本发明涉及装配式建筑技术领域,具体地说是一种基于bim的装配式建筑信息化管理系统及方法。
背景技术：
自2016年住建部提出“一体两翼”(“一体”指建筑体系的完善、成熟和可复制、可推广；“两翼”指以工程总承包(epc，engineeringprocurementconstruction)模式承建装配式建筑和基于bim技术的一体化设计)协同发展装配式建筑新思路以来，装配式建筑的发展已经开创了新局面，在建筑行业占比不断增大。
但是从设计、部品件生产、装配施工、装饰装修到质量验收的全产业链关键技术缺乏且系统集成度低，bim信息技术对设计、生产加工、施工装配、机电装修和运维等全产链的协同发展，还没有形成有效的平台支撑。
技术实现要素：
为克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于bim的装配式建筑信息化管理系统及方法，对装配式建筑整个生命周期进行管理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于bim的装配式建筑信息化管理系统，包括
户型产品化模块，用于创建参数化族库，所述参数化族库包括构件族、房间整装族、户型族；
si模块，用于建立土建装修一体化设计的模型；
构件拆分模块，利用revit软件和盈建科软件，将所述一体化设计的模型进行构件拆分，形成bim模型；
施工模拟模块，将所述bim模型配合施工顺序形成4d进度模型，利用4d进度模型对施工现场进行仿真模拟；
构件加工管理模块，将bim模型中的信息转化成构件的生产数据信息，通过加工构件的中央控制系统，对构件的生产过程进行管理；
构件运输管理模块，将生产的构件进行条码标识，通过扫描条码获取构件的位置信息，并上传至所述bim模型，进行构件的运输管理；
构件安装管理模块，扫描构件上的条码，核对构件信息，结合4d进度模型确定施工工序，并将实际的构件安装信息同步到bim模型中；
构件运维管理模块，通过扫描构件上的条码，运维方从bim模型中获取构件全生命周期的信息，对构件进行相应运维管理。
进一步地，所述系统还包括造价分析模块，所述造价分析模块通过bim5d平台，将构件全生命周期的造价信息加入到4d进度模型中，通过bim自动算量对构件造价信息进行管理。
进一步地，所述si模块包括
结构体单元，用于建立建筑结构体系的耐久性信息；
结构形式单元，用于建立建筑结构形式的空间格局信息；
填充单元，用于建立户内填充体部分应与结构体完全分离构造情况；
构件周期单元，对生命周期不同的构件进行协同设计；
施工工艺单元，用于管理构件的施工工艺；
维修单元，用于根据结构和部品的生命周期特点，制定住宅维修管理计划。
一种基于bim的装配式建筑信息化管理方法，包括以下步骤：
将户型产品化，根据构件信息、房间整装信息和户型信息，创建参数化族库；
根据住户对户型产品的选择，建立土建装修一体化设计的模型；
利用revit软件和盈建科软件，对所述一体化设计的模型进行构件拆分，形成bim模型；
将所述bim模型配合施工顺序形成4d进度模型，利用4d进度模型对施工现场进行仿真模拟；
将bim模型中的信息转化成构件的生产数据信息，通过加工构件的中央控制系统，对构件的生产过程进行管理；
将生产的构件进行条码标识，通过扫描条码获取构件的位置信息，并上传至所述bim模型，进行构件的运输管理；
扫描构件上的条码，核对构件信息，结合4d进度模型确定施工工序，并将实际的构件安装信息同步到bim模型中；
通过扫描构件上的条码，运维方从bim模型中获取构件属性信息，对构件进行追溯化管理。
进一步地，所述方法还包括步骤：
通过bim5d平台，将构件全生命周期的造价信息加入到4d进度模型中，通过bim自动算量对构件造价信息进行管理。
进一步地，根据住户对户型产品的选择，建立土建装修一体化设计的模型的具体过程为：
建立建筑结构体系的耐久性信息；
建立建筑结构形式的空间格局信息；
建立户内填充体部分应与结构体完全分离构造情况；
对生命周期不同的构件进行协同设计；
