李强 杨恺
中交一公局桥隧工程有限公司，长沙 410000
摘要：BIM信息化技术的应用越来越火热，各地政府都发布了相关规范标准来推行BIM信息化应用，在预制梁厂中BIM信息化、智慧化的应用也会越来越完善；BIM信息化技术要在梁厂施工生产中真正落地应，智慧梁厂平台的功能模块规划设计是非常重要的，平台应具有两个层面得功能，一是项目层面，针对项目各部之间业务管理，二是施工现场层面，施工现场管理数据汇集的能力，契合项目管理规章制度流程，提升项目标准化水平，提升管理效率。
关键词：BIM、信息化、智慧梁厂
1 引言
在建筑业工业化不断发展的今天，随着国务院各地政府部门的号召和信息化技术的推广影响力的不断加强，施工企业想要在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须要实现施工生产要素与信息化、智慧化技术的有机结合；一直在思考，BIM信息化作为一项全新的技术如何与预制梁厂生产管理相结合，与箱梁预制工序流程深度融合；从梁厂前期策划到箱梁预制生产架设全过程中人、机、料、法、环智慧管理，促进预制梁施工的标准化、规范化，提升施工过程管理水平，按时保质保量完成箱梁生产任务。
2 智慧梁厂平台建设规划
智慧梁厂系统平台，是针对项目日常生产管理的项目级软件，这就要求平台系统具有两个层面的能力，一是项目层面，针对项目各部之间业务管理，二是施工现场层面，施工现场管理数据汇集的能力。
项目层面信息化智慧工地系统的建设应以各部门间信息数据流通、业务管理为目的，以BIM模型为载体，进度管控为主线、经营为核心，通过“云平台和网页端”将技术、生产、经营三者联系到一起，形成项目各业务部门之间全过程协同管理，消除项目部门之间的壁垒，辅助项目管理决策，提高工作效率。智慧梁厂平台通过BIM模型，将生产活动、生产要素、项目内外部参与方联系到一个平台上来，基于同一三维模型进行信息交流与沟通，解决项目实施过程中的质量、安全、进度、物设、经营等部门之间的沟通、管理、协调的问题。
施工现场层面，施工现场为项目管理原始数据的采集起点，也是项目管理决策执行的终点，因此系统的功能模块设计应贴合预制梁的生产工艺流程，数据随工艺流程传递，以“手机端”为基础，打通平台基础数据的的互通和流传，减少数据的录入，保证项目生产管理数据录入的便捷和准确性，同时将线下施工工艺流程线上平台固化，提升项目施工管理标准化水平。
按照以上系统平台两个层面要求，智慧梁厂平台功能设计面向一线技术员和生产管理者两大用户，关注计划进度和生产资源两个要素，用万物互联实现箱梁预制全过程信息管理。智慧梁厂平台属于项目BIM协同管理平台子系统，梁厂人员管理、积分管理、质量、安全管理等模块和BIM协同共用，方便项目统一管理，智慧梁厂平台应包含钢筋自动加工、智慧梁厂生产、智慧监控三套系统。
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图1 智慧梁厂系统规划
3智慧梁厂应用
3.1项目层面各部门业务管理应用
智慧梁厂属于智慧工地或项目BIM协同管理平台的子系统，因此梁厂人员管理、积分管理、质量、安全管理、物设管理、经营管理等模块和BIM协同共用，质量、安全、进度、物料、经营等相关基础数据在大平台和智慧梁厂子系统之间互通，可以相互调用，减少数据的重复录入，方便项目统一管理，在项目层面各部门业务管理应用。
3.2智慧梁厂平台BI数据看板
在梁厂主看板界面能显示项目梁厂概况、梁预制完成、待生产、已架设等梁厂生产进度情况数据，质量、安全、工人管理等数据。
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图2 数据看板
3.3进度管理
（1）进度管理
通过在平台中设置箱梁预制计划（包含日、周、月计划）、架设计划（包含日、周、月计划），系统自动调用工序报验数据，生成箱梁的实际生产进度，实时显示项目箱梁开累数量、剩余量；在生产管理过程中，系统可以将梁的实际生产进度与计划生产进度进行校核，以了解目前生产进度是否会对生产造成滞后影响。
