机电工程数字化交付方法研究及应用

机电工程数字化交付方法研究及应用

张俊

机械工业第六设计研究院有限公司 邮编：450007

摘要：社会经济发展速度加快，国家对基础设施建设投入逐年加大，建筑行业得到了空前发展。传统“人海战术”式的建筑生产组织方式，因其对人工劳动严重依赖、简单重复劳动多、科技含量低，使得建筑施工行业作业效率普遍低下、原材料消耗大、环境污染等问题愈发严重。这种现场施工、现场砌筑、人随项目走的习惯性做法，已经不符合当今世界“节能减碳”“绿色环保”的发展要求，同时，由于传统、粗放的产业经营方式导致的高成本、低效率也极大地影响了建筑企业的盈利能力，使建筑行业成为微利行业。如何才能扭转这种被动局面，提升我国建筑业整体发展质量和可持续发展能力，使建筑业作为国民经济支柱产业能真正与国际接轨，进而更好地参与国际竞争。借鉴国际先进企业的成功经验，国内众多建筑企业纷纷试水工厂化生产。

关键词：机电工程；数字化交付；研究及应用

引言

机电工程技术是工业制造和自动化控制领域内的核心技术之一。近些年，在计算机科学技术、自动控制技术、大数据云计算和人工智能技术的推动下，机电工程及其自动化获得了m极大的发展，并在工业制造、电网建设、智能建筑等领域发挥着核心作用。对机电系统的需求功能进行分解，探讨了机电工程技术的应用价值和现阶段存在的问题，并对机电工程自动化的发展趋势进行了分析和展望。

1机电工程技术应用存在的问题

目前，机电工程技术的应用在中国仍处于起步阶段，还存在一些具体问题，如机电工程技术的应用难度较大，缺乏能够熟练使用机电工程技术和自动化技术的优秀人才，此外由于新技术的投入较大，企业对于引入机电工程技术的热情不高。机电工程技术及其自动化，在实际应用过程中要求操作者具有良好的理论知识、实践技能和职业素养，对技术人才和操作人员均提出了较高的要求。在实际应用机电工程技术时，还会遇到不同的新问题，因此该类技术的实际操作难度较大。机电工程设备系统本身的设计复杂度和组装难度均较大，与之匹配的软件系统功能复杂，尤其是程序的编写具有较大的难度，给技术人员的维护和操作者的使用，增加了更多的困惑。机电工程技术从项目引入到形成生产力并为企业创造价值，是一个较长的周期，需要企业持续不断地投入资金，并培养和积极招募机电工程技术领域内的高端人才。而目前对于企业而言，所面临的实际情况是技术资金投入不足和高端技术人才极为匮乏，结果导致了企业的机电工程技术项目推进迟缓，难以为企业创造更大的价值。

针对机电工程技术应用过程中存在的问题，首先需要解决的是技术资金的投入和人才的培养。一方面，企业管理层应从长远视角考虑，做好机电工程技术资金投入的中长期规划，在制定企业全面预算时考虑到相关的技术投入问题，将技术投入成本费用均摊到每一个会计周期内。机电工程技术资金的稳定投入将会给企业未来发展带来巨大的收益。另一方面，培养和引入高端技术人才是处理好机电工程技术应用的核心手段。

2应对措施

2.1机电设备安装数字化施工

在传统机电安装施工过程中，工程师仅仅依靠现有的设计或施工图纸来指导施工，工程师之间的沟通交流均以纸质版图纸为基础，不仅携带不方便、容易破损或丢失，而且由于纸质版图纸信息量较少，不利于工程师参照整体设计理念来掌握该部分设计意图。对于现场交底来说，由于具体施工人员素质参差不齐，仅靠纸质版图纸无法准确将图纸信息或施工重点进行传达。同时，施工现场出现设计变更或方案调整时，一般采用纸质核定单的方式与设计方进行沟通，不仅极易造成工程信息的遗漏，且纸质核定单流转周期长，容易造成工期延误。随着信息化技术的发展，BIM移动管理平台逐渐在机电安装施工过程中得到推广应用。该平台可直接将各类机电管线的BIM模型进行加载应用，不仅方便了工程师之间的交流沟通，也利于从整体设计意图来控制现场施工。同时，通过三维模型的形象化展示（如三维图纸、三维漫游及工艺预演等）可清楚地表达各类机电管线的位置关系，降低机电工程施工对现场作业人员素质的要求，进一步提升工程施工质量。同时可通过手机移动客户端将BIM模型应用于机电安装作业的现场检查及流程管理，如检查人员在施工现场发现问题，可直接在手机移动端进行文字记录，并拍摄现场照片进行形象化阐述，减少不必要的沟通障碍。另外，可将检查结果传输至云端服务器并发送至指定责任人或上级管理人员，提醒项目相关方在规定时间内进行整改。责任人在接收到具体整改指令后，下达整改措施，并在完成整改任务后将整改结果传输至云端服务器，并提醒上级管理人员或检查人员进行整改核实，最终完成整个整改工作的闭环流程。

