6.4.4 BIM技术在制梁场生产阶段的协调管理
鉴于制梁场的特殊性，生产阶段中箱梁制作环节最重要、最复杂，有人员构成复杂、大型机械多、设备布置密集、场地区域范围广的特点，对管理水平要求较高，因此，本项目中使用BIM技术进行优化和管理，可有效提高运营阶段的生产效率和安全生产水平。
6.4.4.1 优化人员调配
根据甲方施工进度计划并结合当地的实际交通条件与制梁场预制箱梁工艺细则要求，制梁场采用后张法预应力混凝土箱梁预制工艺需按时交付32.6 m双线无声屏障预制箱梁156片、32.6 m双线有声屏障预制箱梁14片、24.6 m双线无声屏障预制箱梁26片、32.6 m双线有声屏障预制箱梁3片、32.6 m单线无声屏障预制箱梁42片、24.6 m单线无声屏障预制箱梁3片。在保证生产质量的前提下，通过构建数学模型、调整台座之间的生产时间间隔的方法，降低制梁工序生产人员峰值人数并制定生产人员时间表，为后续使用BIM技术优化管理提供数据。
1. 模型构建与变量选取
根据金台铁路的工期要求与设计规划，制梁场配置制梁台6座，建立数学模型前首先明确：
（1）制梁工艺，人员调配及工艺要求时间严格按照生产规定严格执行。
（2）6个制梁台座生产彼此独立互不干扰。
（3）前期准备工序，例如钢筋、混凝土加工及在生产环节过程中吊装模板施工等准备工序按生产规定进行，保证不能因准备工序拖延影响后续的生产计划。
（4）本项目仅考虑在正常情况下的人员及时间安排，不考虑因极端气象、人为因素或其他不可抗力因素造成的时间及人员偏差。
（5）根据生产要求，为保证箱梁生产的质量，需严格遵守生产标准，生产工序之间不设时间空档。生产单个箱梁所需占用制梁台座及内模时间、具体流程细节见表6-1。制作单个箱梁工序流程所需时间及生产人员数量之间的关系见表6-1。从表中可以得出，若6个梁座同时开始生产，所需生产人员峰值数量可达22×6=132人。因此，需要制订各个台座工作时间表，以达到人员调配方面的合理调配。
表6-1 箱梁生产工艺所需时间、工作人员数量和使用机械
2. 优化分析结果
使用软件将数据进行叠加计算，以避免峰值交错的原则得出各个台座最佳时间表。依据6个制梁台座的生产工序所需生产人员数量，在工序时间保持不变的情况下，将生产人员数量及生产时间编组，通过叠加的方法得到最佳方案。
经计算得出优化后生产工作人数峰值人数为35人（6个台座同时参与生产工作的人分别为22人，5人，2人，2人，2人，2人）。此时，以0时为时间起点，优化后的6个台座之间开始时间分别为：1号台座：0时开始；2号台座：16时开始；3号台座：32时开始；4号台座：48时开始；5号台座：64时开始；6号台座：80时开始。
根据计算结果，得出优化后生产人员总数随时间变化关系如图6-3。(https://www.daowen.com)
图6-3 优化后生产人员总数随时间变化关系
使用Navisworks软件中的Time Liner功能将优化后得出的生产人员时间表进行记录，包括生产人员时间表、生产人员个人信息、进度报告等，方便各方利用BIM系统进行查验与管理项目中的各项动态信息。通过BIM系统管理平台发布生产动态，实现了工程信息的公开透明，降低各方因交流不畅所造成的经济损失。
6.4.4.2 优化机械设备
位置使用BIM管理软件Navisworks预先对大型机械的位置模拟布设，结合台座使用时间表制订机械设备使用时间表，设定生产过程中机械设备的运行轨迹，布设人员危险区与设备横移区，保障生产工作的安全稳定，同时提高了机械设备的利用率。
1. 时间表设计
根据预制箱梁工艺细则，在箱梁预制过程中，主要涉及的大型机械有：单线模板（包括外膜和内膜）、双线模板（包括外膜和内膜）、钢筋笼吊具、智能张拉设备、压浆机、搅拌机、拔管机、900T提梁机、80 t+80 t（10T）钢筋笼吊装门机、混凝土泵送机、混凝土布料机、插入式振捣棒、附着式振捣器、喷淋养生设备等。
由生产流程对机械进行分类，根据台座使用时间表制订机械设备使用时间表，利用Navisworks软件TimeLiner功能对生产时间和机械进行匹配。表6-1给出了各个生产工艺所需要使用的机械。
运用TimerLiner功能将Revit软件中的机械族模型与对应的工艺流程进行匹配链接，得到具有机械模型定义属性的时间表。图6-4给出了生产工艺过程中的机械使用信息，为下一步生产机械设备轨迹优化做准备。
图6-4 生产工艺过程中的机械使用信息示意图
2. 机械设备轨迹优化
根据6个台座对应的工序时间表，使用Navisworks软件的Animator功能模拟机械设备的移动轨迹及机械设备的使用情况，对厂区的机械设备使用实行统一调配。运用BIM软件规划生产过程中各个节点中机械设备的放置位置，避免生产过程中发生因机械设备占用或位置不当造成的窝工及不安全事件的发生，保证生产阶段的安全稳定，提高了制梁场整体的综合管理水平。
图6-5显示的是使用Navisworks软件进行模拟生产的界面。采用Animator功能设置生产工序时间表，并在生产节点下添加需要使用到的机械设备。设置完毕后进行模拟生产，优化机械位置与机械设备的移动轨迹，避免机械设备碰撞；设置设备横移区及人员危险区，减少与人接触的可能性，避免安全事故的发生。同时，在这个过程中实现对整个厂区的设备统一调度，统一管理，提高了设备利用率，减少设备成本支出。
图6-5 生产过程中大型机械的使用动画