CN115587784A - 一种应用于钢结构数字化加工制造的bim方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，具体涉及建筑信息模型技术领域，包括图纸模型获取模块、深化设计模块、云服务平台、通信模块、AR模块以及数字化加工模块，所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储，所述AR模块是指移动显示端通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现，本发明通过设有云服务平台将BIM软件使用的数据存储处理同一个项目模型数据，让更多工程单位共享数据，减少数据传输错误，通过设有AR模块提供完整的施工现场定位方案减少因施工产生的偏差带来的返工，减少了施工时间成本。

Description

一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法

技术领域

本发明涉及建筑信息模型技术领域，更具体地说，本发明涉及一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法。

背景技术

BIM软件是一个从规划、设计、施工到管理各个阶段统一协调的过程，通过使用标准的理念转换成相应数据的操作软件，通过该软件进行建模、分析模拟、演示检测等，对工程的进度、成本、质量等进行管控，提高传统建筑工程的管理效益，为参与方提供协同作用，随着BIM技术兴起为建筑行业的发展带来了创新和突破，BIM软件在钢结构加工制作中的流程为：首先样图设计人员在结构工程设计师导出BIM模型的基础上，将模型导入TeklaStructures 中，然后从可计算得到截面核定后的框架参照设计院提供的模型节点图导入模型中，经过核对后生成加工制作的零件图或构建图，虽然采用BIM流程简化了传统的工作流程，由于互操作问题许多深化设计师仍然面临大量返工的问题，为了减少该问题，深化设计师开始从细节开始建模而不是设计模型入手，通过将模型导入BIM工具中，添加预制加工和施工所需的细节，无需对设计模型中已经包括的图元重新建模，预制加工模型完成后，自动生产施工图。

在现有技术中，虽然协作式BIM软件在钢结构设计、深化设计以及预制加工工作流程中提高质量并节省了时间，随着模型规模的不断增大和设计过程的不断推进，模型数据会变越来越大，多单一的文件方式处理使得模型数据存在不便利，也容易出现文件拷贝过程中出现认为的错误，因此BIM软件还缺乏云端数据共享以解决数据流通问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，通过设有云服务平台将BIM软件使用的数据存储处理同一个项目模型数据，缓解软件本身的运行性能问题，另一方面将BIM 数据资源整合，让更多工程单位共享数据，减少数据传输错误，通过设有AR 模块提供完整的施工现场定位方案减少因施工产生的偏差带来的返工，减少了施工时间成本，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法系统，包括图纸模型获取模块、深化设计模块、云服务平台、通信模块、AR模块以及数字化加工模块，所述图纸模型获取模块为获取BIM软件中根据标准绘制建筑设计的图纸数据或模型数据，所述BIM软件是指Revit、Tekla Structures、AutoCAD、3D MAX、SketchUP或Rhino绘图软件，所述通信模块为各种数据的传输工具，所述深化设计模块是基于图纸模型获取模块的图纸数据或模型数据中主要结构和连接结构进行深化并通过通信模块传输至云服务平台，所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储，所述AR模块是指移动显示端通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和 AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现，所述数字化加工模块用于获取云服务平台图纸或模型中构件配件进行细化、分类、智能排版以及数控加工控制。

在一个优选的实施方式中，所述云服务平台与多个BIM软件相连接，云服务平台包括数据共享模块、数据安全监管模块以及存储模块，所述数据共享模块包括数据交换，有文件、数据库、Web服务三种数据交换方式，数据交换是指数据需求方通过云服务平台申请图纸数据或模型数据从而获取数据，云服务平台的图纸数据或模型数据由同一项目的各工程单位相互协同设计并上传的数据，各工程单位在云服务平台中做好各部分的优化设计，所述数据安全监管模块包括数据恢复单元和数据保密单元，当BIM软件出现软件程序错误时，从云服务平台中恢复数据，所述数据恢复单元的算法通过SOR算法或GS算法实现数据恢复，所述数据保密单元通过用户数据分配密钥给各个工程单位，客户端生成密钥对数据文件、数据库进行加密，客户端的数据文件、数据湖加密后进行数据封装并上传至云服务平台的存储模块，所述存储模块是指将多个BIM软件处理同一项目的模型数据统一存储至存储模块。

