隨著建筑業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，建筑信息模型（BIM）的相關(guān)研究和應(yīng)用也取得了突破性進(jìn)展。BIM是一種革命性的技術(shù)，它能夠在建筑全生命周期中利用協(xié)調(diào)一致的信息，對(duì)建筑物進(jìn)行分析、模擬、可視化、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等工作，從而幫助用戶提高效率、降低成本，并減少對(duì)環(huán)境的影響。住宅產(chǎn)業(yè)化在國內(nèi)也是一個(gè)新興的、并被國家大力推廣的課題。住宅產(chǎn)業(yè)化采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式促進(jìn)住宅生產(chǎn)現(xiàn)代化，旨在提升住宅建筑的生產(chǎn)手段，提高住宅建筑的品質(zhì)，降低建造過程的成本，節(jié)省能源并減少排放。我們可以發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)與住宅產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)在很多方面是相同的，BIM技術(shù)的特點(diǎn)以及如何在住宅產(chǎn)業(yè)化的過程中應(yīng)用好BIM技術(shù)，是本文討論的主要內(nèi)容。
BIM在上海城建預(yù)制裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用實(shí)踐BIM在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用可以貫穿預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件物流運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)施工以及物業(yè)管理等建筑的全生命周期（圖1）?？紤]到技術(shù)以及實(shí)施難度等因素，上海城建首先將BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)以及PC住宅建造相關(guān)的生產(chǎn)過程管理應(yīng)用。
BIM在PC住宅設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在設(shè)計(jì)階段，可以利用BIM進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及設(shè)備設(shè)計(jì)，同時(shí)利用BIM模型可以進(jìn)行建筑物的性能分析，如：日照性能分析，采光性能分析，能耗性能分析，結(jié)構(gòu)性能分析等。深化設(shè)計(jì)階段是產(chǎn)業(yè)化住宅生產(chǎn)中的非常重要的環(huán)節(jié)，由于預(yù)制件是在工廠生產(chǎn)然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，預(yù)制件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的精確度就決定了現(xiàn)場(chǎng)安裝的準(zhǔn)確度，所以要進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的“深化”工作，其目的是為了保證每個(gè)構(gòu)件到現(xiàn)場(chǎng)都能準(zhǔn)確的安裝，不發(fā)生錯(cuò)漏碰缺。但是，一棟普通PC住宅的預(yù)制構(gòu)件往往有數(shù)千個(gè)，要保證每個(gè)預(yù)制構(gòu)件到現(xiàn)場(chǎng)拼裝不發(fā)生問題，靠人工進(jìn)行校對(duì)和篩查顯然是不可能的，但BIM可以很好的擔(dān)負(fù)這個(gè)責(zé)任，利用BIM模型(圖2)，我們可以把可能發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)的沖突與碰撞在BIM模型中進(jìn)行事先消除，深化設(shè)計(jì)人員在用BIM軟件對(duì)建筑模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，這種檢測(cè)不僅可以發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間是否存在干涉和碰撞，還可以檢測(cè)構(gòu)件的預(yù)埋鋼筋之間是否沖突和碰撞，根據(jù)碰撞檢測(cè)的結(jié)果，可以調(diào)整和修改構(gòu)件的設(shè)計(jì)并完成深化設(shè)計(jì)圖紙。（見圖2）
基于BIM技術(shù)貫穿PC深化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建造環(huán)節(jié)的管理系統(tǒng)的建立除了在設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)手段解決傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)不擅長解決或者不能解決的問題以外，將BIM應(yīng)用于工程建設(shè)管理也是BIM應(yīng)用的重點(diǎn)，通過構(gòu)建基于BIM的多方參與的工程建設(shè)管理集成平臺(tái)，使參與項(xiàng)目的不同組織（如業(yè)主、設(shè)計(jì)、制造、施工等）能夠同時(shí)加入到工程項(xiàng)目管理中來，通過BIM進(jìn)行信息的溝通；相信在不久的將來，利用BIM進(jìn)行項(xiàng)目管理將開創(chuàng)工程項(xiàng)目管理革新的新紀(jì)元。上海城建目前完成了基于BIM技術(shù)貫穿PC深化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和建造環(huán)節(jié)的管理平臺(tái)的建設(shè)工作,通過這個(gè)信息管理系統(tǒng)平臺(tái)，動(dòng)態(tài)掌控PC住宅構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)進(jìn)度，倉儲(chǔ)、物流情況以及現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。該管理平臺(tái)（圖3）集成了一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫和四大子系統(tǒng)：即PC工程的BIM模型中心數(shù)據(jù)庫以及深化設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)施工管理子系統(tǒng)、工程遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)。(見圖3）
