BIM模型，大家會根據這個模型進行實際建設，如果建設過程中進行了變更，再對模型進行修改，到最后項目建好，模型也隨之修改好。參建各方通過對參數模型的運用，整合各種相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中，進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。
由模型標準化向數據集成化轉變
作為一家有著126年歷史的中國最早的鋼橋制造企業(yè)，中鐵山橋在近幾年參建的虎門二橋、滬通長江大橋、重慶新白沙沱橋、官廳水庫橋、浙江舟岱大橋長白互通鋼箱梁、深中通道等項目中，不斷探索和實踐BIM技術在鋼橋自動化制造中的應用。
通過近10年的了解與實踐，對BIM技術有了更深刻的認識。BIM技術的應用，已經越來越成為工程建設過程中的必選項。
BIM技術的起源首先從手工設計制圖說起。之前是手工繪圖和計算，設計過程的計算量非常大，且效率低。設計行業(yè)引入計算機，最早是在90年代，當時是286時代。引入計算機后，極大地提高了效率。當時用286算一榀框架需要一天時間，后來隨著apple2的出現，大幅度提高了計算速度。發(fā)展到586時代，這個階段大概是從1985年～1995年。國內引入計算機，設計院比科研單位晚，當然進入制造行業(yè)更晚。制造企業(yè)大概是90年代末開始引入計算機，也嘗試了很多國內的CAD軟件，最后用auto CAD代替手工畫圖，并進行三維放樣及立體建模，也可以說是BIM技術應用的萌芽階段。
而現在，我們研究應用BIM技術不再局限于存儲結構尺寸信息，不再是傳統手工制圖到CAD的一種工具的改變，而是集成了信息化、互聯網及大數據云計算一體的第二次橋梁建造技術革命。如果把BIM技術在橋梁制造中的應用分為四個階段的話，我們目前正在實現由第三階段向第四階段的跨越，即由模型標準化向數據集成化轉變。
BIM技術應用是以建設方為主導，設計方為源頭，各參建方在共同的BIM信息平臺上完成各項工作，留存各類施工制造信息，最后交給運營方用于項目的運營維護。所以說，施工制造方是整個項目BIM技術應用中承上啟下的關鍵環(huán)節(jié)。
信息是死的，信息化是活的，信息只有傳遞起來才是有意義的，所以BIM技術的成功應用必須依托于一個好的應用系統。那么，眾多系統已經建立,為什么還是沒有提高制造過程中的效率呢？這期間最重要的是3D模型信息的不夠完善,達不到制造詳圖的標準。在這個背景下,我們開始了艱難的探索。而我們基于BIM技術的橋梁鋼結構智能制造，建立了一套協同智能制造的生態(tài)系統。滿足項目、企業(yè)和產業(yè)體驗需求和期望，筑就“品質工程”。我們建立了基于“互聯網+BIM技術應用的PLM云服務平臺(我們稱之為iBIM系統)” 。
這是真正的BIM技術落地過程。其中，前期使用TEKLA,REVIT建模,發(fā)現在曲線結構中表現不夠理想，信息化過程參數化不完善，所以我們又使用CATIA建模平臺，并在浙江舟岱大橋長白互通匝道橋3D建模過程中能夠得到良好的應用。
自主研發(fā)推動制造升級
首先，我們應用自主研發(fā)的參數化建模技術，快速地建立標準模塊化制造模型，完整承繼設計數據，專業(yè)協同審查，規(guī)范編碼，通過一物一碼，關聯各類制造信息，使管理像素縮小到零件級。應用BIM模型生成施工圖紙，導入PLM系統，自動抽取完整的電子數據，生成BOM清單，并關聯預設工藝庫，快速編制工藝規(guī)程。
然后，利用BIM模型進行制造工藝仿真模擬，通過三維可視化交底，指導實際操作，直觀有效，特別是結構復雜的項目更具指導意義。
