本发明属于工程技术领域，设计工程结构制造，尤其涉及一种工程模块化制造系统及其制造方法。
背景技术：
工程结构（engineering structure）在房屋、桥梁、铁路、公路、水工、海工、港口、地下等工程的建筑物、构筑物和设施中，以建筑材料制成的各种称重构件相互连接成一定形式的组合体。除满足工程所要求的功能和性能外，还必须在使用期内安全、适用、耐久地承受外加的或内部形成的各种作用。
同时国家一直提倡BIM标准，建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。从BIM设计过程的资源、行为、交付三个基本维度，给出设计企业的实施标准的具体方法和实践内容。BIM（建筑信息模型）不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
现有的工程结构施工基本都是采用现场施工的方法，采用设计好的零部件运到现场后工人根据设计图纸将零部件分别定位后固定，但是中当中由于很多零部件是非标设计的奇形怪状，而且零件之间的相对位置很难控制，所以在施工的时候带来很多的难度，使得工期得不到保证工作效率也很低，同时工人施工的时候也很容易出现误差，使得与设计存在很大的误差，造成工程达不到预想的性能和效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有工程空间结构施工的不足，提供一种结构合理、效率高、误差小、工程量小施工难度低的工程模块化制造系统及其方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种工程模块化制造系统，包括测绘模块、设计仿真模块、零件库、制造模块、物联网和控制模块，控制模块分别与设计仿真模块、测绘模块、零件库和制造模块连接；
测绘模块，用于测绘工地地形或各类实际环境、建筑的空间结构；
设计仿真模块，用于在测绘模块得到的各类空间结构基础上设计工程设计图,根据工程设计图,仿真出准确的三维工程结构和相应的工程施工工艺方案；
控制模块，用于控制和协调各模块有序进行；
零件库，用于存储工程所需的零部件数据和零部件；
制造模块，用于根据所需工程空间结构调取零部件数据库的数据然后将相应的零部件组装固定形成工程所需的工程空间结构模块；
物联网，为控制模块提供识别零部件的尺寸特征和安装特征的标志。
进一步的，所述的制造模块当中还有检测模块，检测模块利用扫描检测或物联网标志的形式对照设定的工程模型在组装的时候连续的扫描或识别然后调整组装的位置。
更进一步的，所述的制造模块包括定位机构和固定焊接机械手，定位机构将零件定位在工程的指定空间位置上，固定焊接机械手将零件相互之间固定。
更进一步的，所述的零件库包括零部件数据库、标准零部件和非标零部件，零部件数据库记录有标准零部件和非标零部件的尺寸、空间结构和形状的数据。
更进一步的，所述的定位机构为多轴机构，定位机构上设有调整感应器。
所述的定位机构为多组，定位机构能够在X、Y和Z轴形成的空间自由移动，同时还配备旋转盘，定位机构上还设有与定位夹，定位夹与零部件上设定的夹紧结构配合使用。
一种工程模块化制造方法，具体步骤如下：
a、工地测绘：工程现场进行激光扫描测绘，获得工程现场的三维实体模型；
b、工程设计：根据现场三维实体模型和普通工程设计图设计将要施工的三维工程结构成为工程仿真施工模型，并且根据仿真施工出相应的施工工艺步骤；
c、准备零件：根据仿真施工模型加工或者购买所需的零部件，再将零件放入仓库备用，并制作与零件一致的数学模型,录入到数据库中；
d、分隔模块：将仿真施工模型根据施工工艺进行模块化分隔，得到模块分隔图；
f、组装模块：制造模块根据分隔的模型的空间结构，匹配数据库中的数学模型，然后从仓库中调取正确的零件进行组装固定，获得工程分隔模块备用。在组装的时候还可以分为标准零部件的制造组装，此类的制造组装为常规形状结构的制造组装；还包括3D结构模块制造组装，此类的空间结构为工程是根据需要特殊设计，空间结构较为复杂，因此制造和组装都比较困难；
e、工程组装：将工程分隔模块运到工地，按照设计图的分隔模块的安装顺序依次安装固定得到完整的工程。
更进一步的，步骤b所述的通过仿真模型根据要达到的性能和效果不断的改进工程结构，使得最后的设计图为最优的结构。
更进一步的，步骤c所述的零部件入库前都根据固定的要求设置辅助固定的夹紧结构，同时给零部件贴上识别标签。标签识别技术实现了将整个系统的连接在一起形成一个物联网，物联网能够更有效的提高整个系统的工作效率，也就是说系统能够准确的寻找到所需的零部件。
更进一步的，所述的识别标签为无线射频标签。
更进一步的，步骤c所述的数学模型包括同类型标准零件的标准化数据模型和非标准的独立数学模型。所述的标准分类将同类的零部件划分到一大类进行管理，同时零部件的标准时将零部件的尺寸、结构和空间位置进行标准同时做出数学模型。
更进一步的，步骤f中还包括组装的过程中通过扫描检测模块不间断的对定位的零件相互之间的空间位置进行扫描，然后对比仿真模型，然后调整与仿真模型空间位置不一致的零件的空间位置和状态，当零件的位置与仿真模型一致后进行固定。实现实时的检测零部件的空间位置是否正确和是否存在空间变形。
设计过程：
