9.4.4 数字化建造与虚拟施工指导
制造行业目前的生产效率极高，其中部分原因是利用数字化数据模型实现了制造方法的自动化。同样，BIM结合数字化制造也能够提高建筑行业的生产效率。通过BIM模型与数字化建造系统的结合，建筑行业也可以采用类似的方法来实现建筑施工流程的自动化。建筑中的许多构件可以异地加工，然后运到建筑施工现场，装配到建筑中(例如门窗、预制混凝土结构和钢结构等构件)。通过数字化建造，可以自动完成建筑物构件的预制，这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件不仅降低了建造误差，并且大幅度提高构件制造的生产率，使得整个建筑建造的工期缩短并且容易掌控。
BIM模型直接用于制造环节还可以在制造商与设计人员之间形成一种自然的反馈循环，即在建筑设计流程中提前考虑尽可能多地实现数字化建造。同样与参与竞标的制造商共享构件模型也有助于缩短招标周期，便于制造商根据设计要求的构件用量编制更为统一的投标文件。同时标准化构件之间的协调也有助于减少现场发生的问题，降低不断上升的建造、安装成本。图9-26所示为BIM结合其他数码技术以及制造业中的先进技术在施工期的相关应用。
图9-26 BIM在建筑幕墙实现数字化建造与虚拟施工的探索
图9-26所示为华建集团建设咨询公司提供的一个研究课题，基于逆向设计与VP(Virtual Prototyping，虚拟原型)提升建筑业生产力的实证研究。所选的实证工程位于浙江省湖州市，坐落于太湖边的高端酒店。由于复杂的建筑外立面，为了保证能够达到预期的设计效果，50%以上的面积需要制作成双曲面的异形玻璃幕墙，幕墙承包商在现场对钢龙骨进行实测汇总生产参数花费了超过三个半月的时间。尽管花费了如此多的时间进行现场数据的采集，在接下来的现场安装过程中发现，仍有部分双曲面的玻璃幕墙与钢龙骨的契合度偏差过大，影响施工质量。通过组建一支包括项目管理人员、设计人员、三维扫描技术人员、BIM工程师、玻璃幕墙工程师、监理等成员在内的课题组，经现场勘查讨论，借鉴制造业中的逆向设计及VP技术，以国家快速制造中心ABS工程塑料为模板进行建筑幕墙施工质量提升的研究，具体研究路线如下：
对目标玻璃幕墙进行三维扫描数据采集，形成三维扫描点云数据模型(图9-26(左))；(https://www.daowen.com)
(1)点云数据模型与原始BIM设计模型对比，由设计决策玻璃的生产参数，根据制成龙骨形状调整下一环节工序；
(2)根据钢龙骨三维扫描点云数据，拟合贴合钢龙骨的玻璃BIM模型指导玻璃生产加工制作；
(3)对新生产的目标玻璃进行三维扫描形成数据模型，在BIM平台将目标玻璃幕墙与钢龙骨及附件的三维数据模型进行虚拟拼装以验证可行性(图9-26(右)、图9-26(下))；
(4)虚拟拼装通过后，进行现场实际施工安装，检验课题研究成果；
经过上述研究流程实践制作的塑料幕墙被运抵施工现场，经专业施工人员现场安装后的效果可以发现，幕墙与目标钢龙骨之间的最大缝隙小于1.6mm，远高于国家规范所规定的缝隙控制标准。此次对复杂异形玻璃幕墙制作安装新模式的探索取得了预期成效。