半导体设备项目建筑信息模型BIM与建筑智能化方案.docx

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1、泓域/半导体设备项目建筑信息模型BIM与建筑智能化方案半导体设备项目建筑信息模型BIM与建筑智能化方案xx有限公司目录一、 项目基本情况2二、 公司简介9三、 产业环境分析10四、 光刻机:半导体制程工艺核心环节,将掩膜板图形缩小10五、 必要性分析12六、 BIM技术在运营维护阶段的应用13七、 BIM技术在规划设计阶段的应用16八、 新一代智能制造技术在建筑业的应用26九、 智能建筑与智慧城市30十、 BIM技术特征38十一、 BIM技术应用价值价值40十二、 进度规划方案43项目实施进度计划一览表43十三、 项目投资计划45建设投资估算表47建设期利息估算表47流动资金估算表49总投资及

2、构成一览表50项目投资计划与资金筹措一览表51一、 项目基本情况(一)项目承办单位名称xx有限公司(二)项目联系人武xx(三)项目建设单位概况公司将依法合规作为新形势下实现高质量发展的基本保障,坚持合规是底线、合规高于经济利益的理念,确立了合规管理的战略定位,进一步明确了全面合规管理责任。公司不断强化重大决策、重大事项的合规论证审查,加强合规风险防控,确保依法管理、合规经营。严格贯彻落实国家法律法规和政府监管要求,重点领域合规管理不断强化,各部门分工负责、齐抓共管、协同联动的大合规管理格局逐步建立,广大员工合规意识普遍增强,合规文化氛围更加浓厚。面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态,公司在企

3、业法人治理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索,提升企业综合实力,配合产业供给侧结构改革。同时,公司注重履行社会责任所带来的发展机遇,积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来,公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。本公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念,将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本,在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要,是我们不懈的追求”的企业观念,面对经济发展步入快车道的良好机遇,正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。公司在“政府引导、市场主导、社会参与”

4、的总体原则基础上,坚持优化结构,提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式,补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板,走绿色、协调和可持续发展道路,不断优化供给结构,提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,以提质增效为中心,以提升创新能力为主线,降成本、补短板,推进供给侧结构性改革。(四)项目实施的可行性1、不断提升技术研发实力是巩固行业地位的必要措施公司长期积累已取得了较丰富的研发成果。随着研究领域的不断扩大,公司产品不断往精密化、智能化方向发展,投资项目的建设,将支持公司在相关领域投入更多的人力、物力和财力,进一步提升公司研发实力,加快产品开

5、发速度,持续优化产品结构,满足行业发展和市场竞争的需求,巩固并增强公司在行业内的优势竞争地位,为建设国际一流的研发平台提供充实保障。2、公司行业地位突出,项目具备实施基础公司自成立之日起就专注于行业领域,已形成了包括自主研发、品牌、质量、管理等在内的一系列核心竞争优势,行业地位突出,为项目的实施提供了良好的条件。在生产方面,公司拥有良好生产管理基础,并且拥有国际先进的生产、检测设备;在技术研发方面,公司系国家高新技术企业,拥有省级企业技术中心,并与科研院所、高校保持着长期的合作关系,已形成了完善的研发体系和创新机制,具备进一步升级改造的条件;在营销网络建设方面,公司通过多年发展已建立了良好的营

6、销服务体系,营销网络拓展具备可复制性。国内国产化逐渐起航,从0到1的过程基本完成。北方华创产品布局广泛,刻蚀机、PVD、CVD、氧化/扩散炉、退火炉、清洗机、ALD等设备新产品市场导入节奏加快,产品工艺覆盖率及客户渗透率进一步提高,在集成电路领域主流生产线实现批量销售,产品加速迭代;第三代半导体、新型显示、光伏设备产品线进一步拓宽,出货量实现较快增长。拓荆科技作为国内唯一一家产业化应用PECVD和SACVD设备的供应商,PECVD累计发货150台,广泛用于中芯国际、华虹集团、长江存储、合肥长鑫、厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂,PEALD已实现销售;中微公司介质刻蚀机已经打入5nm制程,新

