
中建科工基于管理數字化和裝備智能化進行探索,圍繞“虛擬+現實”“工廠+現場”的協同,打造前中后臺的全專業指揮體系和全生命周期平臺。
中建科工集團有限公司(以下簡稱“中建科工”)是中國最大的鋼結構產業集團、國家高新技術企業,隸屬于世界500 強中國建筑股份有限公司。公司聚焦以鋼結構為主體結構的工程、裝備業務,為客戶提供“投資、研發、設計、建造、運營”一體化或核心環節的服務。
中建科工緊緊圍繞高質量發展目標,構建科技與工業核心“雙引擎”,實施“投資+建造”“產品+服務”的發展路徑,不斷延伸業務領域,致力于打造世界一流的創新型、資本型、全球型企業,致力于成為預制建筑產品的開發商和產業集成商。中建科工通過鋼結構專業承包、施工總承包、EPC 等模式在國內外承建了一大批體量大、難度高、工期緊的標志性建筑。
中建科工圍繞鋼結構智能制造,大力推進技術創新、產品創新和管理創新,在智能工廠管理云平臺、設計協同、機器人、智能產線等方面積極探索,構建起以鋼結構裝配式建筑、智慧車庫、慢行設施等產品為代表的新一代建筑工業化產品體系,培育并形成了一批以智能制造生產線、模塊化建筑等為代表的具有核心知識產權和科工特色的研究成果,逐漸走出了一條規模、質量、效益穩步協調發展的“鋼結構+”特色道路。
《報告》編寫組在調研中了解到,中建科工研發了國內首條重型H 型鋼結構智能制造生產線,2017 年入選工業和信息化部“智能制造綜合標準化與新模式應用項目”。作為一條智能化的鋼結構模塊化生產線,它實現了自動上料、自動物流、自動翻轉、智能焊接等功能,改變了傳統制造模式,不再嚴重依賴人工數量與技能水平,生產效率相比人工手工生產大大提高。同時,中建科工通過自身實踐經驗,形成了焊接參數數據庫與大數據分析模型,對生產線進行全面升級,通過智能焊接裝備的研發與應用實現核心工序的自動智能化焊接,拉通材料傳輸、監測、控制等工藝流程,打造了人機料集成的管控系統,大大提升作業效率。

在強調工廠智能化生產的同時,中建科工也致力于施工現場建造裝備的研發,不斷提高機械化、自動化作業水平,包含從測量、切割、運輸、安裝到表面處理等全流程全套工序的機器人。例如開發了自動化墻板安裝機器人,實現了墻板從抓取到安裝就位的全過程自動化,能夠有效減少人工,提高現場墻板安裝效率及安裝質量,降低現場施工安全風險;研發的墻板數控無塵切割設備,可以實現板材現場切割過程的數控機械化和無塵化,在提升板材切割質量的同時,極大減少現場墻板切割產生的粉塵和噪聲,保障人員健康。中建科工在智能建造裝備方面已經形成系列研發產品,并對外銷售和服務。
中建科工基于管理數字化和裝備智能化進行探索,圍繞“虛擬+現實”“工廠+現場”的協同,打造前中后臺的全專業指揮體系和全生命周期平臺。通過這些平臺的全面協同,將二維圖紙和三維設計模型進行同步,形成整體解決方案和管理模式,從而提升項目現場人機料的管理效率。
針對鋼結構裝配式的施工特點,中建科工打造了基于BIM 技術的整體解決方案,包含進度管理、構件追蹤、物料管理和設備管理等管理系統。可以實時分析項目的安裝進度,對鋼結構裝配部件進行物流追蹤,實時反饋部件的運輸位置;在部件到達項目現場之后,還可以提供現場堆放的方案,包括部件搜索、調用的信息管理等。同時集成智能定位、視頻監控、工地廣播塔、智能燈控、智慧噴淋、塔吊防碰撞等感知系統,感知項目建造全過程,對項目現場進行智慧管理,從而實現智慧建造、綠色建造和生態建造。
在項目建造過程的不同環節,中建科工利用大數據、云計算等先進技術,運用信息化、數字化的管理手段,提升精細化管理水平,建成了由總部貫穿至項目的多層級管理駕駛艙,提供多維度精準的數據服務,實現了企業各管理層級、各業務系統的全覆蓋。
深圳南山智谷產業園項目是中建科工集團攜手深圳大沙河創新產業園建設開發有限公司、深圳招商房地產打造的重點項目,項目位于留仙洞東側,雄踞沙河西路核心地段,占地面積約4.5 萬平方米,總建筑面積約42 萬平方米,旨在打造生產、生活、生態“三生共融”的第五代科技生態園標桿。建成后將成為南山“科技創新+總部經濟”雙輪驅動戰略的抓手、南山“智系品牌”中最具總部范的園區,同時也是南山區在建重點項目。
該項目依托中建科工“BIM+5G+AR”智能建造協同平臺、智慧化工程指揮中心,針對項目難題,開展了技術創新、方法創新和方案優化。中建科工運用智慧工地技術,實現現場無人機監控,并且把三維空間掃描建模技術和三維BIM 技術相結合,實現同一地點,不同時間的模型變化對比,進而達成工程進度和隱蔽工程檢查的數字化管理。同時將二維圖紙和三維BIM 模型進行自動關聯,實現現場可視化查看和管理。
深化設計階段,基于BIM 技術的多專業協同深化設計,建立了鋼結構及鋼筋模型,對節點鋼筋進行碰撞檢查以及排布模擬,優化施工方案。同時借助AR 技術將相關工藝流程、質量要求做數字化交底,避免后期鋼筋安裝不上或鋼結構后期取孔等問題。
在施工過程中,借助現場圖紙AR 交底、動態預演重難點施工模擬、可視化交底、三維模型輔助技術復核等提高了施工效率,同步配合鷹眼、無人機巡查、智慧化工程指揮中心助力科學決策,精準施工。
調研中,中建科工表示目前設計軟件的國產化水平和基礎較為薄弱,與機器裝備和制造裝備的集成度不足。例如測試軟件和機器裝備的集成,國外可通過一體化處理直接在設備上進行加工,但我們目前還需要經過一系列轉換,相關軟件與機器人的結合還需要后續不斷研發。
因此,智能建造發展一方面需要政策性指引,不僅需要國家層面的政策支持,更需要各個地區和相關部門的引導落地。另一方面,智能建造發展也需要加大裝配式技術和產品的應用與推廣,只有裝配式產品大量推廣,才能產生更多和更深的應用場景和價值。未來,中建科工將繼續在裝配式和自動化生產領域加大研發投入,通過平臺搭建與機制建設助力企業創新發展,重點圍繞“工業化、綠色化、數字化”三大方向,加強技術攻關和協同合作,推行集成產品開發模式,大力發展建筑智能化技術,推進“鋼結構+”產品創新,助力建筑業高質量可持續發展。