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1、基于BIM的风管数字化加工工法1、前言随着BIM技术在机电工程行业工厂化预制应用的逐渐加强，现阶段行业对模型精度(LOD)的要求也越来越高，传统ReVit模型在完成建模优化、出具详图阶段后，仍不能满足工厂化制造、安装、运维等阶段的需要。传统风管加工存在模型数据无法无缝传递至生产设备，生产效率低、废品率高、损耗大等问题，已不满足目前的需要。2、工法特点2.1传统风管加工的劣势(1)施工现场场地狭小，材料堆放、加工空间不足；风管的连接形式、板材、尺寸等详细信息，需要人工通过蓝图进行提取、统计和汇总，生成提料单，工作量大,存在人为误差；(2)风管通过人工和折弯机等辅助设备进行生产，材料损耗和废品率较
2、高，加工过程噪音大，材料加工成品存在误差，风管成品较大，不便于运输。(3)由于风管加工成品存在一定误差，加工前会预留部分预留段用于后期调整，导致风管加工无法一次完成。2. 2BIM的风管数字化加工的优势将BTM技术与风管加工设备(风管自动化生产线、等离子切割)相结合，统一编码规则，通过采用Revit和Fabrication系列软件，使得加工数据信息能无缝快速传递，实现风管的数字化加工，现场进行装配。降低半成品废品率、减少劳务作业时间、提高生产效率、降低成本。3、适用范围(1)按材质区分包括：镀锌板、不锈钢板、碳钢板、复合板风管；(2)按连接方式区分包括：共板法兰、角钢法兰风管；(3)按截面形式
3、区分包括：矩形、圆形、椭圆形风管。4、工艺原理通过采用BIM技术，搭建基于Revit的平台，利用Revit及二次开发软件，快速创建建筑结构模型、机电模型和幕墙、装修等机电相关模型，结合点云等模型，进行二次深化，模型精度达到L0D300；根据数字化加工设备确定与之匹配的共享预制加工数据库，利用Revit软件将机电模型中的风管、桥架、水管等机电模型转换为数据库中的预制加工模型，进行BIM出图、报审，审批通过后对预制加工模型进行自动分段，根据实际预制加工情况对其进行优化，设置支吊架，模型精度达到L0D400；利用Revit软件和Fabrication系列软件生成预制加工数据、材料清单（包含编码及二维
4、码信息）、三维安装示意图、支吊架放样点、成本等相关信息；将预制加工数据及材料清单发送至数字化加工基地，导入数字化加工设备，进行预制加工和自动化生产，对生产的预制加工构件进行质量验收、张贴二维码；将预制加工构件及材料清单运输至施工现场，进行扫码验收，并录入物资管理软件；采用放样机器人根据放样点信息进行放样，利用射钉枪进行支吊架高效安装，根据三维安装示意图及对应的材料清单对预制加工构件进行装配和少量加工即可；工程竣工验收后，竣工模型精度达到L0D500,用于运维管理。亦可根据需要，在ReVit中直接创建预制加工模型。5、工艺流程及操作要点工艺流程共享预制加工数据库：创建与数字化加工设备匹配的共享预
5、制加工数据库，该共享预制加工数据库主要包含：风管、水管、桥架、设备、支吊架等，并根据水暖电系统进行区分，预制加工数据库基于厂商信息和规范要求，满足制造精度要求。通过创建共享预制加工数据库，保证数据从设计、二次深化、加工、装配过程中，数据的无缝传递。恒鼎数字化加工基地VLOC:UsersPblicDoc.恒鼎数字化力联翔数字化加工基地VLO可从云端服务器上找到机电模型构件库，进行上传、下载、编辑和浏览。同时,所有预制加工构件ITM是解锁的，可以根据数字化加工设备的实际情况，对预制加工数据库进行修改，比如材料、规格和连接器等相关信息，以满足生产需求，可创建企业或工厂预制加工数据库，方便使用。以镀锌
