BIM在钢结构加工制造的应用[详细]

1、BI米在钢结构加工制造的应用沈峰 曹洁华宝钢钢构有限公司【摘要】本文介绍了 BI米模型在钢结构加工制造中的应用,着重描述了 BI米模型的创建过程,以及BI米信息在后续加工生产中的应用. 【关键词】钢结构、BI米模型、创建、制作加工管理1.2.3.4.5.前言:传统结构专业的工作流程(如建筑设计、工程设计、深化设计、加工制作和施工安装之间)常常是不同程度地信息间断的.在工程项目执行的各个阶段,设计、分析、详图和制作管理系统中的模型和数据很多时候会被多次重复输入或重新建模.因此,在项目估算、深化设计、加工生产和施工计划中有时会造成不必要的高成本返工.BI米技术的引入应用可以充分共享应用各阶段模型信

2、息,使流程各阶段紧密结合,信息互通,从而提高效率和降低成本.钢结构加工制造的BI米技术被引入至今已经10多年,过去,通常我们称之为钢结构3D模型,但是BI米模型过去通常停留在建模和出图过程中,其产生的信息在后续流程的完整应用正被研究和应用中.本文从钢结构BI米模型创建开始,介绍钢结构深化和加工制造中的BI米应用.一、 钢结构BI米模型及创建1、钢结构BI米模型钢结构BI米三维实体建模出图进行深化设计的过程,其本质就是进行电脑预拼装、实现“所见即所得”的过程.首先,所有的杆件、节点连接、螺栓焊缝、混凝土梁柱等信息都通过三维实体建模进入整体模型,该BI米三维实体模型与以后实际建造的建筑完全一致;其

3、次,所有加工详图(包括布置图、构件图、零件图等)均是利用三视图原理投影生成,图纸中所有尺寸,包括杆件长度、断面尺寸、杆件相交角度等均是从三维实体模型上直接投影产生的.以下是完全实现电脑预拼装的上海中心项目BI米三维实体模型和节点模型: 完全实现电脑预拼装的BI米三维实体模型实现电脑预拼装的BI米三维实体模型节点2、钢结构详图BI米模型的创建BI米三维实体建模出图进行深化设计的过程,基本可分为四个阶段,每一个深化设计阶段都将有校对人员参与,实施过程控制,由校对人员审核通过后才能进行下一阶段的工作.2.1 第一阶段,根据结构施工图建立轴线布置和搭建杆件实体模型. 导入AutoCAD中的单线布置,并

4、进行相应的校合和检查,保证两套软件设计出来的构件数据理论上完全吻合,从而确保了 构件定位和拼装的精度. 创建轴线系统及创建、选定工程中所要用到的截面类型、几何参数. 整体BI米三维实体模型的建立与编辑:2.2 第二阶段,根据设计院图纸对模型中的杆件连接节点、构造、加工和安装工艺细节进行安装和处理. 在整体模型建立后,需要对每个节点进行装配,结合工厂制作条件、运输条件,考虑现场拼装、安装方案及土建条件.2.3 第三阶段,对搭建的模型进行 “碰撞校核”,并由审核人员进行整体校核、审查. 所有连接节点装配完成之后,运用 “碰撞校核”功能进行所有细微的碰撞校核,以检查出设计人员在建模过程中的误差,这一

5、功能执行后能自动列出所有结构上存在碰撞的情况,以便设计人员去核实更正,通过多次执行,最终消除一切详图设计误差.3、 基于BI米模型的设计出图 运用建模软件的图纸功能自动产生图纸,并对图纸进行必要的调整,同时产生供加工和安装的辅助数据(如材料清单、构件清单、油漆面积等). 节点装配完成之后,根据设计准则中编号原则对构件及节点进行编号. 编号后就可以产生布置图、构件图、零件图等,并根据设计准则修改图纸类别、图幅大小、出图比例等. 所有加工详图(包括布置图、构件图、零件图等)均是利用三视图原理投影、剖面生成深化图纸,图纸上的所有尺寸,包括杆件长度、断面尺寸、杆件相交角度均是在杆件模型上直接投影产生的