PC工程的BIM模型中心數(shù)據(jù)庫用于存放具體PC工程的全生命周期BIM模型數(shù)據(jù)；深化設(shè)計(jì)子系統(tǒng)將構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)庫中；PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)(圖4)從中心數(shù)據(jù)庫讀取構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)以及用于構(gòu)件生產(chǎn)的基礎(chǔ)信息，同時(shí)，將每個(gè)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程信息、質(zhì)量檢測(cè)信息返回記錄中心數(shù)據(jù)庫中；現(xiàn)場(chǎng)施工管理子系統(tǒng)(圖5)通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，可以了解本工程構(gòu)件的生產(chǎn)進(jìn)度情況以及每個(gè)構(gòu)件的具體信息（重量、安裝位置等），同時(shí)，將構(gòu)件的安裝情況返回記錄在中心數(shù)據(jù)庫中；工程遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)(圖6)通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)顯示PC工程的建設(shè)進(jìn)度?？紤]到工程管理的需要，我們?cè)诿總€(gè)預(yù)制構(gòu)件中都安裝了RFID芯片，并為每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行唯一編號(hào)，同時(shí)將芯片的信息寫入BIM模型，通過手持讀寫設(shè)備實(shí)現(xiàn)了PC住宅工程在構(gòu)件制造、現(xiàn)場(chǎng)施工階段的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸問題。通過基于BIM技術(shù)的貫穿PC深化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建造環(huán)節(jié)管理系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建，PC住宅產(chǎn)業(yè)化工程項(xiàng)目可以通過BIM平臺(tái)充分共享建造過程中的數(shù)據(jù)，工程項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)進(jìn)展情況也可以通過BIM模型進(jìn)行遠(yuǎn)程的查詢，并以三維的形式進(jìn)行展示，在很大程度上提高了工程管理的效率。（見圖4）
BIM技術(shù)在PC住宅產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)用的進(jìn)一步拓展BIM技術(shù)在PC住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用前景十分廣闊，根據(jù)進(jìn)一步的應(yīng)用需求，BIM技術(shù)在PC住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用還可以在以下方面進(jìn)行拓展和研究。
4D/5D仿真模擬BIM模型代表的是一座虛擬的建筑，通過這個(gè)虛擬建筑，可以把工程現(xiàn)場(chǎng)要解決的問題搬到實(shí)驗(yàn)室，在計(jì)算機(jī)里面進(jìn)行模擬和分析。4D是指在BIM的3D模型的基礎(chǔ)上增加時(shí)間的維度，通過對(duì)建筑物不同建造工序方案的仿真模擬，可以對(duì)施工工序的可操作性進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)可以分析和比較不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從而尋找到最佳圖4PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)方案。5D是指在4D模型的基礎(chǔ)上增加成本的維度，通過BIM5D模型可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的預(yù)算和項(xiàng)目成本的可視化，通過對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行5D仿真模擬，可以動(dòng)態(tài)的比較多個(gè)可能方案之間的成本差別，通過分析和優(yōu)化，選擇成本最優(yōu)的方案進(jìn)行實(shí)施。
數(shù)字化制造
由于PC住宅采用工業(yè)化的方式進(jìn)行生產(chǎn)，所以整個(gè)生產(chǎn)過程可以充分利用BIM模型實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化的制造。可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的有：
1）模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化，BIM模型可以提供預(yù)制構(gòu)件模具設(shè)計(jì)所需要的三維幾何數(shù)據(jù)以及相關(guān)輔助數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，如果結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還能實(shí)現(xiàn)拼模的自動(dòng)化。
2)鋼筋加工自動(dòng)化，利用BIM模型中的鋼筋數(shù)據(jù)模型輸出鋼筋加工數(shù)控機(jī)床的控制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鋼筋的自動(dòng)裁剪和彎折加工，并利用軟件實(shí)現(xiàn)鋼筋用料的最優(yōu)化。
3)構(gòu)件檢測(cè)自動(dòng)化，利用BIM模型中的尺寸數(shù)據(jù)并結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件成品檢測(cè)的自動(dòng)化。
4）施工現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)定位放樣，基于BIM模型的空間信息以及全自動(dòng)全站儀等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)基于BIM模型數(shù)據(jù)的施工現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)定位放樣。