6、板矩形共板法兰风管为例5.1.1二次深化与建模。创建ReVit模型，进行二次深化通过碰撞测试主要解决以下三种碰撞:L管线与管线之间的碰撞；3.管线与装修吊顶之间的碰撞5.1.2Revit模型转换为预制加工模型。利用预制零件功能，对预制零件中的预制部件及连接指示器进行设置，其中,预制配置选择“数字化加工基地标准库选择“设计到预制”命令将ReVit模型转换为预制加工模型5.1.3自动分段。选择优化长度命令完成风管的自动分段。可根据实际需要,对直线段及异形件参数进行微调，并设置支吊架。L，.5.1.4统一编码。以方便实际应用为原则，确定风管编码，通过中铁BIM物资插件生成二维码。利用中铁BIM物资插
7、件导出二维码及物资清单。中铁建工集团有限公司西北分公司格尔木站机电安装工程物资编码指南物质编码物质名称型号规格单位Lar030902001007010001标港直线段500x250:1500件24r030902001008010001标淮直线段1000x250:1500*件18r030902001009010001标港直线段2000x320:1500*件11,030902001009010002标准直线段2000x400:1500m件18r030902001007060001非标准直线段500x250:837,5m*件?r030902001007060002非标准直线段500x250:857.
8、5a*件3r030902001008060001非标准直线段1000x250:1200mb件1r030902001008060002非标准直线段1000x250:145,2*b住1r030902001008060003非标准直线段1000x250:616.7b*件1030902001009060001非标准直线段2000x400:IIIObb件1f030902001009060002非标准直线段2000x400：1457.5m件1030902001009060003非标准直线段2000x400:229.3bb件1r030902001009060004非标准直线段2000x400:632.Ibm
9、件1r030902001009050001变径同心变径2000x320-1000x250件1r030902001009050002变径同心变径2000x4002000x320件1r030902001008020001900弯头1000x250件2r03090200100902000190咬头2000x400件3r030902001008030001二通1000x250-500x250-500x250件1030902001009040001四通2000x320-2000x320-500x250-500x250件2r030902001009040002四通2000x400-2000x400-500
10、x250-500x250住15.1.5预制加工。利用插件，将预制加工模型导出，生成MAJ格式文件。打开CAMduct软件，选择“数字化加工基地标准库”。对公司信息、板材、保温、咬口、法兰、生产设备等进行详细设置。QflHSMI*M1r*ncrr-WM?厂和IlW1HWPi4R匚All-Utl三MHUM及BrCtUWttOdtWMMWtHWl0Coy6SttfM0ll.l打开MAJ文件，选择自动排版命令，对非标准段及异形件进行自动排版，软件对载入的预制构件进行展开，按最优排布方式进行一键排布，将展开的板片排布在预设定的板材上。选择WriteNC命令，程序根据镀锌钢板上的排布信息，导出数控机床数字
11、化程序代码（CNC文件）。根据不同设备需要，亦可生成TXT等其他格式文件。可利用ViewNC命令，对板材切割情况进行模拟，模拟无误，生成排料单。将物资清单、二维码、CNC文件、排料单发送至数字化加工基地。为提高生产效率,将物资清单中的标准直线段清单导入全自动风管生产五线进行生产，利用合缝机、角码机进行加工；非标准直线段和异形件通过等离子切割机等设备进行生产，根据排料单中板材信息，进行板材下料，将CNC文件通过U盘导入等离子切割设备，进行自动切割、编码，利用咬口机、共板法兰机、合婕机、角码机进行加工。加工完成后进行质量验收，张贴二维码。5.1.6装车运输。根据编码将风管预制成品运输至施工现场指定
