隨著建筑業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，建筑信息模型（BIM）的相關(guān)研究和應(yīng)用也取得了突破性進(jìn)展。BIM是一種革命性的技術(shù)，它能夠在建筑全生命周期中利用協(xié)調(diào)一致的信息，對建筑物進(jìn)行分析、模擬、可視化、統(tǒng)計、計算等工作，從而幫助用戶提高效率、降低成本，并減少對環(huán)境的影響。住宅產(chǎn)業(yè)化在國內(nèi)也是一個新興的、并被國家大力推廣的課題。住宅產(chǎn)業(yè)化采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式促進(jìn)住宅生產(chǎn)現(xiàn)代化，旨在提升住宅建筑的生產(chǎn)手段，提高住宅建筑的品質(zhì)，降低建造過程的成本，節(jié)省能源并減少排放。我們可以發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)與住宅產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)在很多方面是相同的，BIM技術(shù)的特點以及如何在住宅產(chǎn)業(yè)化的過程中應(yīng)用好BIM技術(shù)，是本文討論的主要內(nèi)容。
BIM在上海城建預(yù)制裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用實踐BIM在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用可以貫穿預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計、深化設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件物流運(yùn)輸、現(xiàn)場施工以及物業(yè)管理等建筑的全生命周期（圖1）?？紤]到技術(shù)以及實施難度等因素，上海城建首先將BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計、深化設(shè)計以及PC住宅建造相關(guān)的生產(chǎn)過程管理應(yīng)用。
BIM在PC住宅設(shè)計、深化設(shè)計中的應(yīng)用
在設(shè)計階段，可以利用BIM進(jìn)行建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及設(shè)備設(shè)計，同時利用BIM模型可以進(jìn)行建筑物的性能分析，如：日照性能分析，采光性能分析，能耗性能分析，結(jié)構(gòu)性能分析等。深化設(shè)計階段是產(chǎn)業(yè)化住宅生產(chǎn)中的非常重要的環(huán)節(jié)，由于預(yù)制件是在工廠生產(chǎn)然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝，預(yù)制件設(shè)計和生產(chǎn)的精確度就決定了現(xiàn)場安裝的準(zhǔn)確度，所以要進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件設(shè)計的“深化”工作，其目的是為了保證每個構(gòu)件到現(xiàn)場都能準(zhǔn)確的安裝，不發(fā)生錯漏碰缺。但是，一棟普通PC住宅的預(yù)制構(gòu)件往往有數(shù)千個，要保證每個預(yù)制構(gòu)件到現(xiàn)場拼裝不發(fā)生問題，靠人工進(jìn)行校對和篩查顯然是不可能的，但BIM可以很好的擔(dān)負(fù)這個責(zé)任，利用BIM模型(圖2)，我們可以把可能發(fā)生在現(xiàn)場的沖突與碰撞在BIM模型中進(jìn)行事先消除，深化設(shè)計人員在用BIM軟件對建筑模型進(jìn)行碰撞檢測，這種檢測不僅可以發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間是否存在干涉和碰撞，還可以檢測構(gòu)件的預(yù)埋鋼筋之間是否沖突和碰撞，根據(jù)碰撞檢測的結(jié)果，可以調(diào)整和修改構(gòu)件的設(shè)計并完成深化設(shè)計圖紙。（見圖2）
基于BIM技術(shù)貫穿PC深化設(shè)計、生產(chǎn)、建造環(huán)節(jié)的管理系統(tǒng)的建立除了在設(shè)計、深化設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)手段解決傳統(tǒng)的二維設(shè)計不擅長解決或者不能解決的問題以外，將BIM應(yīng)用于工程建設(shè)管理也是BIM應(yīng)用的重點，通過構(gòu)建基于BIM的多方參與的工程建設(shè)管理集成平臺，使參與項目的不同組織（如業(yè)主、設(shè)計、制造、施工等）能夠同時加入到工程項目管理中來，通過BIM進(jìn)行信息的溝通；相信在不久的將來，利用BIM進(jìn)行項目管理將開創(chuàng)工程項目管理革新的新紀(jì)元。上海城建目前完成了基于BIM技術(shù)貫穿PC深化設(shè)計、生產(chǎn)和建造環(huán)節(jié)的管理平臺的建設(shè)工作,通過這個信息管理系統(tǒng)平臺，動態(tài)掌控PC住宅構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)進(jìn)度，倉儲、物流情況以及現(xiàn)場施工進(jìn)度。該管理平臺（圖3）集成了一個中心數(shù)據(jù)庫和四大子系統(tǒng)：即PC工程的BIM模型中心數(shù)據(jù)庫以及深化設(shè)計子系統(tǒng)、PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)、現(xiàn)場施工管理子系統(tǒng)、工程遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)。(見圖3）
