[发明专利]一种基于DT-BIM的装配式预制构件信息融合管理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于DT‑BIM的装配式预制构件信息融合管理系统及方法，所述系统包括BIM建模服务子系统，用于使用BIM技术对预制构件进行三维建模、优化、动态施工模拟及预制构件模型信息输出；DT生产管理子系统，用于通过车间服务模块与物理车间模块、虚拟车间模块之间的双向数据连接，利用数字孪生技术将实现物理车间和虚拟车间的虚实映射和实时交互；大数据联合子系统，用于接入和存储数据及融合数据；跟踪定位子系统，用于对预制构件模型信息编码，生成身份标签，并进行信息追踪。总之，本发明通过将多源数据进行有效集成、消除信息孤岛，实现上下游联合管理，从而在整体上提高了管理效率及生产效率。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种基于DT-BIM的装配式预制构件信息融合管理系统及方法。

背景技术

现阶段国家大力推行住宅产业化，住宅产业化就是指用工业化生产的方式来建造住宅，即主要进行装配式混凝土构件体系施工。装配式建筑施工与以往的湿作业相比，在施工效率上有一定程度上提高。

装配式建筑是指用预制构件在工地装配而成的建筑。其主要特征是设计标准化、生产工厂化、施工机械化、机电装修一体化、管理信息化，随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就成了，这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。

随着产业化的推行，平面二维图已经满足不了建筑施工单位的需要，尤其是复杂构件，同时在施工过程中，建筑施工单位还面临着预制构件精细化管理难度大、设计与施工无缝对接难度大、专业化施工能力培养难度大等问题，从而造成生产构件时的返工或临时调整，影响生产进度。虽然现有技术中利用利用建筑信息模型(BIM)技术进行预制构件的三维建模及施工模拟，用于解决上述技术问题，但是对于预制构件的实际生产则容易出现纰漏，因此导致预制构件不能按照正常工序进行生产以及在预制构件生产时存在很多质量问题。

数字孪生(DT)技术是实现物理与信息融合的一种有效手段，可对物理对象的各类数据进行集成，并能够基于模型优化物理对象，可弥补BIM技术中对预制构件的实际生产管理薄弱的缺陷。

发明内容

针对以上存在的技术问题，本发明提供一种基于DT-BIM的装配式预制构件信息融合管理系统及方法。

本发明的技术方案为：一种基于DT-BIM的装配式预制构件信息融合管理系统，包括BIM建模服务子系统、DT生产管理子系统、大数据联合子系统；

所述BIM建模服务子系统包括构件建模模块、优化调整模块、动态模拟模块、模型输出模块，所述构件建模模块用于使用BIM技术对预制构件进行三维建模；所述优化调整模块用于对所述预制构件的三维模型进行碰撞检测；所述动态模拟模块用于使用BIM技术对预制构件进行施工动态模拟；所述模型输出模块用于将预制构件的几何尺寸和物料信息进行匹配，并输出预制构件模型信息；

所述DT生产管理子系统包括物理车间模块、虚拟车间模块、车间服务模块，所述物理车间模块包括物理车间单元和数据通信与转换单元，所述物理车间单元用于对预制构件进行实际加工；所述数据通信与转换单元安装在物理车间单元内，用于在实际加工中感知、接入、融合异构多源实时数据；所述虚拟车间模块包括多维模型构建单元、多维模型验证单元、多维模型映射单元，所述多维模型构建单元通过虚拟现实、增强现实、三维建模及仿真技术构建车间多维模型；所述多维模型验证单元用于对车间多维模型的有效性和正确性进行多项验证；所述多维模型映射单元用于对车间各维模型间的关联与映射关系进行研究与分析，使各模型具备评估、演化、推理能力；所述车间服务模块与模型输出模块之间通过单向数据连接，用于接收模型输出模块输出的预制构件模型信息，生成初始生产计划；车间服务模块还分别与物理车间模块、虚拟车间模块之间通过双向数据连接，生成的孪生数据用于实现物理车间和虚拟车间的虚实映射和实时交互，对生产计划进行仿真、修正和优化，最终生产出预制构件实体；