12、楼层、区域。5.1.7现场快速拼装。利用手持终端（手机、iPad端等），根据BIM出图（施工图、预制加工装配图、三维模型），结合辅助设备和安装清单进行快速拼装。5.1.8现场质量验收。通过采用手持终端（手机、iPad端等），结合测量设备，进行质量验收6、材料与设备序号设备名称用途1BIM电脑(RevitFabrication软件)建模、模型深化2全自动风管生产五线用于矩形风管标准直线段生产3三本科技螺旋风管机用于圆形风管标准直线段生产4三本科技螺旋风管机用于椭圆风管标准直线段生产5等离子切割机用于风管非标准直线段及异形件切割6多功能咬口机用于风管非标准直线段及异形件咬口作业7共板法兰机用于生产
13、风管(共板法兰连接)共板法找8角码机用于生产风管(共板法兰连接)角码安装9全自动角钢法兰生产机用于生产风管(角钢法兰连接)角钢法兰10科瑞嘉合缝机用于风管合缝作业11德国通快合缝机用于风管合缝作业12柯弗特新型射钉枪用于支吊架快速安装13放样机器人用于现场复核和支吊架快速定位7、质量控制7.1 本工法必须遵照执行下列标准、规范：(1)BIM建筑信息模型结构规范(GB/T18436-2001)(2)BIM建筑信息模型应用管理规范(GB/T18933-2002)(3)BIM应用规范(GB/T20409-2006)(4)BIM应用实施规范(GB/T21563-2008)(5)薄钢板法兰风管制作与安装
14、(07K133)(6)风管支吊架(08K132)(7)空调通风管道的加固(14K118)(8)非金属风管制作与安装(15K114)(9)通风与空调施工质量验收规范(GB50243-2016)成品风管检验标准项目序号检查项目允许漏风量m3/(hm2)控项目1风管类别低压风管Ql0.1056P0.652中压风管Qm0.0352P0.653高压风管Qh0.0117P0.65P为系统风管工作压力(Pa)7.2 质量控制措施(1)制定建模标准，规范、精细化建模；(2)创建与设备匹配的预制加工数据库，保证预制加工模型的生产；(3)加强工厂和现场的质量验收，通过二维码记录流转信息、验收信息，加强质量管控；(
15、4)所有风管均采用基于BIM的风管数字化加工技术，保证风管质量。(5)风管安装时风管的连接应平直。明装风管水平安装时,水平度的允许偏差应为3%o,总偏差不应大于20mm；明装风管垂直安装时，垂直度的允许偏差应为2%),总偏差不应大于20m暗装风管安装的位置应正确，不应有侵占其他管线安装位置的现象。其余相关安装步滕都应满足(GB50243-2016)中的规范要求。8、安全措施(1)所有人员进入工厂必须戴安全帽，系好安全带，反光马甲等，正确使用个人防护用品。(2)使用设备有可靠的保护接地(接零)措施，数字化加工设备使用过程中操作人员要严格遵循设备操作规程。(3)现场必须配有专业电工，用电设备严禁私
16、拉乱接，电缆线等的保护措施必须全部符合要求，并定期进行检查。(4)建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9、环保措施(1)将风管加工由施工现场转移至加工厂，规避现场加工产生的建筑垃圾及噪声污染。(2)严格遵守GB12523建筑施工场界噪音限界的有关规定，对电钻等高噪音机械，合理安排使用时间，减少噪音污染。加强机械设备的维修和保养，保证机械设备的正常运转，降低噪音的等级。10、效益分析(I)创建数字化加工基地，将现场加工转移至数字化加工基地进行自动化生产，将预制构件运输至现场进行拼装，减少噪声污染、施工垃圾和机械伤害,同时避免进场材料因施工安排调整带来的长期堆放、多次倒运和加工空间紧张等问题；(2)通过精细化建模，利用物资软件进行精确算量，将数字化加工基地生产的预制构件进行编码，快速准确运输至相应的安装区域，同时根据材料实际情况，优化运输方案，如风管标准直线段采用L型运输，提高运输效率；(3)基于BIM进行风管数字化加工与安装，提高材料加工质量、生产效率，降低材料损耗和废品率，减少人工投入，截至目前为该工程节省成本60万。