建立构件的施工工艺；
根据结构和部品的生命周期特点，制定住宅维修管理计划。
进一步地，所述利用revit软件和盈建科软件，对所述一体化设计的模型进行构件拆分，形成bim模型的具体过程为：
利用盈建科软件创建不带钢筋的结构模型；
将上述结构模型导入bim的revit软件，在revit软件中进行管线综合碰撞，确定预留预埋的位置；
结合盈建科软件对结构模型的结构计算，进行构件的预留预埋；
结合生产工艺，对构件进行生产编码；
将编码后的构件导入revit软件，通过revit软件建立bim模型。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
1、将建筑户型进行产品化，通过对构件进行拆分形成bim模型，在bim模型的基础上进行施工模拟、构件加工、运输、安装及运维等整个生命周期进行管理，为装配式建筑的信息化管理提供了平台支撑，保证了装配式建筑的使用年限。
2、土建装修一体化设计将支撑体部分和填充体部分相分离，更加适用于建设全生命周期住宅，便于建筑的维修与维护。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的方法流程图；
图3是本发明建立土建装修一体化设计模型的流程图；
图4是本发明进行构件拆分，形成bim模型的流程图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明的一种基于bim的装配式建筑信息化管理系统，包括依次连接的户型产品化模块、si模块、构件拆分模块、施工模拟模块、构件加工管理模块、构件运输管理模块、构件安装管理模块和构件运维管理模块。
其中户型产品化模块用于创建参数化族，所述参数化族包括构件族、房间整装族和户型族；si模块用于建立土建装修一体化设计的模型；构件拆分模块利用revit软件和盈建科软件，将一体化设计的模型进行构件拆分，形成bim模型；施工模拟模块将所述bim模型配合施工顺序形成4d进度模型，利用4d进度模型对施工现场进行仿真模拟；构件加工管理模块将bim模型中的信息转化成构件的生产数据信息，通过加工构件的中央控制系统，对构件的生产过程进行管理；构件运输管理模块将生产的构件进行条码标识，通过扫描条码获取构件的位置信息，并上传至所述bim模型，进行构件的运输管理；构件安装管理模块扫描构件上的条码，核对构件信息，结合4d进度模型确定施工工序，并将实际的构件安装信息同步到bim模型中；构件运维管理模块通过扫描构件上的条码，运维方从bim模型中获取构件全生命周期的信息，对构件进行相应运维管理。
系统还包括造价分析模块通过bim5d平台，将构件全生命周期的造价信息加入到4d进度模型中，通过bim自动算量对构件造价信息进行管理。
si模块包括结构体单元、结构形式单元、填充单元、构件周期单元、施工工艺单元和维修单元。其中结构体单元用于建立建筑结构体系的耐久性信息；结构形式单元用于建立建筑结构形式的空间格局信息；填充单元用于建立户内填充体部分应与结构体完全分离构造情况；构件周期单元对生命周期不同的构件进行协同设计；施工工艺单元用于管理构件的施工工艺；维修单元用于根据结构和部品的生命周期特点，制定住宅维修管理计划。
如图2所示，本发明的一种基于bim的装配式建筑信息化管理方法，包括以下步骤：
s1，将户型产品化，根据构件信息、房间整装信息和户型信息，创建参数化族；
s2，根据住户对户型产品的选择，建立土建装修一体化设计的模型；
s3，利用revit软件和盈建科软件，对所述一体化设计的模型进行构件拆分，形成bim模型；
s4,将所述bim模型配合施工顺序形成4d进度模型，利用4d进度模型对施工现场进行仿真模拟；
s5，将bim模型中的信息转化成构件的生产数据信息，通过加工构件的中央控制系统，对构件的生产过程进行管理；
s6，将生产的构件进行条码标识，通过扫描条码获取构件的位置信息，并上传至所述bim模型，进行构件的运输管理；
s7，扫描构件上的条码，核对构件信息，结合4d进度模型确定施工工序，并将实际的构件安装信息同步到bim模型中；