通过仿真设计不断的改进得到最优的设计方案，根据得到的设计方空间结构图根据施工的难易程度将空间结构分隔成若干的空间结构模块，然后在立体空间造型车间进行模块结构造型，将较为复杂的空间结构在立体空间造型车间完成，然后将模块化后的空间结构运输到工地按安装顺序完成安装就可得到完整的工程空间结构。
本发明的有益效果：
本发明通过分隔模块制造的方法，从而减少了施工现场空间结构的安装时间，有效的降低了工人施工难度，也降低施工人工的工作量，有效减少工人在施工时人为的安装误差和质量缺陷，有效的保证工程的性能，大大的缩减整个工程的工期并提高工作效率。本发明的施工方法更加符合国家建筑工程产业化标准，施工更加科学合理，更适合在空间结构制造领域推广。
附图说明
附图1是实施例的工程模块化制造系统模块连接示意图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的具体实施方式进一步的详细描述。
实施例1：
如图1所示，一种工程模块化制造系统，包括测绘模块、设计仿真模块、零件库、制造模块、物联网和控制模块，控制模块分别与设计仿真模块、测绘模块、零件库和制造模块连接；
测绘模块，用于测绘工地地形或各类实际环境、建筑的空间结构；
设计仿真模块，用于在测绘模块得到的各类空间结构基础上设计工程设计图,根据工程设计图,仿真出准确的三维工程结构和相应的工程施工工艺方案；
控制模块，用于控制和协调各模块有序进行；
零件库，用于存储工程所需的零部件数据和零部件；
制造模块，用于根据所需工程空间结构调取零部件数据库的数据然后将相应的零部件组装固定形成工程所需的工程空间结构模块。
进一步的，所述的制造模块当中还有检测模块，检测模块利用扫描检测或物联网标志的形式对照设定的工程模型在组装的时候连续的扫描或识别然后调整组装的位置。
更进一步的，所述的制造模块包括定位机械手和固定焊接机械手，定位机械手将零件定位在工程的指定空间位置上，固定焊接机械手将零件相互之间固定。
更进一步的，所述的零件库包括零部件数据库、标准零部件和非标零部件，零部件数据库记录有标准零部件和非标零部件的尺寸、空间结构和形状的数据。
更进一步的，所述的定位机械手为六轴机械手，定位机械手上设有调整感应器。
所述的定位机械手为多组，定位机械手能够在X、Y和Z轴形成的空间自由移动，同时还配备旋转盘，定位机械手上还设有与定位夹，定位夹与零部件上设定的夹紧结构配合使用。
一种工程模块化制造方法，具体步骤如下：
a、工地测绘：工程现场进行激光扫描测绘，获得工程现场的三维实体模型；
b、工程设计：根据现场三维实体模型和普通工程设计图设计将要施工的三维工程结构成为工程仿真施工模型，并且根据仿真施工出相应的施工工艺步骤；
c、准备零件：根据仿真施工模型加工或者购买所需的零部件，再将零件放入仓库备用，并制作与零件一致的数学模型,录入到数据库中；
d、分隔模块：将仿真施工模型根据施工工艺进行模块化分隔，得到模块分隔图；
f、组装模块：制造模块根据分隔的模型的空间结构，匹配数据库中的数学模型，然后从仓库中调取正确的零件进行组装固定，获得工程分隔模块备用。在组装的时候还可以分为标准零部件的制造组装，此类的制造组装为常规形状结构的制造组装；还包括3D结构模块制造组装，此类的空间结构为工程是根据需要特殊设计，空间结构较为复杂，因此制造和组装都比较困难；
e、工程组装：将工程分隔模块运到工地，按照设计图的分隔模块的安装顺序依次安装固定得到完整的工程。
更进一步的，步骤b所述的通过仿真模型根据要达到的性能和效果不断的改进工程结构，使得最后的设计图为最优的结构。
更进一步的，步骤c所述的零部件入库前都根据固定的要求设置辅助固定的夹紧结构，同时给零部件贴上识别标签。标签识别技术实现了将整个系统的连接在一起形成一个物联网，物联网能够更有效的提高整个系统的工作效率，也就是说系统能够准确的寻找到所需的零部件。
更进一步的，所述的识别标签为无线射频标签。
更进一步的，步骤c所述的数学模型包括同类型标准零件的标准化数据模型和非标准的独立数学模型。所述的标准分类将同类的零部件划分到一大类进行管理，同时零部件的标准时将零部件的尺寸、结构和空间位置进行标准同时做出数学模型。
更进一步的，步骤f中还包括组装的过程中通过扫描检测模块不间断的对定位的零件相互之间的空间位置进行扫描，然后对比仿真模型，然后调整与仿真模型空间位置不一致的零件的空间位置和状态，当零件的位置与仿真模型一致后进行固定。实现实时的检测零部件的空间位置是否正确和是否存在空间变形。
设计过程：
通过仿真设计不断的改进得到最优的设计方案，根据得到的设计方空间结构图根据施工的难易程度将空间结构分隔成若干的空间结构模块，然后在立体空间造型车间进行模块结构造型，将较为复杂的空间结构在立体空间造型车间完成，然后将模块化后的空间结构运输到工地按安装顺序完成安装就可得到完整的工程空间结构。
本发明的有益效果：
本发明通过分隔模块制造的方法，从而减少了施工现场空间结构的安装时间，有效的降低了工人施工难度，也降低施工人工的工作量，有效减少工人在施工时人为的安装误差和质量缺陷，有效的保证工程的性能，大大的缩减整个工程的工期并提高工作效率。本发明的施工方法更加符合国家建筑工程产业化标准，施工更加科学合理，更适合在空间结构制造领域推广。
以上所述的实施例，只是本发明的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。