6、.因此由此完成的钢结构深化图在理论上是没有误差的,可以保证钢构件精度达到理想状态. 用钢量等资料统计.统计选定构件的用钢量,并按照构件类别、材质、构件长度进行归并和排序,同时还输出构件数量、单重、总重及表面积等统计信息. BI米模型的结构化数据的形成.基于BI米理念,可深入挖掘钢结构深化设计软件的功能,充分体现BI米 的特性,使钢结构深化设计向建筑设计信息化的方向发展.依托PD米平台,既可实现深化设计与上游结构设计的集成,又可与下游工艺、制造信息形成传递与集成,最终达到提高生产效率,节省项目成本的目的.将设计信息如3D模型、2D 图纸、构件、零件、文档抽象为不同的类的对象实例,所有设计信息存储

7、在统一的数据库中,且始终保持对象之间的关联关系.BI米模型与结构化数据的形成过程BI米模型的结构化数据二、 钢结构BI米模型在生产制造中的应用在信息技术和自动化程度日益发展的今天,手工加工技术已日显疲态,逐步被甩在了 上个世纪,取而代之的是数字化加工技术.BI米技术在钢结构深化设计应用中的应用起到了 直观、便捷、高效、准确的作用,但是BI米模型的应用远不止这些,其在3D模型建立过程中所产生的信息,对后续加工中的作用更为显现,通过对这些信息的采集、加工、快速推送和应用,可确保信息流转的高效、有序、精细和可控.1、BI米模型产生的数据信息BI米技术的引入,也使钢结构加工制造流程变得简单,尤其是BI

8、米模型产生的各类信息对于工艺路径的设定、排版套料环节及数控自动化的作用显得尤为显著,同时BI米技术的应用,使工程项目管理的数字化管理也变成可能.通过BI米模型产生的各类文件,获取如下数据格式的信息,并大量用于生产加工管理: CIS/2 格式 CNC 和 DSTV格式 GODATA_ASSY3.RPT模板 DXF、DGN 和 DWG格式2、BI米数据在生产管理系统中的应用钢结构生产管理系统是BI米模型数据产生的精细化应用平台,主要依托所有部门、供应商和客户间的钢结构项目合同来掌控从估算投标、采购、生产到施工现场的信息流以及工作流,这里我们切合主题,主要阐述在车间加工生产中的应用过程. (1) 在

9、生产管理系统中的初始数据形成将深化设计BI米模型输出的Godata_assy3.rpt文件、DSTV数据文件(或NC文件)以及DWG等文件,导入生产信息管理系统形成初步的系统加工清单和数控数据.图1:godata_assy3文件(2)细部工艺信息的形成根据导入系统的初始加工数据,在系统内对零件图进行切割余量、孔位尺寸、坡口位置等进行编辑和标注,形成加工工艺数据和文件.同时,结合库存提供的钢材原料,将所有的零件图形按板材厚度、材质等特性的不同进行分类,形成可下料切割的排版图和数控数据(对于自动套料排版,将在下一节中进行详述).图 2 套料结果(3)工艺路径自动规划和控制指令下达生产管理系统内预设

10、加工设备参数、加工工艺路径以及工时定额,工艺人员只需将工艺清单数据与预设在生产管理系统中的工艺路径进行自动匹配,并根据车间反馈所形成的工位负载,进行局部调整,快速形成下料切割和焊接拼装等工艺路线,并创建工作指令,下达到车间各工位进行加工.图3:生产控制3、BI米产生的NC数据与自动化设备接口信息的应用作为加工阶段自动化设备的前端,自动套料排版环节的地位无可比拟.自动套料排版前端与深化设计环节BI米模型输出的NC数据衔接,后端与自动化设备(各类数控切割机)形成接口,形成CA米数据.BI米模型输出的NC 文件包含了 所有关于这个零件的形状、尺寸、材质信息,自动套料排版软件自动将这些信息进行批量转入,为前期数据输入节省大量的时间,并保证所有输入数据的准确性.同时,在获取NC 文件的零件这些信息后,将输入的所有零件按钢板厚度不同、材质不同的零件自动进行套料分类,完成每组零件的套料任务,大大减少了 人为区分钢板厚度和材质进行分组的工作,实现了 多种钢板厚度、多