PC工程的BIM模型中心數(shù)據(jù)庫用于存放具體PC工程的全生命周期BIM模型數(shù)據(jù)；深化設(shè)計子系統(tǒng)將構(gòu)件深化設(shè)計的所有相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)庫中；PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)(圖4)從中心數(shù)據(jù)庫讀取構(gòu)件深化設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)以及用于構(gòu)件生產(chǎn)的基礎(chǔ)信息，同時，將每個預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程信息、質(zhì)量檢測信息返回記錄中心數(shù)據(jù)庫中；現(xiàn)場施工管理子系統(tǒng)(圖5)通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，可以了解本工程構(gòu)件的生產(chǎn)進(jìn)度情況以及每個構(gòu)件的具體信息（重量、安裝位置等），同時，將構(gòu)件的安裝情況返回記錄在中心數(shù)據(jù)庫中；工程遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)(圖6)通過讀取中心數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程動態(tài)顯示PC工程的建設(shè)進(jìn)度?？紤]到工程管理的需要，我們在每個預(yù)制構(gòu)件中都安裝了RFID芯片，并為每個構(gòu)件進(jìn)行唯一編號，同時將芯片的信息寫入BIM模型，通過手持讀寫設(shè)備實現(xiàn)了PC住宅工程在構(gòu)件制造、現(xiàn)場施工階段的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸問題。通過基于BIM技術(shù)的貫穿PC深化設(shè)計、生產(chǎn)、建造環(huán)節(jié)管理系統(tǒng)平臺的構(gòu)建，PC住宅產(chǎn)業(yè)化工程項目可以通過BIM平臺充分共享建造過程中的數(shù)據(jù)，工程項目的動態(tài)進(jìn)展情況也可以通過BIM模型進(jìn)行遠(yuǎn)程的查詢，并以三維的形式進(jìn)行展示，在很大程度上提高了工程管理的效率。（見圖4）
BIM技術(shù)在PC住宅產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)用的進(jìn)一步拓展BIM技術(shù)在PC住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用前景十分廣闊，根據(jù)進(jìn)一步的應(yīng)用需求，BIM技術(shù)在PC住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用還可以在以下方面進(jìn)行拓展和研究。
4D/5D仿真模擬BIM模型代表的是一座虛擬的建筑，通過這個虛擬建筑，可以把工程現(xiàn)場要解決的問題搬到實驗室，在計算機(jī)里面進(jìn)行模擬和分析。4D是指在BIM的3D模型的基礎(chǔ)上增加時間的維度，通過對建筑物不同建造工序方案的仿真模擬，可以對施工工序的可操作性進(jìn)行檢驗，同時可以分析和比較不同方案的優(yōu)缺點，從而尋找到最佳圖4PC構(gòu)件生產(chǎn)階段管理子系統(tǒng)方案。5D是指在4D模型的基礎(chǔ)上增加成本的維度，通過BIM5D模型可以實現(xiàn)精細(xì)化的預(yù)算和項目成本的可視化，通過對工程項目進(jìn)行5D仿真模擬，可以動態(tài)的比較多個可能方案之間的成本差別，通過分析和優(yōu)化，選擇成本最優(yōu)的方案進(jìn)行實施。
數(shù)字化制造
由于PC住宅采用工業(yè)化的方式進(jìn)行生產(chǎn)，所以整個生產(chǎn)過程可以充分利用BIM模型實現(xiàn)數(shù)字化和自動化的制造?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)字化制造的有：
1）模具設(shè)計自動化，BIM模型可以提供預(yù)制構(gòu)件模具設(shè)計所需要的三維幾何數(shù)據(jù)以及相關(guān)輔助數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)模具設(shè)計的自動化，如果結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自動化生產(chǎn)線，還能實現(xiàn)拼模的自動化。
2)鋼筋加工自動化，利用BIM模型中的鋼筋數(shù)據(jù)模型輸出鋼筋加工數(shù)控機(jī)床的控制數(shù)據(jù)，實現(xiàn)鋼筋的自動裁剪和彎折加工，并利用軟件實現(xiàn)鋼筋用料的最優(yōu)化。
3)構(gòu)件檢測自動化，利用BIM模型中的尺寸數(shù)據(jù)并結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件成品檢測的自動化。
4）施工現(xiàn)場自動定位放樣，基于BIM模型的空間信息以及全自動全站儀等設(shè)備，實現(xiàn)基于BIM模型數(shù)據(jù)的施工現(xiàn)場自動定位放樣。
