共建开放协同的智能建造新生态

2023-08-10 04:29本刊编辑部
中国建设信息化 2023年14期
关键词:空腔构件智能

依托三一集团在智能制造上的装备资源优势以及工业物联网平台(树根互联)等方面的能力,三一筑工研发的SPCS结构技术体系成为适应智能建造的装配式结构技术体系。

三一集团创建于1986 年,以“三个一流”(创建一流企业,造就一流人才,做出一流贡献)为发展目标,是工程机械领域的龙头企业。三一筑工科技股份有限公司(以下简称“三一筑工”)是三一集团旗下专注于建筑工业化的业务板块,于2016年成立,以“把建筑工业化”为使命,“把建筑当产品、把施工当制造”。聚焦混凝土建筑主体结构,为智能建造提供关键技术和系统解决方案。

三一集团于2018 年全面启动数智化转型战略,以灯塔工厂建设为核心,以数据采集与应用、工业软件应用、流程四化为抓手,通过产品智能化建设,布局新赛道,向智能制造数据驱动型公司发展。三一筑工依托三一集团智能制造领域的技术积淀,在智能建造领域努力探索。聚焦装配式混凝土建筑,打造了“十字形”建筑工业化系统解决方案——SPCS。其中“一竖”为SPCS 技术路线(空腔墙柱+等效异构+工模技术+面内作业),“一横”为“5231”硬科技(5 类装备、2 类标准、3 类软件、1 个筑享云平台)。

创新技术赋能智能建造

《报告》编写组在调研中了解到,依托三一集团在智能制造上的装备资源优势以及工业物联网平台(树根互联)等方面的能力,三一筑工研发的SPCS 结构技术体系成为适应智能建造的装配式结构技术体系。SPCS 由“设计、制造、施工三大硬智能和筑享云平台”构成,拥有“5231”硬科技,具有“空腔墙柱+等效异构+工膜技术+面内作业”等特点。

“空腔+搭接+后浇”是三一筑工自主研发的SPCS 体系的基本原理,可以实现墙柱梁板全预制、地上地下全装配。SPCS 空腔墙由两片混凝土页板和空腔内的钢筋笼组成,构件批量运送到施工现场进行装配,空腔构件通过环状连接筋实现连接,再向空腔内浇筑混凝土。和普通混凝土结构相比,SPCS 装配整体式叠合混凝土结构优势明显:一是结构体系全部构件自重更轻,便于运输与吊装,对塔吊或其他起重设备的最大吊起重量要求更低;二是连接方式更加简便,SPCS 空腔墙通过空腔内放置环状连接筋的间接搭接方式实现连接,不设置预埋套筒,可有效规避灌浆套筒的痛点,提升整体施工质量和效率;三是安全性更高,SPCS 结构体系在外墙全预制的基础上,可实现面内作业,降低施工成本,减少现场施工安全隐患。从而解决建筑结构安全、漏水、外墙保温、劳工不足、效率低、造价高等诸多行业痛点,大幅减少钢筋模板脚手架现场作业,契合建筑节能和高质量发展。

通过SPCS 可以将建筑结构专利和设计软件进行很好的联动,将工业软件和配套装备整合,实现工业软件驱动装备进行自动化生产,最终将应用软件和协同平台打通,实现SPCS 全装配智能建造的整体解决方案。

在数字化设计方面,三一筑工积极开展合作与创新,携手中国建筑科学研究院联合开发了PKPM+SPCS 智能深化设计软件。该软件创新突破智能建造设计领域发展瓶颈,实现自动拆分、快速深化、合规计算、智能优化、一键图表、数据支持等多项功能,解决了设计效率低、设计协同难、设计质量差、数据应用难等问题,实现了预制构件从智能设计到数据驱动自动化生产,为智能建造快速发展提供支撑。

此外,三一筑工还全力打造了PCTEAM 筑享云平台,全面穿透了“项目策划、智能设计、智能制造、智能施工、智能运营”智能建造五大场景,真正实现项目全生命周期、关键角色、关键要素在线协同管理,为智能建造提供数字化整体解决方案。平台包含项目管理、深化设计管理、构件生产管理、现场施工管理、BIM 数字孪生交付5 个核心模块,支持用户进行平台策划、定制化设计、数字工厂自动化生产、数字工地智能化施工、一件一码孪生交付及数据化运营,有利于实现建筑产业链的互联互通。设计师可以非常方便地在PCTEAM 平台上免费下载与PKPM、Revit 合作开发的智能深化设计软件,进行基于BIM 的构件拆分和深化设计,设计完成后,将输出的构件清单、BIM 模型以及驱动PC 工厂产线设备自动生产的设计数据以计划反馈的形式导入平台。

科技引领行业绿色发展

调研过程中,《报告》编写组参观了SPCS 3.0智能建造展示楼和北京PC 工厂。智能建造展示楼全程采用筑享云建造,呈现智能建造五大场景,采用SPCS 3.0“空腔墙柱+等效异构+工模技术+面内作业”技术路线,是SPCS 结构技术的重要体现。每个构件都贴有二维码,用手机一扫,构件从生产到安装等相关信息一目了然。

PC 工厂中应用了大量智能设备,比如自动清扫机、自动画线机、自动布模机、钢筋网片生产、侧翻堆跺翻转、搅拌站等等。PC 工厂通过SPCI 工业软件实现设计数据高效自动转化为生产数据,驱动智能装备自动完成划线、布模、钢筋绑扎、浇筑、养护,实现构件自动化、标准化、少人化生产;采用一件一码管理方式,实现从订单、生产、堆场、运输直到交付的生产全过程管理,做到构件数据实时可追溯,打通了构件设计、生产、交付全流程,实现了全周期、全角色、全要素在线协同。参观过程中,工厂内没有废水、废气、废渣,没有扬尘污染,也没有沙石堆积,构件生产全程数字化管控,自动流水线作业,生产速度快、成本低,效率高、精度高、质量好,高效绿色节能。

据悉,SPCS 系统已经在北京、上海、广东、浙江、江苏等十余省推广应用,均体现出结构安全、成本低(与铝模现浇相当)、绿色低碳、品质好、施工快、人工省的优势。在已建成项目中,“上海嘉定新城菊园社区二期”荣获住房和城乡建设部第一批智能建造试点项目。项目基于BIM 模型进行SPCS 拆分与设计优化,减少楼梯、叠合板、内剪力墙、外墙板等各类构件的类型数量,降低了生产成本,提升了施工效率,体现工业化优势。项目基于智能设备及BIM 协同平台的应用,提高了施工质量,实施施工精准预留预埋,规避各类错漏碰缺,减少了返工。

智能建造将以“信息化技术+工业化建造”双螺旋为驱动力,以“数字化平台+智能化装备”为引擎,驱使建筑行业与信息化时代充分融合,推动建筑行业真正实现结构安全成本低、绿色低碳好快省。三一筑工表示,推进智能建造发展需要认知重塑,同时还要强化智能建造相关技术的自主研发,如视觉技术、数据处理技术、SPCS 结构技术、BIM 深化设计等方面,以技术革新和装备革新来支撑智能建造的深入应用。

未来,三一筑工聚焦数智化及服务模式,以技术和产品为牵引,从定义智能化的产品出发,结合智能建造相关技术的研发,推进智能建造发展,共建开放协同的智能建造新生态,让天下没有难做的建筑。

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