7、款用于高性能Mini-LED量产的MOCVD设备UniMax2022Q1订单已超180腔;芯源微前道涂胶显影设备在28nm及以上多项技术及高产能结构方面取得进展,并实现多种核心零部件的国产替代,公司前道物理清洗设备已经达到国际先进水平并成功实现国产替代,新签订单结构中前道产品占比大幅提升;华海清科CMP设备在逻辑芯片、3DNAND、DRAM制造等领域的工艺技术水平已分别突破至14nm、128层、1X/1Ynm,到2021年底,公司CMP设备累计出货超过140台,未发出产品的在手订单超70台。Mattson(屹唐半导体)在去胶设备市占率全球第二;盛美半导体单片清洗机在海力士、长存、SMIC等产线

8、量产。精测电子、上海睿励在测量领域突破国外垄断。(五)项目建设选址及建设规模项目选址位于xx,占地面积约55.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。项目建筑面积57151.23,其中:主体工程34026.98,仓储工程8336.61,行政办公及生活服务设施5855.55,公共工程8932.09。(六)项目总投资及资金构成1、项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资19351.13万元,其中:建设投资15819.17万元,占项目总投资的81.75%;建设期利息188.

9、58万元,占项目总投资的0.97%;流动资金3343.38万元,占项目总投资的17.28%。2、建设投资构成本期项目建设投资15819.17万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用13043.25万元,工程建设其他费用2334.60万元,预备费441.32万元。(七)资金筹措方案本期项目总投资19351.13万元,其中申请银行长期贷款7696.96万元,其余部分由企业自筹。(八)项目预期经济效益规划目标1、营业收入(SP):33500.00万元。2、综合总成本费用(TC):29375.91万元。3、净利润(NP):2991.37万元。4、全部投资回收期(Pt):7.54年。

10、5、财务内部收益率:8.47%。6、财务净现值:-2035.00万元。(九)项目建设进度规划本期项目按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设,本期项目建设期限规划12个月。(十)项目综合评价主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积36667.00约55.00亩1.1总建筑面积57151.23容积率1.561.2基底面积21266.86建筑系数58.00%1.3投资强度万元/亩262.092总投资万元19351.132.1建设投资万元15819.172.1.1工程费用万元13043.252.1.2工程建设其他费用万元2334.602.1.3预备费万元441.322.2建设期利

11、息万元188.582.3流动资金万元3343.383资金筹措万元19351.133.1自筹资金万元11654.173.2银行贷款万元7696.964营业收入万元33500.00正常运营年份5总成本费用万元29375.916利润总额万元3988.497净利润万元2991.378所得税万元997.129增值税万元1129.9310税金及附加万元135.6011纳税总额万元2262.6512工业增加值万元8378.9813盈亏平衡点万元17570.58产值14回收期年7.54含建设期12个月15财务内部收益率8.47%所得税后16财务净现值万元-2035.00所得税后二、 公司简介(一)公司基本信息

12、1、公司名称:xx有限公司2、法定代表人:武xx3、注册资本:1110万元4、统一社会信用代码:xxxxxxxxxxxxx5、登记机关:xxx市场监督管理局6、成立日期:2012-10-77、营业期限:2012-10-7至无固定期限8、注册地址:xx市xx区xx(二)公司简介本公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念,将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本,在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要,是我们不懈的追求”的企业观念,面对经济发展步入快车道的良好机遇,正以高昂的热情投身于建设宏伟大

13、业。公司在“政府引导、市场主导、社会参与”的总体原则基础上,坚持优化结构,提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式,补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板,走绿色、协调和可持续发展道路,不断优化供给结构,提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,以提质增效为中心,以提升创新能力为主线,降成本、补短板,推进供给侧结构性改革。三、 产业环境分析区域地区生产总值增长xx%,规模以上工业增加值增长xx%,一般公共预算收入增长xx%,固定资产投资增长xx%,城镇、农村居民人均可支配收入分别增长xx%和xx%。区域生态文明建设暨乡村治理、老旧小区改造、工程