在一个优选的实施方式中，所述图纸模型获取模块中图纸数据和模型数据的要求包括准确的轴线定位尺寸，建筑的外观轮廓定位、曲面曲率空间数据、主要结构的形状、尺寸以及构件的角度等，图纸和模型主要是在Revit、 Tekla Structures、AutoCAD、3D MAX、SketchUP或Rhino软件的基础上进行二维或三维建立整体图纸或模型并进行数据传递。

在一个优选的实施方式中，所述深化设计模块包括钢结构设计单元、钢结构构件拆分单元、钢结构碰撞检测单元、深化修改单元以及构件配件出图单元，所述钢结构设计单元是将钢梁、钢柱、杆件、节点连接、螺栓通过BIM 族库导入整体模型中，形成构件施工图并对构件进行初步审核；所述钢结构构件拆分单元是在钢结构设计单元的基础上完成对构件以及结构参数化设置调整，或对整体模型中的构件进行重新组合拼接，完成冲突检查；所述钢结构碰撞检测单元包括钢结构的构件配件之间的碰撞检查和钢结构的构件配件内部碰撞检查，所述钢结构的构件配件之间的碰撞检查是指预制构件的尺寸错误、预制构件外伸钢筋的碰撞以及构件之间、防水搭接、构件管线之间的碰撞，所述钢结构的构件配件内部碰撞检查是指在构件加工的时段对钢筋与预留孔洞的碰撞、钢筋与预留埋件、配电箱的碰撞；所述深化修改单元是指根据钢结构碰撞检测单元出的碰撞报告按照国家规范要求对构件、配件以及预埋件的参数进行调整、细化修改，所述构件配件出图单元是指根据精确生产的要求导出各个构件和配件的详图。

在一个优选的实施方式中，所述AR模块安装在手机、平板电脑或其他可视化显示端，AR模块包括显示单元和类比单元，所述显示单元是指移动显示端获取云服务平台的模型数据利用AR技术在施工现场进行安装位置、走向、高度、朝向以及综合排布进行全方位展示，所述类比单元是指根据现场施工情况进行分析判断，对模型数据进行对比分析是否体现人性化、合理化方案。

6、根据权利要求1所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，其特征在于：所述数字化加工模块是获取云服务平台中BIM模型形成工程清单、工艺流程以及加工方法，所有构件、配件按照设定好的工艺流程进行各种结构的加工、同时匹配不同的工位完成加工，同时利用物联网技术对每个节点的信息流实时监测反馈至数据加工模块。

在一个优选的实施方式中，具体包括下列步骤：

S1、所述图纸模型获取模块获取BIM软件中根据标准绘制建筑设计的图纸数据或模型数据并传输至深化设计模块；

S2、深化设计模块将图纸数据或模型数据中的主要结构和连接结构进行深化并通过通信模块传输至云服务平台；

S3、所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储；

S4、AR模块通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现；

S5、所述数字化加工模块获取云服务平台图纸或模型中构件配件进行细化、分类、智能排版以及数控加工控制。

本发明的技术效果和优点：

本发明具体通过设有云服务平台将BIM软件使用的数据存储处理同一个项目模型数据，缓解软件本身的运行性能问题，另一方面将BIM数据资源整合，让更多工程单位共享数据，减少数据传输错误，通过设有AR模块提供完整的施工现场定位方案减少因施工产生的偏差带来的返工，减少了施工时间成本。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了如图1所示一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法的系统，包括图纸模型获取模块、深化设计模块、云服务平台、通信模块、 AR模块以及数字化加工模块，所述图纸模型获取模块为获取BIM软件中根据标准绘制建筑设计的图纸数据或模型数据，所述BIM软件是指Revit、Tekla Structures、AutoCAD、3D MAX、SketchUP或Rhino绘图软件，所述通信模块为各种数据的传输工具，所述深化设计模块是基于图纸模型获取模块的图纸数据或模型数据中主要结构和连接结构进行深化并通过通信模块传输至云服务平台，所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储，所述AR模块是指移动显示端通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现，所述数字化加工模块用于获取云服务平台图纸或模型中构件配件进行细化、分类、智能排版以及数控加工控制。

S1、所述图纸模型获取模块获取BIM软件中根据标准绘制建筑设计的图纸数据或模型数据并传输至深化设计模块；

本实施例需要具体说明的是图纸模型获取模块中图纸数据和模型数据的要求包括准确的轴线定位尺寸，建筑的外观轮廓定位、曲面曲率空间数据、主要结构的形状、尺寸以及构件的角度等，图纸和模型主要是在Revit、Tekla Structures、AutoCAD、3D MAX、SketchUP或Rhino软件的基础上进行二维或三维建立整体图纸或模型并进行数据传递，本实施例为现有技术，在此不做具体说明。