运用基于BIM技术的深化设计图纸提供的准确数据对现场安装的支架管线位置进行定位，使用红外线激光定位设备对定位进行标注。按设计图集安装管线支架时，应同步考虑管段的安装方式和顺序。部分支架同时兼备吊装支架的功效，在设计时应一并考虑。将预制管段按装配设计图纸预设的安装流程逐段装配完成。对于调整段进行二次测量，待加工后拼装完成。安装完成后应核对装配设计图纸，并对安装质量外观完整性进行检查，合格后再进入下道工序施工。根据装配化施工的特点，应尽量采用机械化运输和安装模式，结合各类激光红外线定位仪器的使用，加快安装施工的进度。

2.2结构化信息数据库

收集并整理项目建设期信息数据及文档资料，建立机电工程信息数据库，包括构件参数信息及相关文档资料等。构件参数信息分为身份信息、设计信息、采购信息、产品信息、施工信息、维保信息等六类。相关文档资料则包括设计图纸、产品说明书、质量证明文件、操作手册、检测报告等。

同时，通过开发数据库数据管理界面，实现通过构件编码快速查询对应设备相关信息、文档资料，数据库数据的上传、查询、更新、删除等功能，大幅提高了苏锡常南部高速太湖隧道项目数据库维护的工作效率。

2.3数字化二维码分拣

管段运至现场后逐一扫描管段上的二维码以核对送货清单的数量及观感质量验收，确认无误后方可卸车，并根据二维码显示的楼层位置进行分拣和场内运输。分拣时应按照二维码信息核对管段的楼层及区域，将同一楼层及区域的管段集中运至相应楼层及区域，核对装配图纸后将管段搬运至指定区域安装。通过二维码的信息收集和整理，完成了进出库台账的自动生成，避免了漏登记和重复登记及现场材料分拣混乱等情况的发生。二维码技术的应用，一方面确保了配送的顺利开展，保证现场准确领料，以便预制化绿色施工顺利开展；另一方面确保了信息录入的完整性，从管段的生产到维护的全生命周期，所涉及生产制造到供应链管理等各方面，对技术创新、产业升级、行业优化及提升管理和服务水平具有重要意义。其亮点还在于二维码技术在预制加工的配套使用中开创了另一个新的应用领域，即运用二维码技术可以实现预制工厂至施工现场各阶段的数据采集、核对及统计，确保仓库管理数据输人准确无误，实现精准智能、简便有效的装配管理模式，亦为后期数据查询提供强有力的技术支持，开创了数字化建造信息管理新革命。

结语

数字化施工技术对于传统施工而言是一种全新的尝试与创新，与传统现场施工工艺相比，数字化施工工艺能够提高整体施工效率，节约现场机械及措施费用，节省现场不必要的材料浪费。在施工工期方面，通过数字化施工这种创新性施工工艺，可大幅提高现场施工效率，缩短安装工期，且构件预制加工不受施工作业场地的影响。在施工质量方面，数字化施工技术能有效保障现场的安装质量，确保整体管道施工满足设计及施工规范的要求。

参考文献

[1]张伟.BIM技术在市政地下道路工程设计中的应用与发展前景展望[J].消费导刊,2020,(6):50.

[2]杨利君.基于BIM的现场测绘和放样技术.[J]建筑工程技术与设计,2016(13):529.