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图3 梁厂进度管理
（2）报表导出
不需要再像以前那样，管理人每天收集整理箱梁生产数据制作报表，平台随时能输出预制台账、存梁台账、架梁台账，一键生成生产日报、周报、月报、生产量统计、计划于实际对比表，实时掌握整体进度，辅助科学决策。
（3）生产资源关联
通过导入的进度计划，系统自动生成资源配置计划，并将计划发送至对应部门，提醒业务部门提前进行材料、机械、人员的准备工作。
（4）智能排产
系统自动汇集预制梁计划、架梁计划、存梁区存储能力等数据，考虑工序需求、台座资源等进行可行性分析，分析计划的可行性，生成相关报表进行计划调整或生产资源配置计划；同时当存梁数量大于存梁区最大存储能力时，自动提醒调整计划，加快箱梁架设进度或减少箱梁预制数量。
3.4钢筋自动加工系统
（1）钢筋优化
箱梁钢筋半成品在加工过程中，钢筋弯钩由于加工等原因，常常会导致混凝土钢筋保护层厚度不够，项目信息化管理部建立箱梁钢筋模型，根据相关规范和图纸调整钢筋弯钩直径、平直段长度等数值，制作钢筋大样图，确保钢筋笼绑扎质量，弯钩位置的混凝土保护层厚度不受影响。
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图4 箱梁钢筋模型
（2）智能钢筋订单
传统下钢筋订单的方式是下纸质的钢筋订单，到处找相应负责人签字，不停打电话确认钢筋当前生产及配送情况。智能钢筋订单配送系统，在系统中录入各类经BIM分析过后的钢筋大样图，现场技术人员在平台手机端APP上选取对应的箱梁和相应的钢筋大样图，生成钢筋下料单，填写最晚收货时间等信息，建立钢筋订单，相关责任人审核通过后，钢筋厂安排生产。
（3）钢筋智能化加工
钢筋智能加工系统连接智能能钢筋加工设备，系统通过下单时间、订单紧急程度智能安排生产任务，将钢筋大样图自动发给对应的钢筋数控加工中心、智能数控弯箍机、斜面式智能钢筋机器人、智能弯弧机等钢筋加工设备，智能钢筋加工设备自动识别钢筋下料单，自动进行调直盘圆、弯箍断料等操作，提升钢筋半成品生产精度、效率、减少钢筋原材损耗。同时钢筋加工场大屏实时展示当前订单生产进度及配送情况，确保钢筋加工厂产能的合理调配。
智能钢筋加工系统能将钢筋原材批次、监测报告等质量证明文件相关联。
3.5智慧梁厂生产系统
（1）台座管理
台座管理分为制梁台座管理和存梁台座管理。
在系统平台中能实时查看制梁台座是否空闲，正在进行那道工序，工序用时多少；系统能够根据制定好制梁台座智能推荐规则，系统自动推荐生产台座。
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图5 台座管理
箱梁存储较多时，很难准确在存梁区定位箱梁所在位置，造成项目管理混乱，在设定好存梁智能推荐规则后，还能智能推荐存梁台座，免去人工排存梁计划的步骤，输入箱体编号，能快速准确的定位箱梁位置，方便箱梁的转运。
（2）钢筋绑扎
在平台中能记录每一片箱梁钢筋绑扎的开始时间、结束时间、钢筋施工班组等数据信息，为后续工效分析保留基础数据。
钢筋绑扎完后在平台中发起钢筋报验，检验合格后才能进行下一步。
同时在系统中，将每一片梁对应的钢筋绑扎班班组信息，以及钢筋智能加工系统上钢筋原材批次，检测报告等质量证明文件关联，做到每一片梁的钢筋绑扎质量都是可追溯的。
（3）合模管理
智慧梁厂模具，全部采用智能液压模具，系统自动记录合模时间，通过在液压模具上安装应力监测设备，实时监测在合模和混凝土浇筑过程中的液压模板的状态，防止漏浆和跑模，提高预制箱梁质量；液压模板的压力值是项目部和模板厂家通过实验得出的，在合模和浇筑过程中压力值不正常时，系统会自动发出预警，推送至现场管理人员手机端，提醒管理人员对模板进行检查。
合模完后在平台中发起模板报验，检验合格后才能进行下一步。
（4）混凝土浇筑
