鋼結(jié)構(gòu)智能建造技術(shù)

許有越 熊杰 謝宇 邱鵬飛 唐金齊 張海峰

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)智能建造技術(shù)是在傳統(tǒng)建造技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷吸收和發(fā)展電子、機械、能源、材料、信息及現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、管理服務(wù)等鋼結(jié)構(gòu)全生命周期的過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、靈活、低耗、清潔的生產(chǎn)技術(shù)模式，取得理想的技術(shù)經(jīng)濟效果的建造技術(shù)，顯著提高建造效率。

關(guān)鍵詞：智能建造；全生命周期；優(yōu)質(zhì)；低耗；高效；靈活；清潔

1 引言

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)智能制造項目要建設(shè)無人化下料中心、智能化鋸鉆鎖中心、智能化機器人焊接中心、自動化立體物流中心等，應(yīng)用MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、生命周期系統(tǒng)、智像監(jiān)控系統(tǒng)、鋼材管理系統(tǒng)等，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件將實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。鋼結(jié)構(gòu)智能建造技術(shù)有明晰的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造管理流程，賦予完整的、可追蹤的編碼系統(tǒng)，為實現(xiàn)數(shù)字化鋼構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

2 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)施工全生命周期的起點，經(jīng)過多年的發(fā)展，公司在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計方面已經(jīng)具備了較好的基礎(chǔ)和條件，所有在建項目3D建模率達到了l00%。在鋼結(jié)構(gòu)標準化建設(shè)方面，相繼編制了《鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計審圖標準》、《深化設(shè)計三維建模》等企業(yè)標準，規(guī)范了3D建模的使用和表達方式。而標準化的鋼結(jié)構(gòu)三維模型又為智能制造的開展提供了數(shù)據(jù)支撐。通過數(shù)據(jù)傳遞實現(xiàn)多平臺的模型數(shù)據(jù)無損傳遞，并更深入的將工程進度、設(shè)計模型等信息進行整合，形成最終的鋼結(jié)構(gòu)BIM模型，為在深化設(shè)計、構(gòu)件制造、材料管理、項目安裝業(yè)務(wù)上的可視化管控提供依據(jù)；并將以工程為單位的結(jié)構(gòu)信息轉(zhuǎn)化為以工序為單位的施工信息，利用BIM管理等技術(shù)，實現(xiàn)建造過程的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實時跟蹤，進一步進行施工進度的全生命周期管理；通過BIM模型的信息整理實現(xiàn)施工過程中的資源需求分析、材料清單下達、存量分析、資源接收等功能，并進一步實現(xiàn)施工資源的有效調(diào)度。在數(shù)字化信息化的基礎(chǔ)上，進一步提高生產(chǎn)過程的可操作性、減少車間人工的干預(yù)、及時準確地采集鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，詳細的編排生產(chǎn)計劃，通過標準化、信息化的方法，提升傳統(tǒng)的管理模式。

3 構(gòu)件自動化生產(chǎn)

通過鋼結(jié)構(gòu)制作加工的新設(shè)備（如引進了數(shù)控切割機、數(shù)控三維鉆床等一大批國際先進的數(shù)控設(shè)備），對已有設(shè)備的改進以及生產(chǎn)管理模式的改變等措施，具備了模型數(shù)據(jù)與生產(chǎn)線相適應(yīng)的數(shù)字化加工條件和能力。同時開展了數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)管理的研究，逐步由單一的程序傳輸，變?yōu)榧a(chǎn)信息監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理等功能的創(chuàng)新，實現(xiàn)了多個加工工序協(xié)同、不間斷的作業(yè)，自動采集加工制作數(shù)據(jù)等管理過程，不但提高制作設(shè)備的利用率，而且促進了諸如智能制造等先進管理模式的發(fā)展.對復(fù)雜多樣構(gòu)件的生產(chǎn)具有重要意義。在此基礎(chǔ)上公司進行了焊接機器人研究、構(gòu)件自動轉(zhuǎn)運傳輸?shù)纫幌盗锌萍紕?chuàng)新課題，通過自主創(chuàng)新進行技術(shù)和設(shè)備改進。并分別在天津現(xiàn)代城、廣州東塔等項目進行了焊接機器人試驗，還在制造基地進行了自動變位運輸裝置試驗等，為下一步自動化設(shè)備的研究與推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)，也為傳統(tǒng)管理難題找到了新的解決途徑，成為鋼結(jié)構(gòu)智能化發(fā)展的新方向之一。