S2、深化设计模块将图纸数据或模型数据中的主要结构和连接结构进行深化并通过通信模块传输至云服务平台；

本实施例需要具体说明的是深化设计模块包括钢结构设计单元、钢结构构件拆分单元、钢结构碰撞检测单元、深化修改单元以及构件配件出图单元，所述钢结构设计单元是将钢梁、钢柱、杆件、节点连接、螺栓通过BIM族库导入整体模型中，形成构件施工图并对构件进行初步审核；所述钢结构构件拆分单元是在钢结构设计单元的基础上完成对构件以及结构参数化设置调整，或对整体模型中的构件进行重新组合拼接，完成冲突检查；所述钢结构碰撞检测单元包括钢结构的构件配件之间的碰撞检查和钢结构的构件配件内部碰撞检查，所述钢结构的构件配件之间的碰撞检查是指预制构件的尺寸错误、预制构件外伸钢筋的碰撞以及构件之间、防水搭接、构件管线之间的碰撞，所述钢结构的构件配件内部碰撞检查是指在构件加工的时段对钢筋与预留孔洞的碰撞、钢筋与预留埋件、配电箱的碰撞；所述深化修改单元是指根据钢结构碰撞检测单元出的碰撞报告按照国家规范要求对构件、配件以及预埋件的参数进行调整、细化修改，所述构件配件出图单元是指根据精确生产的要求导出各个构件和配件的详图便于准确加工。

S3、所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储；

本实施例需要具体说明的是云服务平台与多个BIM软件相连接，云服务平台包括数据共享模块、数据安全监管模块以及存储模块，所述数据共享模块包括数据交换，有文件、数据库、Web服务三种数据交换方式，数据交换是指数据需求方通过云服务平台申请图纸数据或模型数据从而获取数据，云服务平台的图纸数据或模型数据由同一项目的各工程单位相互协同设计并上传的数据，各工程单位在云服务平台中做好各部分的优化设计，所述数据安全监管模块包括数据恢复单元和数据保密单元，当BIM软件出现软件程序错误时，从云服务平台中恢复数据，所述数据恢复单元的算法通过SOR算法或GS 算法实现数据恢复，所述数据保密单元通过用户数据分配密钥给各个工程单位，客户端生成密钥对数据文件、数据库进行加密，客户端的数据文件、数据湖加密后进行数据封装并上传至云服务平台的存储模块，所述存储模块是指将多个BIM软件处理同一项目的模型数据统一存储至存储模块，以便于解决数据流通的问题，同时也缓解BIM软件的运行性能问题。

S4、AR模块通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现；

本实施例需要具体说明的是AR模块安装在手机、平板电脑或其他可视化显示端，AR模块包括显示单元和类比单元，所述显示单元是指移动显示端获取云服务平台的模型数据利用AR技术在施工现场进行安装位置、走向、高度、朝向以及综合排布进行全方位展示，以减少现场施工的偏差并指导整改和记录，所述类比单元是指根据现场施工情况进行分析判断，对模型数据进行对比分析是否体现人性化、合理化方案。

S5、所述数字化加工模块获取云服务平台图纸或模型中构件配件进行细化、分类、智能排版以及数控加工控制。

本实施例需要具体说明的是数字化加工模块是获取云服务平台中BIM模型形成工程清单、工艺流程以及加工方法，所有构件、配件按照设定好的工艺流程进行各种结构的加工、同时匹配不同的工位完成加工，同时利用物联网技术对每个节点的信息流实时监测反馈至数据加工模块以便减少加工误差产生的返工成本，本实施例为现有技术，在此不做具体说明。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法系统，其特征在于：包括图纸模型获取模块、深化设计模块、云服务平台、通信模块、AR模块以及数字化加工模块，所述图纸模型获取模块为获取BIM软件中根据标准绘制建筑设计的图纸数据或模型数据，所述BIM软件是指Revit、Tekla Structures、AutoCAD、3D MAX、SketchUP或Rhino绘图软件，所述通信模块为各种数据的传输工具，所述深化设计模块是基于图纸模型获取模块的图纸数据或模型数据中主要结构和连接结构进行深化并通过通信模块传输至云服务平台，所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储，所述AR模块是指移动显示端通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现，所述数字化加工模块用于获取云服务平台图纸或模型中构件配件进行细化、分类、智能排版以及数控加工控制。