應用自主研發(fā)的 iBIM 云服務管理平臺，協同ERP、PLM系統，讀取生產計劃和工藝數據，實現車間自動化排產。通過自動排版套料系統，可自動生成鋼板材料采購清單，并輸出數控加工代碼。將3D模型數據交付到車間數控生產設備，減少人工環(huán)節(jié)導致的錯誤漏失。完成零件信息從模型到加工設備的無縫對接，包括材質、厚度、尺寸信息。通過自動套料系統，實現模型與加工數字信息一體化。
利用自主開發(fā)的模型輕量化技術，可實現移動端查看模型和圖紙、工藝信息、檢驗規(guī)程等文件，及時準確指導作業(yè)。應用手持終端掃碼，報工報驗，采集生產數據，及時放映板件的進度，規(guī)范處理問題，質量檢查高效協同，質量記錄與模型同時關聯，完成對信息的追溯和管理。我們通過模型瀏覽輕量化、圖紙工藝無紙化、進度管理透明化、質量管理可追溯、安全管理流程化、物流管理可視化，以及豐富的移動端數據采集功能：如圖紙信息、技術通知、三維瀏覽、日志管理、安全管理、質量管理、進度管理等，最終將現場資料、工程資料檔案數據信息集成到BIM模型中并完成交付。
我們著手開發(fā)了焊縫地圖管理系統，實現焊縫施焊和檢驗信息的全面集成。應用 iWeld 智能焊接管理系統和新一代數字化焊機，可實現實時監(jiān)測焊接數據，控制焊接過程穩(wěn)定。通過iWeld 智能焊接管理系統與焊縫地圖管理系統對接，實現對焊縫的信息化管理，真正實現焊接過程的可監(jiān)控、可追溯、可查詢。
在BIM模型中建立涂裝信息，應用新研發(fā)的涂裝系統，可實現大型鋼箱梁橋涂裝作業(yè)的自動化。
應用ERP系統，實施倉儲管理，通過生產物資的掃碼入庫出庫管理，實時掌握材料采購動態(tài)。鋼板實施單件管理，實現庫存定位和追蹤。利用IBIM管理平臺追蹤零部件轉序過程，采用二維碼轉序技術，對產品發(fā)運清單，進行自動化核對，提高物流功效。
面臨挑戰(zhàn)
BIM技術給鋼橋建設模式帶來了革命性的變化，其優(yōu)勢是顯而易見的。但在國內的具體實施過程仍然存在巨大挑戰(zhàn)。如項目前期的BIM技術應用沒有規(guī)劃，建設各階段、各部門各自為戰(zhàn)，應用過程中設計模型達不到制造精度要求。由于各個項目要求不一，平臺選擇也不一樣，每個平臺數據格式不統一，造成使用IFC傳遞時數據信息丟失情況，給制造企業(yè)造成很大了困擾和挑戰(zhàn)。軟件企業(yè)對制造應用解決方案少，每種軟件都需要定制開發(fā)，加大了企業(yè)的負擔和難度，這個也是在制造過程中所遇到的最大的難題。希望以后各個平臺統一標準，開發(fā)更加實用的模塊解決。傳統習慣也是困擾的一大難題，解決這個難題也需要開發(fā)更貼近實際需要，做到簡便實用，在繼承的基礎上做開發(fā)，當然也需要傳統行業(yè)的觀念轉變。
那么，我們要如何應對這些挑戰(zhàn)呢？
BIM是工程項目物理和功能特性的數字化表達，是工程項目信息可以分享的知識資源，為其全生命期的各種決策構成可靠的基礎�；A是3D。核心價值是數字的信息快速處理和便于理解，最大特點是大數據和可視化，大數據需要大空間。
BIM對軟硬件依賴程度高，大回報需要大投入。
BIM應用是一項系統工程，通過協同平臺整合信息化管理是必經路徑，廣泛應用數字化、自動化、智能化設備可以更好地發(fā)揮作用，體現其價值，實現卓越績效。大計算需要大平臺。
BIM技術是一項技術變革，不能一蹴而就。需要統一規(guī)劃、統一標準，需要各方協同。大格局需要大智慧。