s8，通过扫描构件上的条码，运维方从bim模型中获取构件全生命周期的信息，对构件进行相应运维管理。
步骤s1中，根据构件厂现有的生产技术和条件创建参数化族库，这些参数化族库包括基本构件族、整装房间族和户型族。其中基本构件族包括门、窗、墙板、天花板等，整装房间族包括整装厨房、整装卫生间、整装卧室、整装客厅等，户型族包括标准户型、育儿户型、养老户型等。每个住户可以在参数化族库中选择户型或者根据族库中的构件和房间族定制喜欢的户型。
构件族库构建时要做成参数化族便于后续的设计和选择，比如基本构件族中的窗，做成参数化族后可以灵活更改窗户的尺寸，方便全专业模型协同优化设计，每个构件族有多个种类，方便住户选择。整装房间族根据每个住户要求分配这些房间在户型中数量和位置，比如整装卫生间(用户也可以在构件族库中选择卫生间器具构件)，有的住户需要一间，有的需要两间，或者放置位置等。户型族中设置每个房间的位置、数量外加一些基本的构件，比如养老户型的房间，阳台采光一定要好，这些户型南侧是不能有大灌木的。
如图3所示，步骤s2的实现过程为：
s21，建立建筑结构体系的耐久性信息；
s22，建立建筑结构形式的空间格局信息；
s23，建立户内填充体部分应与结构体完全分离构造情况；
s24，对生命周期不同的构件进行协同设计；
s25，建立构件的施工工艺；
s26，根据结构和部品的生命周期特点，制定住宅维修管理计划。
根据住户对户型产品的选择，建立土建装修一体化设计的模型，即si体系。si体系是一种将支撑体部分和填充体部分相分离的建造体系，采用结构与内装分离的原则进行设计，确保在不损伤建筑主体结构部分的前提下可随意更新内装部分、乃至户型，从而延长住宅的使用寿命，提高住宅未来持有的价值，方便寿命相对较短的构件更换和拆改，例如淋浴器阀门等，实现百年建筑。
步骤s21中，si体系需要采用高耐久性的结构体，例如预应力板柱体系、钢筋砼巨型结构体系；步骤s2中，尽量采用大空间的结构形式，即建筑物的底层部分采用框架剪力墙结构，上层部分采用5.4米～7.2米的大开间和大进深，为可变的住宅格局提供条件；步骤s23中，户内填充体部分应与结构体完全分离构造；步骤s24中，建筑、设备、结构、内装修设计一体化进行，即生命周期不同的构件分开设计，但各专业统一整合协同设计，设计过程按照模数化进行，即构件的设计要标准化、参数化，利于工业化加工，有利于应用工业化建筑部品；步骤s25中，建造过程尽量使用装配式干法施工工艺，相对于湿法施工工艺，干法施工就是尽量减少现浇混凝土的出现，尽可能多的使用装配式构件，提高工厂化率；步骤s26中，根据结构和部品的生命周期特点，制定长期的住宅维修管理计划，例如影响住宅寿命的是内装部分和设备管道等，按照这些构件的设计周期制定合理的维修、置换计划，以确保整个住宅的寿命周期。
步骤s3中，结合预制厂现有技术、生产能力和运输状况，利用bim模型，对施工图深化设计，将连续的模型构件(比如墙板、楼板等)进一步拆分。将整体预制构件拆分成可以在工厂生产加工的一个个预制构件，并完成预制构件的配筋和节点构造等工作。由于是基于三维bim模型的拆分，可直观地看到各构件间的连接关系，还避免了在二维图纸上不易发现的设计盲点。拆分完成后，将含有生产信息的各种bim构件拆分模型转换成二维的加工图纸，自动生成的图纸和模型是动态链接的，一旦模型数据发生修改，关联的所有图纸都将自动更新。生成的图纸精确表达所有相关信息，如钢筋信息、材料信息、几何尺寸等，并直接用于预制构件的生产。
如图4所示，利用revit软件和盈建科软件，进行构件拆分，形成bim模型的具体过程为：
s31，利用盈建科软件创建不带钢筋的结构模型；
s32，将上述结构模型导入bim的revit软件，在revit软件中进行管线综合碰撞，确定预留预埋的位置；
s33，结合盈建科软件对结构模型的结构计算，进行构件的预留预埋；
s34，结合生产工艺，对构件进行生产编码；
s35，将编码后的构件导入revit软件，通过revit软件完善bim模型。
