虚拟施工技术研究和开发的最终成果应是一个对运行硬件要求较低、面向一般建筑工程施工、具有良好通用性的软件系统。从目标上分析,我们设想其软件体系的开发应包含几种模块和功能。
4.1.施工组装模型设计系统将二维图纸变化成实体,并且可视化施工过程。施工组装模型系统应具备设计参数查询功能,并尽量具有造价计算功能。可以依据实际要求对各种构件、组件等进行变更和再生成,并且可以进行设计优化和生成设计交底等文档。其系统组成如图2所示。 4.2.施工方案制定系统主要用于对不同施工方案的比较、显示和分析。要求系统能对施工过程进行模拟,分析技术经济指标和关键工序等,最终根据工程特点和外部条件并结合相关专家的经验促成施工方案的完善,并直观显示出施工方案的主要工序过程。系统的主要模块包括工序的操作过程和干扰情况分析,主要构件和设备施工的力学分析,危险情况下的报警显示等。同时具备技术库和定额库,为施工方案的制定提供基础。其系统组成如图3所示。
4.3.施工管理系统主要用于模拟项目管理人员的生产组织、试验、分析并寻找最佳的施工管理措施,辅助解决施工过程中的“四控制、四管理和一协调”。系统模块主要应包括施工进度生成、成本控制和质量保证,以及对施工现场各要素进行的协调和管理等。其系统组成如图4所示。
虚拟施工系统的开发以利用一些先进的软件为基础,以二次开发为主。当然系统的研究是一个复杂的过程,需要多方的协作。根据目前实际情况,虚拟施工技术的研究开发大体可以分为三个阶段:
1)试验阶段:主要目的是通过一些工程实践寻找一些适合虚拟施工体系开发的相关软件,同时探索二次开发的软件设计方案和软件的接口方式。
2)研究开发阶段:主要目的是通过逐步建立符合建筑施工实际过程的各种外挂模块和素材库,初步形成一定的应用平台,为实际工程的快速应用和具体设计提供基础。
3)完善和商业化阶段:主要是对已成体系的软件进行完善,同时实现向低档工作站或高档微机移植使其能够成为商品软件和通用软件。
5.结语
虚拟施工技术是一门新兴学科,尚未形成体系。国外对理论的研究主要集中在三个方面:首先,是对施工自身理论的研究,它奠定了虚拟施工的理论基础;其次,是施工领域的可视化仿真、精益建造、敏捷建造等相关研究工作,它们构成了虚拟施工的技术支撑体系;第三,是虚拟现实技术在建筑行业的应用,这主要涉及软件研制和系统开发。
从技术发展看,虚拟施工技术的广泛应用将从根本上改变现行的施工模式,对相关行业也将产生巨大影响。为此需要不断进行研究,逐步建立起理论和技术体系,使其成为建筑业信息化的一个重要方面。应用虚拟施工技术是一个必然趋势,它将开创一个全新的数字化施工新时代。
参考文献
1.Martinez Julio C, loannou Photios G. General-Purpose Systems for Effective Construction Simulation. Journal of Construction Engineering and Management,1999(7/8):265一276
2.张希黔,张利。 虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用现状和展望施工技术,2000(8)
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