2.根据权利要求1所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法系统，其特征在于：所述云服务平台与多个BIM软件相连接，云服务平台包括数据共享模块、数据安全监管模块以及存储模块，所述数据共享模块包括数据交换，有文件、数据库、Web服务三种数据交换方式，数据交换是指数据需求方通过云服务平台申请图纸数据或模型数据从而获取数据，云服务平台的图纸数据或模型数据由同一项目的各工程单位相互协同设计并上传的数据，各工程单位在云服务平台中做好各部分的优化设计，所述数据安全监管模块包括数据恢复单元和数据保密单元，当BIM软件出现软件程序错误时，从云服务平台中恢复数据，所述数据恢复单元的算法通过SOR算法或GS算法实现数据恢复，所述数据保密单元通过用户数据分配密钥给各个工程单位，客户端生成密钥对数据文件、数据库进行加密，客户端的数据文件、数据湖加密后进行数据封装并上传至云服务平台的存储模块，所述存储模块是指将多个BIM软件处理同一项目的模型数据统一存储至存储模块。

3.根据权利要求1所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，其特征在于：所述图纸模型获取模块中图纸数据和模型数据的要求包括准确的轴线定位尺寸，建筑的外观轮廓定位、曲面曲率空间数据、主要结构的形状、尺寸以及构件的角度等，图纸和模型主要是在Revit、Tekla Structures、AutoCAD、3D MAX、SketchUP或Rhino软件的基础上进行二维或三维建立整体图纸或模型并进行数据传递。

4.根据权利要求1所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，其特征在于：所述深化设计模块包括钢结构设计单元、钢结构构件拆分单元、钢结构碰撞检测单元、深化修改单元以及构件配件出图单元，所述钢结构设计单元是将钢梁、钢柱、杆件、节点连接、螺栓通过BIM族库导入整体模型中，形成构件施工图并对构件进行初步审核；所述钢结构构件拆分单元是在钢结构设计单元的基础上完成对构件以及结构参数化设置调整，或对整体模型中的构件进行重新组合拼接，完成冲突检查；所述钢结构碰撞检测单元包括钢结构的构件配件之间的碰撞检查和钢结构的构件配件内部碰撞检查，所述钢结构的构件配件之间的碰撞检查是指预制构件的尺寸错误、预制构件外伸钢筋的碰撞以及构件之间、防水搭接、构件管线之间的碰撞，所述钢结构的构件配件内部碰撞检查是指在构件加工的时段对钢筋与预留孔洞的碰撞、钢筋与预留埋件、配电箱的碰撞；所述深化修改单元是指根据钢结构碰撞检测单元出的碰撞报告按照国家规范要求对构件、配件以及预埋件的参数进行调整、细化修改，所述构件配件出图单元是指根据精确生产的要求导出各个构件和配件的详图。

5.根据权利要求1所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，其特征在于：所述AR模块安装在手机、平板电脑或其他可视化显示端，AR模块包括显示单元和类比单元，所述显示单元是指移动显示端获取云服务平台的模型数据利用AR技术在施工现场进行安装位置、走向、高度、朝向以及综合排布进行全方位展示，所述类比单元是指根据现场施工情况进行分析判断，对模型数据进行对比分析是否体现人性化、合理化方案。

6.根据权利要求1所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法，其特征在于：所述数字化加工模块是获取云服务平台中BIM模型形成工程清单、工艺流程以及加工方法，所有构件、配件按照设定好的工艺流程进行各种结构的加工、同时匹配不同的工位完成加工，同时利用物联网技术对每个节点的信息流实时监测反馈至数据加工模块。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种应用于钢结构数字化加工制造的BIM方法系统的方法，其特征在于：具体包括下列步骤：

S1、所述图纸模型获取模块获取BIM软件中根据标准绘制建筑设计的图纸数据或模型数据并传输至深化设计模块；

S2、深化设计模块将图纸数据或模型数据中的主要结构和连接结构进行深化并通过通信模块传输至云服务平台；

S3、所述云服务平台将深化设计模块上的图纸、模型进行数据共享、数据安全监管以及数据存储；

S4、AR模块通过通信模块获取云服务平台的图纸数据或模型数据，利用人机交互技术和AR技术对施工现场进行全方位虚拟展现；

S5、所述数字化加工模块获取云服务平台图纸或模型中构件配件进行细化、分类、智能排版以及数控加工控制。

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