在混凝土浇筑时，记录混凝土开始浇筑时间和浇筑结束时间，严格控制浇筑时间。将混凝土浇筑施工班组信息、混凝土批次、混凝土检测报告等质量证明文件，关联到每一片对应的梁上面，做到每一片梁的混凝土浇筑过程质量都是可追溯的。
配备智能混凝土振捣棒，在混凝土振捣过程中,根据振捣中混凝土的运动机理,通过压力传感器监测混凝土动态作用力,从而进行实时分析、判断,直观的反应出混凝土的密实性，通过无线传输的方式将振捣时间、振捣次数、混凝土密实度实时传输至系统平台中，对振捣作业进行实时监控，保证混凝土振捣质量，减少蜂窝麻面等质量通病的发生，提高预制箱梁质量。
（5）拆模管理
通过混凝土浇筑结束时间，系统自动计算养护时间，自动提醒项目管理人员及时模板拆除，时间不够时禁止拆模。
（6）养生管理
智慧梁厂配备自动喷淋养护系统，在平台中就可以设定时间间隔，自动进行喷淋养护，或通过连接智能环境监测系统的实时温度和湿度数据，自动进行喷淋养护，减少因人为养护不到位而发生的混凝土质量通病问题。
（7）智能张拉压浆
智慧梁厂均采用智能张拉设备和智能回弹仪等智能试验检测设备，张拉设备和智能试验检测设备与平台数据对接，通过平台可实时监督张拉压浆过程各项数据，和各项试验检测数据，对张拉过程进行管控，质量问题实时感知。
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图6 智能张拉压浆
（8）资料管理
在资料管理模块，汇集每片箱梁生产过程中的所有信息，包括钢筋绑扎、合模、混凝土浇筑、拆模、养生、张拉压浆、施工班组、原材批次检验报告，质量安全文件等，所有的信息都可以导出；围绕着箱梁相关的数据，不用再自行整理了，需要那些资料就直接导出那些，大大减少内业的工作量。
每一片箱梁生成一个二维码，二维码包含箱梁生产过程中的所有信息，二维码就是箱梁的身份证，手机一扫就能查询箱梁的相关信息。
3.6智能监控系统
（1）环境智能监控系统
环境智能监控系统，用于监控现场环境实时数据的在线监测，其中监测的数据包括温度、湿度、风速、风向、PM2.5、PM10、扬尘浓度、噪音指数等。通过物联网以及云计算技术，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度以及现场视频、图像的采集；数据通过网络传输，可以在电脑、手机、iPad等多个终端访问。并且具备自动报警功能，可以随时掌控环境发生的变化。
智能喷淋除尘，加装喷淋系统控制柜，改造成智能控制的喷淋除尘系统， 当扬尘监测值超过在智慧工地系统中设定的阈值后，自动喷淋控制系统通过接收系统发出的开关指令，实现自动、及时喷淋降尘，避免环境污染。
（2）视频智能监控系统
梁厂视频监控与项目部大的协同管理平台连接，数据互通，在施工现场布设高速球机/枪机和无线传输设备，实现现场实时视频信息的收集和传输，通过web端和移动端查看各项目视频。
统内置视频监控AI算法，能智能分析现场工人行为，当工人有不安全行为时，第一时间给出预警通知现场安全员，并对视频自动截图留痕，保障工人安全。
（3）龙门吊监测系统
龙门吊安全监测系统，实时监测龙门吊运行过程中重要参数，包括重量、起降高度、风速、行程等运行数据，具有超载、超限声光报警功能，对龙门吊工作状况实时监测，出现异常时，通过声光报警提示操作人员，有效预防和抑制事故的发生，杜绝生产隐患。同时为提供详实的数据查询，以供管理部门在制度的执行过程中有据可依，量化管理。
（4）设备监控系统
通安装于每台运梁车等大型设备中的定位装置，及监控系统，实现对设备当前位置， 运行状态、司机信息等实时跟踪反馈。
4总结
智慧梁厂系统面向一线技术员和生产管理者两大用户，以BIM模型为载体、进度管控为主线、经营为核心，采用先进的物联网技术、BIM和信息化多种技术手段，围绕智慧化、信息化、可视化的建设理念，将传统梁厂的生产要素数字化处理，管理基础数据、管理流程经过系统自动上传下达，充分开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，以信息化智能化手段，推动梁厂的管理水平和生产效率提升。