14、建设项目审批制度改革、全域治理超限超载等现场会在区域召开。全力推动新型工业化基地建设、区域经济圈重要支点建设等攻坚突破,奋力开创高质量发展新局面。四、 光刻机:半导体制程工艺核心环节,将掩膜板图形缩小2020年,全球光刻机市场约135亿美元,占全球半导体制造设备市场21%。光刻机市场一直以来在全球设备市场中的比重都较高,具有较高技术难度,并且单台设备价值量也较高,属于半导体制造设备的“皇冠”。光刻机单机价值量高,每年出货数量约300400台。根据ASML、Nikon、Canon三家光刻机财报数据统计,近两年全球光刻机每年出货量大约在300400台之间,整体均价约0.3亿美元。其中主要产品是Kr

15、F约90100台,ArFi约90100台。近几年EUV出货量在逐步增长,全球仅有ASML具备供应能力,每年出货3050台,均价超过1亿美元。光刻机的供给有限,前三大晶圆制造领先厂商占据大部分需求。ASML在2020年一共销售34台EUV光刻机,2021年EUV光刻机的产能将增长到4550台。从历史需求端来看,全球90%以上的EUV光刻机由TSMC、Samsung、Intel三家采购,其他诸如代工厂GobalFoundries、存储厂海力士、美光每年最多采购1台光刻机。ASML主导全球光刻机市场。从光刻机格局来看,2020年ASML占据全球光刻机市场84%的市场空间,Nikon约7%,Canon

16、约5%。ASML具有高度的垄断地位,并且由于EUV跨越式的升级进步,ASML在技术上的领先性更加明显。国内上海微布局前道光刻机设备。上海微电子装备(集团)股份有限公司主要致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务。公司于2002年成立,2006年公司光刻机产品注册商标获得国家工商局批准。五、 必要性分析1、现有产能已无法满足公司业务发展需求作为行业的领先企业,公司已建立良好的品牌形象和较高的市场知名度,产品销售形势良好,产销率超过 100%。预计未来几年公司的销售规模仍将保持快速增长。随着业务发展,公司现有厂房、设备资源已不能满足不断增长的市场需求。公司通过

17、优化生产流程、强化管理等手段,不断挖掘产能潜力,但仍难以从根本上缓解产能不足问题。通过本次项目的建设,公司将有效克服产能不足对公司发展的制约,为公司把握市场机遇奠定基础。2、公司产品结构升级的需要随着制造业智能化、自动化产业升级,公司产品的性能也需要不断优化升级。公司只有以技术创新和市场开发为驱动,不断研发新产品,提升产品精密化程度,将产品质量水平提升到同类产品的领先水准,提高生产的灵活性和适应性,契合关键零部件国产化的需求,才能在与国外企业的竞争中获得优势,保持公司在领域的国内领先地位。六、 BIM技术在运营维护阶段的应用(一)面向运营维护的BIM技术美国国家标准与技术协会(NIST)研究报

18、告显示,每年因计算机辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失高达158亿美元,而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的213。美国建筑师协会(AI)正在考虑如何修改其合同文件,以规范建筑信息模型的迁出流程;实施一种协议结构,以便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自然地从建筑师过渡到业主/运营商,以便使用更有效的数据管理建筑运营维护。目前,国内外已开始研究BIM在建筑运营维护阶段的运用。将BIM三维模型与传统运营维护管理系统相结合,可将BIM模型中存储的大量建筑相关信息,如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件造价和采购等数字信息运用于运营维护管理

19、系统,克服传统的二维运营维护管理系统过程抽象的缺点,实现对建筑物的三维可视化运营维护管理。基于BIM的运营维护管理解决方案,在具体实现技术上往往结合物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等,解决或改善基于BIM的运营维护管理平台可能出现的数据采集、空间定位和运行速度问题。例如,对于数据采集及空间定位问题,可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集,以及现实设备与模型自动匹配,实现空间定位功能;对于系统运算能力的高要求问题,可运用云技术为系统提供强大的计算机存储能力和不同设备间的数据共享。将物联网、云技术、RFID、移动终端等结合起来应用于基于三维展示平台的运营维护系统,不但能为建筑

