基于3d图形信息平台的钢筋工程全过程管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种基于3D图形信息平台的钢筋工程全过程管理系统及方法。包含钢筋的优化设计、加工、运输、堆放管理及现场施工的全过程。涉及一种钢筋加工、钢筋运输、现场钢筋管理、钢筋施工领域。具体为一种利用三维图形信息、工程数据库开发软件进行建筑钢筋数控加工技术、钢筋物流管理、钢筋现场管理技术、钢筋混凝土结构施工及质量检查技术领域。
【背景技术】
[0002]常规WM软件及3D建模软件对符合国内混凝土规范要求的钢筋建模能力较弱，完成钢筋三维建模往往非常耗时。由于钢筋量巨大影响钢筋在软件的三维显示。
[0003]钢筋混凝土工程中，钢筋是整个结构的骨架。钢筋分项工程是整个建筑施工过程的关键部分。现有钢筋的设计、加工及现场施工过程相对独立，配筋部分由设计院负责，钢筋材料购买一般由施工单位负责、翻样加工及现场钢筋安装由施工队负责。由于参与部门较多，对钢筋的管理过程存在大量的信息断层，无法完成对钢筋进行精细化管理。
[0004]常规设计院对钢筋混凝土结构进行设计给出的二维深化图纸，无法清晰的描述钢筋三维具体形态，会出现局部钢筋过密无法施工或梁柱、梁梁节点钢筋过密的状况。后期施工过程中需要大量人力后期在现场进行调整，影响了施工效率。
[0005]常规施工单位对设计院提供的钢筋深化图纸，进行钢筋翻样整理出钢筋配料单，并进行钢筋算量，最后进行钢筋采购。钢筋放样质量受结构设计质量及翻样人员水平影响，审核配料单工作复杂且技术要求较高。
[0006]常规钢筋加工由工地钢筋工负责，钢筋除锈、调直、切断机、连接处理大部分都是利用现场机械就地完成。钢筋的取用合理性及现场机械运行情况对钢筋充分利用造成巨大影响，造成一定程度浪费。
[0007]常规钢筋架立绑扎过程，质量主要取决钢筋工人的施工水平，质量检查成为施工中重要环节。检查人员需对钢筋分项工程充分了解，包括受力钢筋的品种、级别、规格和数量，钢筋位置间距及骨架变形等因素进行检查。现场检查主要依赖施工企业的管理制度和检查人员的责任心。受人为因素影响严重。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于解决上述技术问题，为钢筋混凝土结构钢筋工程提供一套基于三维图形信息平台的解决方案。通过一套系统解决钢筋混凝土结构中钢筋生产、加工、运输、堆放管理及现场施工全过程管理的问题。基于3D图形信息平台的钢筋工程全过程管理系统由钢筋三维设计优化模块、钢筋数控加工模块、钢筋ERP管理模块和钢筋现场施工模块四个模块组成。
[0009]钢筋三维设计优化模块用于对钢筋混凝土结构配筋进行优化、钢筋数量统计及钢筋翻样下料，包括钢筋三维钢筋管理、钢筋数量统计、钢筋下料单管理三个分模块。其中钢筋三维钢筋管理分模块进行三维钢筋快速建模、钢筋碰撞检查、钢筋续接方式调整及钢筋批量修改；钢筋数量统计分模块则是基于三维钢筋模型进行钢筋数量计算；钢筋下料单管理分模块将对设计钢筋三维信息模型进行钢筋下料单的导出、优化及管理。
[0010]钢筋数控加工模块用于实现对钢筋下料数据进行优化、生成数控文件、进行钢筋条码加工的功能。包括钢筋下料优化分析系统、钢筋数控文件转化系统、钢筋数控加工模拟系统及钢筋条码管理信息系统。钢筋下料优化分析系统用于对数控钢筋下料单进行优化，使其满足钢筋数控加工的要求；钢筋数控文件转化系统用于将钢筋三维几何信息转化成钢筋的数控加工信息格式，数控机床可以通过读取该格式得以进行数控加工；钢筋施工加工模拟系统用于对钢筋加工过程中，各加工工序中钢筋的状态进行模拟。把握钢筋实际的加工状态；钢筋条码管理信息系统用于对加工后钢筋成品、半成品进行生成条码、印刷条码标识。对成品钢筋进行搬运装卸，将待配送钢筋进行物流编码。