其中盈建科软件拆分的结构模型通过一个插件，名字是revit—yjk_forrevit，导入到revit中。
步骤s4中，深化后的三维模型配合施工顺序形成4d进度模型，即在三维模型的基础上添加了进度。4d进度模拟将工地现况在计算机中进行仿真，找出施工中会产生的空间设计和时间冲突，人力和物料的分配，塔机等设备的选型等，在开工前召集项目参建各方对预先模拟的冲突问题进行讨论，优化图纸或者施工计划，让进度模拟更具有效率、整合性和完整性。借助bim软件navisworks(autodesk公司设计的可视化和仿真，分析多种格式的三维设计软件)，动态真实模拟施工过程。
步骤s5中，工厂生产环节是预制构件由设计信息变成实体的阶段。完整的bim设计模型具备构件类型、构件编号、构件尺寸、构件重量、构件原材料等属性信息。为了使预制构件实现自动化生产，集成信息化加工和生产信息化管理系统，将bim设计信息直接导入工厂的中央控制系统，并转化成机械设备可识别的生产数据信息。通过工厂中央控制系统，将bim模型中的构件信息直接传送给生产设备自动化精准加工，提高作业效率和精确度，实现精益化生产。在自动生成的生产数据信息的基础上，工厂生产信息化管理系统结合射频识别(rfid)或二维码等物联网技术及移动端技术实现生产排产、物料采购、模具加工、生产控制、构件质量、库存和运输等信息化管理。上述信息化管理借助移动终端对构件二维码扫描，获取每个构件的追踪信息，追踪信息包括设计属性信息、生产信息、运输信息、吊装信息等，每个阶段的工作人员扫描构件，获取每个阶段所需信息。
步骤s6中，利用物联网技术对构件进行跟踪，将追踪信息同步到bim模型当中，构件出构件厂、运输过程中、进施工现场由物流管理人员在手机终端进行追踪确认，构件的入库出库要扫描构件上面的rfid或二维码，方便统计仓储情况，并将信息输入到bim模型中，便于仓库的安排和调动。构件厂接到订单装车之前，扫描构件，核对正确无误后，通过物联网发货。原材料也可应用物联网，及时掌握原材料、零部件的运输情况，方便构件厂合理制定材料入库计划和采购计划，保证生产进度。
步骤s7中，预制构件进场时，施工现场人员扫描预制构件的rfid或二维码，核对构件的属性信息、构件数量、构件类型以及构件在三维模型中的具体位置，结合施工模拟确定的施工工序、人才机配置安排吊装，并及时将吊装信息同步到bim模型中，通过移动终端设备扫描读取数据，无限传输至bim模型上。这样通过三维模型就能查看目前项目的实时进度。
步骤s8中，项目进入使用维护阶段后，将包含设计、生产、施工信息的模型交给运维方，运维方可以查看模型中每个构件的全生命周期的信息。当构件需要维修或更换时，通过扫描构件的rfid或二维码即可找到构件的生产工艺、施工方法、节点构造、维修注意事项、生产厂家和联系电话等信息，还能查看历次维修记录、责任人等内容。运维方也要将维护信息及时补充到模型中，为bim在装配式建筑信息化管理最后一站做好补充。
在上述实施例的基础上，信息化管理方法还包括步骤：通过bim5d平台，将构件全生命周期的造价信息加入到4d进度模型中，通过bim自动算量对构件造价信息进行分析管理。
造价分析管理包括估算阶段、概算阶段、施工图预算阶段、招投标阶段、签订合同价阶段、施工阶段、结算阶段，即项目的全生命周期中，需要时时核查项目成本。bim模型存储项目构件信息的数据库，借助广联达bim5d平台建立数据库，5d的意思就是将项目的进度、成本加入到模型中。造价员只需要在模型中查看、验证、修改即可，为造价人员减少了编制造价的工作量；bim模型算量需要实现即时算量，在bim模型中设置“设计变动-模型变动-造价变动”，即算量完成和修改与设计同步；bim自动算量及时将设计方案的成本反馈给设计师，便于在设计的前期阶段控制成本；bim模型丰富的参数信息和多维度的业务信息能够辅助不同阶段和不同业务的成本分析能力。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。