20、物实现三维可视化信息模型管理,使空间信息与实时数据融为一体,而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力,从而将建筑物运营维护提升到智慧建筑的全新高度。(二)基于BIM的运营维护管理功能基于BIM的运营维护管理通常被理解为:运用BM技术与运营维护管理系统相结合,对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学管理。基于BIM的运营维护管理功能包括以下六个方面。1、运行监控基于BIM模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能,可以查阅供应商、使用期限、联系电话、维护情况等信息,可以查询相应设施在建筑中的准确定位,直观展示设施是否正常运行,以及查询设施历史运行数据,从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换

21、配件,防止事故发生。2、维护计划在建筑物使用寿命期内,建筑物结构及设备需要不断得到维护。BM结合运营维护管理系统,可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,合理制订维护计划,分配专人进行专项维护工作,降低建筑物在使用过程中可能出现的突发状况的概率。对一些重要设施还可以参考跟踪维护工作的历史记录,以便对设施的适用状态提前作出判断。3、资产管理套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平。BIM信息能够直接导入资产管理系统,减少系统初始化的数据准备及人力投入。此外,通过BIM结合RFID的资产标签芯片,还可使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然,快速查询。4、建筑环境分析基于BIM的运营维护管

22、理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、CO2浓度、光照度、空气洁净度等信息数据,并通过开发能源管理功能模块,自动统计分析建筑能耗情况。此外,基于BIM的专业建筑物系统分析软件,可以分析模拟和验证优化建筑性能。5、空间管理基于BIM获取各系统和设备空间位置信息,直观形象且方便查找,提高数据库的准确度,避免数据的重复及错误。基于BM增加建筑设备及空间的管理能力,不仅可以有效管理空间资源,也可以帮助管理团队记录空间使用情况,确保空间资源的最大利用率。6、应急管理基于BM的突发事件应急管理包括预防、警报和处理。利用BIM及相应灾害分析模拟软件,可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程,制定人员疏散、救援支持

23、应急预案。当灾害发生后,通过与楼宇自动化系统结合,及时获取建筑物及设施的紧急状态信息,能清晰地呈现建筑物内部疏散路线,提高应急行动成效。七、 BIM技术在规划设计阶段的应用(一)BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定,故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计,采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段,建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素,因此,创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。(1)场地建模。场地建模包括现状地形

24、建模和现状地物建模两个方面。(2)场地设计。其目的是通过设计,使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体,使场地的利用能够达到最佳状态,以充分发挥最大效益,节约土地,减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。(3)匹配规划设计条件。在设计的前期阶段,匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段,很难做到对指标的实时监控,而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。(4)投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中,其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确,在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够

25、。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主,指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生,而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。(5)BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说,其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施。(二)BIM在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要,因此,方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代,但BIM工具在方案建

26、模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模(1)体量建模。方案构思阶段,设计师往往从概念开始建模,体型确定后再通过具体构建去实现造型。(2)参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系,生成可以灵活调控的计算机模型。(3)体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计,BIM软件在构件化方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟,并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的,因此,不仅对几何模型

27、有较高要求,同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下。(1)能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论,针对建筑进行全年逐时仿真模拟,以预测建筑的能源消耗量。(2)自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟,以获得更高的使用舒适度,并降低不必要的照明及空调消耗。(3)自然通风模拟。自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度,从而为进一步优化设计提供坚实依据,同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。3、建筑可视化分析与表现BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现的同步性

28、,设计者可以实时检视设计成果,同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此,BIM结合虚拟现实技术应用,还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受。(三)BIM在初步设计阶段的应用BIM技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能和形体设计细节,确认结构系统、机电系统方案细节,协调专业设备间的空间关系1、设计准备建立BIM模型对于整个工程设计策划至关重要,其目的在于指导设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模方法、项目进度、图纸编制计划。2、建筑设计消防与疏散优化。消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员聚集、流动、分散等