[0011]钢筋ERP管理模块用于编制工程钢筋生产计划、采购计划、仓储管理及运输计划，达到合理配置资源最优化钢筋加工生产的目的。包括钢筋加工管理系统、钢筋采购系统、钢筋库存管理系统和钢筋运输派送系统。钢筋加工管理系统用于配合钢筋现场施工计划进行钢筋生产加工的计划与控制。钢筋加工管理系统又分为钢筋主生产计划、钢筋物料需求计划、钢筋能力需求计划及钢筋车间管理四个模块。钢筋主生产计划模块用于根据接到钢筋工程生产订单，进行钢筋生产加工的计划安排；钢筋物料需求计划模块用于根据钢筋加工工艺及钢筋主生产计划，进行钢筋半成品、成品需求计划和时间进度安排；钢筋能力需求计划用于根据物料计划要求，在生产设备和人员一定的情况下，安排不同时段钢筋生产能力计划。钢筋车间管理模块用于实时控制车间加工系统，按钢筋物料需求计划的要求，按时、按质、按量的完成钢筋加工任务。钢筋库存管理系统用于管理钢筋工厂钢筋原材的入库、半成品、成品钢筋存储及钢筋成品出库。钢筋运输派送系统用于管理钢筋产品分类配载、安排配送车辆、选择配送路线及规划协调运输能力。
[0012]钢筋现场施工模块用于钢筋工地现场堆放管理、绑扎施工管理及施工质量检查。钢筋现场施工模块还包含一个现场施工模块移动客户端，包括钢筋现场存放系统、钢筋绑扎架立系统和钢筋质量检查系统。钢筋现场存放系统主要用于管理钢筋材料在现场存放及取用。通过现场施工移动客户端对钢筋条码及料牌进行定期盘点。钢筋绑扎架立系统用于通过钢筋三维信息模型及既定工序，利用编码的钢筋辅助进行钢筋绑扎架立。钢筋质量检查系统用于比对现场钢筋施工现场与钢筋三维信息模型差异，检查施工质量。
[0013]本发明的基于3D图形信息平台的钢筋工程全过程管理系统模块间信息传递过程如下:钢筋三维设计模块进行三维钢筋建模，并按施工要求进行批量修改，最后将三维钢筋模型传递到钢筋现场施工模块；钢筋三维设计模块中钢筋信息与钢筋下料单对应匹配，通过钢筋下料单将加工信息传递给钢筋数控加工模块；钢筋数控加工模块对钢筋下料单以定长钢筋进行优化，将优化分析的结果传递给钢筋ERP管理模块；钢筋ERP管理模块进行物料生产计划、能力计划及采购计划，将钢筋物料编码写入钢筋数控文件，最后将钢筋数控文件及生产计划返回钢筋数控加工模块，将采购材料信息通过编码匹配传递给钢筋现场施工模块中的三维模型；钢筋数控加工模块将钢筋数控文件及生产计划导入数控机床进行加工，并对成品进行物料编码及物流编码的印刷；工地现场钢筋加工件信息通过条码识别器读入到钢筋现场管理客户端，再传递回钢筋ERP管理模块和钢筋现场施工模块；钢筋现场施工模块通过现场钢筋加工成品及三维钢筋模型进行钢筋现场架立安装及施工后安全检查。
[0014]本发明的基于3D图形信息平台的钢筋工程全过程管理方法包括如下步骤:
[0015]步骤一
[0016]根据钢筋混凝土结构结构分析计算结果，对钢筋计算书、钢筋计算的CAD图纸或B頂模型进行钢筋二次建模，通过本发明开发的三维图形信息平台快速建模工具完成带工程信息的钢筋三维信息模型。
[0017]步骤二
[0018]根据施工要求调整三维钢筋模型进行钢筋连接方式及锚固长度，完成符合钢筋翻样规则的钢筋三维信息模型，并利用数据库后台对钢筋模型进行统计计算导出施工所需的钢筋下料单。
[0019]步骤三
[0020]根据钢筋下料清单，利用三维图形信息平台的钢筋数控加工模块对定长钢筋进行加工的最优化分析，根据优化结果导出优化后的钢筋数控加工文件。对加工中各位置钢筋进行编码，与三维信息模型中的钢筋模型一一对应。
[0021]步骤四
[0022]根据钢筋加工优化结果及实际施工进度，利用三维图形信息平台的钢筋ERP管理模块进行钢筋统计编制钢筋物料需求计划、钢筋能力需求计划及钢筋采购计划。
[0023]步骤五
[0024]根据钢筋生产计划，将优化后的钢筋加工数控文件自动导入数控机床，进行钢筋的分断、折弯、校直、弯箍等操作。对加工后钢筋进行生成条码、印刷条码标识。