4 信息化應(yīng)用

信息化是鋼結(jié)構(gòu)制造轉(zhuǎn)型升級的重要手段面對企業(yè)規(guī)模的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建造過程中信息能否及時準確地匯總至管理層，跨部門、跨階段、跨區(qū)域的集成管理能否實現(xiàn)，直接關(guān)系到企業(yè)響應(yīng)市場應(yīng)變的能力，也是衡量企業(yè)信息化、智能化管理水平的重要因素。根據(jù)公司目前情況，通過全面、系統(tǒng)的流程，打造了一套適當(dāng)前發(fā)展階段和發(fā)展需求的新版管理模式，以分層、分類、分級的原則做指導(dǎo)，對公司各職能模塊制度流程進行了重新梳理。并進一步根據(jù)新版制度的實施情況及公司發(fā)展的需求，開展了智能化落地及集成管理工作，促進公司持續(xù)向管理智能化、信息化、產(chǎn)品工業(yè)化進軍。同時通過制定標準化的施工流程、構(gòu)建智能化生產(chǎn)線、搭建業(yè)務(wù)一體化管理的信息化平臺，解決鋼結(jié)構(gòu)建造過程中信息共享和協(xié)同作業(yè)的問題。

5 鋼結(jié)構(gòu)全生命周期

目前，鋼結(jié)構(gòu)工程的施工數(shù)據(jù)收集、傳遞、存儲、處理等需要新的思維和技術(shù)：一方面，商業(yè)智能化的普及，讓企業(yè)對數(shù)據(jù)的重要性有充分認識；另一方面，信息化技術(shù)等技術(shù)的興起，打破了企業(yè)原有價值的觀念，需要借助大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，繪制更為全面的運營全景圖。而云計算為信息化所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)提供了很好的存儲空間，使鋼構(gòu)件制作安裝信息實時在線處理成為可能。企業(yè)依托鋼結(jié)構(gòu)工位信息化管理理念，自主開發(fā)了國際首個全過程sd管理平臺——鋼結(jié)構(gòu)全生命周期信息化管理平臺。其核心價值之一，就是解決鋼結(jié)構(gòu)全生命周期過程中的信息管理，在增強過程管理的同時大幅降低施工管理成本，起到追根溯源、實時監(jiān)控的作用。通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，將構(gòu)件信息拆分到各個工序，利用二維碼提取信息，經(jīng)過收集、匯總、傳遞、整合等，各崗位管理人員通過BIM平臺可以實時監(jiān)控，既能指導(dǎo)實際工作，又能將施工成果匯集于信息平臺，使項目管理人員對鋼構(gòu)件信息做出正確理解和高效共享，建立起了一套鋼結(jié)構(gòu)智能化施工，全方位追溯管理體系，信息化反饋和工程預(yù)警機制，實現(xiàn)了平臺可視化的管理，也是將智能工業(yè)化的管理理念，首次應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的管理成果。可以從根本上提高施工管理效率，減少人機物料的浪費，增強項目管控力度，為企業(yè)運營以及決策提供有力支撐，提升鋼結(jié)構(gòu)工程智能化、信息化管理水平。智能制造是鋼結(jié)構(gòu)制造轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展方向，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)是典型的面向訂單工程型企業(yè)，產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)重復(fù)程度低、制造周期長、生產(chǎn)過程中變更頻繁等特點。并且一般是多項目同時運作，產(chǎn)品制造處于多項目環(huán)境下，企業(yè)管理的復(fù)雜性和難度大大增加。

6 結(jié)語

從目前施工角度來看，鋼結(jié)構(gòu)建筑市場的迅速擴張決定了制造、安裝領(lǐng)域智能化、工業(yè)化、信息化、集成化的迫切需要。從長遠角度來看，國內(nèi)外建筑市場非常廣闊，同時我國建筑施工企業(yè)的整體創(chuàng)新能力還有待加強，需要我們創(chuàng)新思維，在新設(shè)備、新材料、新工藝、新技術(shù)方面不斷創(chuàng)新，形成鋼結(jié)構(gòu)全生命期、全方位的數(shù)字化管理，對中國鋼結(jié)構(gòu)進行一次信息化變革，促進建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

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