29、物理过程的场所正常运转或出现应急状况的真实再现,对工程设计起到优化参考作用。3、特殊工艺设备设施系统设计当建筑物用作生产运营场所时,除具有常见的建筑机电设备系统外,通常还会配置特殊的工艺设备设施系统,用于提供工艺生产能力或改善运营服务效率。在初步设计阶段,这些特殊工艺设备设施系统,作为建设工程已形成生产能力的一个组成部分,已成为达成生产服务目标必不可少的支撑系统。4、工程概算近年来随着BIM在我国的快速发展,BIM在工程概算及工程量计算中的应用得到研究与探索,逐步开始改善我国工程概算与实际严重脱节甚至流于形式的情况。(四)BIM在施工图设计阶段的应用施工图设计是建筑设计的重要阶段,借助BIM技

30、术,施工图设计在信息时代发生了深刻变化。以BIM建筑信息模型作为设计信息的载体,将设计信息归总为数字化、数据库,以数据库方式部分代替传统的图纸模式传递设计信息,从而使工程建设信息可以快捷、准确地查询、更新、删除和保存。1、专业模型深化建筑、结构和设备各专业在施工图设计阶段的设计方法和流程与初步设计阶段并无多大区别,施工图设计BIM模型承接初步设计阶段BM模型,以高效保证BM模型在设计周期内流转、传递与深化,为BIM模型在全寿命期流转做好阶段性准备工作。(五)基于BIM的虚拟建造基于BIM的虚拟建造是实际建造过程在计算机上的虚拟仿真实现,以便发现实际建造中存在或者可能出现的问题。采用参数化设计、

31、虚拟现实、结构仿真、计算机辅助设计等技术,在高性能计算机硬件等设备及相关软件本身发展的基础上协同工作,可对建造中的人、财、物信息流动过程进行全真环境的3D模拟,为工程项目各参与方提供一种可控制、无破坏性、耗费小、低风险并允许多次重复的试验方法,可以有效地提高建造水平,消除建造隐患,防止建造事故,减少施工成本与时间,增强施工过程中的决策、控制与优化能力,增强建筑企业核心竞争力。基于BIM的虚拟建造包括基于BIM的预制构件虚拟拼装和基于BIM的施工方案模拟两方面内容。1、基于BIM的预制构件虚拟拼装在预制构件生产完成后,其相关的实际数据(如预埋件实际位置、窗框实际位置等参数)需要反馈到BIM模型中

32、,对预制构件的BIM模型进行修正。在出厂前,需要对修正的预制构件进行虚拟拼装,旨在检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若虚拟拼装显示细微偏差对安装精度的影响在可控范围内,则可出厂进行现场安装;反之,不合格的预制构件则需要重新加工。构件出厂前的预拼装和深化设计过程的预拼装不同,主要体现在:深化设计阶段的预拼装主要是检查深化设计的精度,其预拼装结果反馈到设计中对深化设计进行优化,可提高预制构件生产设计的水平;而出厂前的预拼装主要融合了生产中的实际偏差信息,其预拼装的结果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化,同时对不合格的预制构件进行报废,可提高预制构架生产加工的精度和质量。2、基于BIM的施工

33、方案模拟通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型,可以实现对施工方案进行实时交互和逼真模拟,进而对已有施工方案进行验证、优化和完善,逐步代替传统施工方案的编制方式和操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作时,能预知实际施工过程中可能碰到的问题,提前避免和减少返工及资源浪费现象,优化施工方案,合理配置施工资源,节省施工成本,加快施工进度,控制施工质量,达到提高建筑施工效率的目的。虚拟施工流程。从图中可以看出,虚拟施工是一个复杂的系统工程,不仅包括建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测及最优方案判定等不同阶段,同时还涉及建筑、结

34、构、水暖电、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。(六)基于BIM的施工现场临时设施规划应用BIM技术协调施工现场临时设施规划,主要是为解决多阶段平面布置协调中依靠二维图纸堆叠查看的复杂和各阶段平面布置信息不连续问题。BIM作为工具可代替传统的CAD直接进行施工现场临时设施规划工作。基于建立的BIM三维模型及搭建的各种临时设施,可对施工场地进行布置,合理安排塔吊、库房、加工场地和生活区等位置,解决现场施工场地平面布置问题,解决场地划分问题;通过与业主的可视化沟通协调,对施工场地进行优化,选择最优施工路线。(1)标准化族库建立。为规范模型表现形式、方便模型统一管理,施工现场临时

35、设施规划模型建立前,要依照企业标准、设计图纸、设备选型建立临时设施族库,族库应包含必要的可调参数。(2)主体模型简化。由于施工现场临时设施规划重点在于展现堆场、机具、临时设施布置情况,因此,可对主体模型进行必要的简化处理以降低模型复杂程度,对周围的主要建筑物、道路、环境等以外轮廓形式予以体现。(3)模型信息建立。模型信息是后期施工现场临时设施规划优化调整的重要依据,因此,充足、标准的模型信息对平面布置协调具有重要意义。(4)平面布置模拟。在模型及信息完备的基础上,可对使用紧张的堆场、大重物资和大型设备进场、重型材料吊装进行平面布置模拟,对材料运输路径、堆放场地、起重半径进行复核,从而确定最优化

36、方案。(5)模型信息使用。上述各种模型信息均是日后平面管理的重要依据,通过信息整合,可将孤立的施工现场临时设施规划连续化,形成施工现场临时设施规划变化过程,系统地统筹各阶段平面布置,作为平面管理、分包堆场申请、使用、考核的参考指标。(七)基于BIM的施工进度管理BIM技术应用,有助于提升工程施工进度计划和控制效率。一方面,支持总进度计划和项目实施中分阶段进度计划的编制,同时进行总、分进度计划之间的协调平衡,直观高效地管理施工进度有关信息。另一方面,支持管理者持续跟踪工程实际进度信息,在BIM条件下将实际进度与计划进度进行动态跟踪及可视化模拟对比,进行工程进度趋势预测,为项目管理人员采取纠偏措施

37、提供依据,实现工程进度动态控制。1、基于BIM的施工进度计划基础信息要求BIM模型是BIM施工进度管理实现的基础。BIM建模软件一般将模型元素分为模型图元、视图图元和标注图元。模型图元是BIM模型的核心元素,是对建筑实体最直接的反映。2、基于BIM的施工进度计划编制传统的施工进度计划编制,主要包括工作分解结构的建立、工期估算及工作逻辑关系安排等内容。同样,基于BM的施工进度计划编制,第一步是建立工作分解结构(WB)然后将WBS作业进度、资源等信息与BIM模型图元信息链接,即可实现4D进度计划,其中的关键是数据接口集成。基于BIM的施工进度计划编制流程。(八)基于BIM的工程造价管理在正式施工之

38、前,就可通过BIM5D模型确定不同时间节点的施工进度与施工成本,可以直观地按月、按周、按日观察工程具体实施情况,并得到各时间节点的造价数据,使造价管理与控制更加有效。1、基于BIM的工程造价过程控制利用BIMSD技术可以有效地提高施工阶段造价控制能力和精细化管理水平。(1)施工前期阶段。进行基于BIM的工程量精确计算、计价工作后,基于BIM模型进行施工模拟,不断优化方案,提高计划的合理性,提高资源利用率,这样可减小施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性,减小潜在的经济损失。(2)施工阶段。基于BIMSD模型,可及时生成材料采购计划、劳动力入场计划和资金需用计划等,借助BIM模型中材料数据库信

39、息,严格按照合同控制材料用量,确定合理的材料价格,发挥“限额领料”的真正效用。同时,基于三维模型,自动进行变更工程量计算和计价、工程计量和结算,相应变更和计量记录自动保存,方便查询;并能够实时把握工程成本信息,实现施工成本动态管理,通过成本多算对比提高成本分析能力。八、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式,即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成,不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源能耗,是新一轮工业革命

40、的核心驱动力,是今后数十年制造业转型升级的主要路径。“人-信息-物理系统”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智能制造的技术机理,能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践。(1)传统制造与“人-物理系统”(Human-PhySicalSyStemS,HPS)。传统制造系统包含人和物理系统两大部分,是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务。动力革命极大地提高了物理系统(机器)的生产效率和质量,物理系统(机器)代替了人类大量体力劳动。传统制造系统中,要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务,不仅对人的要求高,劳动强度大,而

41、且系统工作效率、质量还不够高,完成复杂工作任务的能力还很有限。(2)新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”。与传统制造系统相比,智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统,形成“人一信息-物理系统”。随着新一代人工智能技术的发展,“人一信息一物理系统”发生质的变化,形成新一代“人一信息物理系统”。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能,信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力,更具有学习提升、产生知识的能力。(二)3D打印技术1、基本原理(1)建筑3D打印技术作为新型数字建造技术,集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等,采用材料分层叠加的基本

42、原理,由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息,并对其进行一定处理,按某一方向(通常为Z向)将模型分解成具有一定厚度的层片文件(包含二维轮廓信息)然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序,最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动建造,也被称为“增材建造(additivecOnStructiOn)三维模型建立与近似处理。三维建模方法有两种:首先,通过建筑参数化建模软件(如Revit,3Dmax等)直接建模;其次,利用逆向工程(reverSeengineering,RE)或反求工程(如三维扫描等)通过点云数据构造出三维模型。然后用软件将三维模型导出为特定的近

43、似模拟文件,如STL格式文件等,为后续工作做好准备。(2)模型切片与路径规划。将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统,系统对模型进行两步处理用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合,即分层切片处理。将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径,即层片路径规划。2、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征:一体化、体外化和虚拟/物质化的数字。(1)一体化。一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打通,其次是设计与建造的打通。这一切是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的。(2)体外化。体外化则是对待人体与机器的基本态度。机器不是人

44、在思维和身体上的延伸,而是独立于人体,有着与人类不同的能力与思考方式,因此它们应作为“合作同伴(partnerShipp“参与到设计过程中。机器的目的不是主导设计,而是在预设条件下增强人的能力。(3)虚拟化/物质化的数字孪生。虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得直接体现的重要原因,无论是可视化、参数化还是性能化模拟,都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系,也是将可视化信息转化为实体建造的关键,这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能。九、 智能建筑与智慧城市(一)智能建筑智能建筑概念源于美国。美国智能建筑学会认为:智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和

45、管理四个基本要素进行最优化组合,为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。我国智能建筑起步于20世纪90年代,在90年代中后期达到建设高峰。2015年11月正式实施的智能建筑设计标准(GB50314-2015)将智能建筑定义为:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。1、智能建筑基本构成智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和绿色建筑为目标,追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和

46、经济合理。智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能化系统机房工程等组成。(1)信息化应用系统。信息化应用系统是指以信息设施系统和建筑设备管理系统等智能化系统为基础,为满足建筑物各类专业化业务、规范化运营及管理需要,由多种类信息设施、操作程序和相关应用设备等组合而成的系统。信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务等应用功能。(2)智能化集成系统。智能化集成系统是指为实现建筑物运营及管理目标,基于统一的信息平台,以多种类智能化信息集成方式,形成的具有信息汇聚、资源共享、

47、协同运行、优化管理等综合应用功能的系统。智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统组成,采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式,以实现绿色建筑,满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的应用需求为目标。(3)信息设施系统。信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求,将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合,形成建筑物公共通信服务综合基础条件的系统。信息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内信号覆盖系统、卫星通信系统、用户电话交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统、时钟系统等。(4)建筑设备管理系统。建筑设备管理系统是指对建筑设备监控和公共安全系统等实施综合管理的系统,其包括建筑设备监控系统、建筑能效监管系统,以及需要纳入管理的其他业务设施系统,以节约资源、优化环境质量管理为目标,具有建筑设备能耗监测,运行监控信息互为关

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