預制構件生產,如何達到制造業精度?如何把工業生產場景,引向傳統建筑業?如何讓技術創新賦能建筑業,實現“更好、更快、更便宜”目標?
觀摩會現場
日前,在“數轉型·構未來”構力PKPM用戶大會2022觀摩會上,借助智能制造和成套裝備優勢,三一筑工科技股份有限公司(以下簡稱“三一筑工”)全面打通“項目前期策劃上平臺、E/P/C(設計/采購/施工)實時在線協同、BlM(建筑信息模型)孿生交付”智能建造五大場景,并通過工地、工廠觀摩活動,生動詮釋了PC(預制構件)工廠的數字化驅動、自動化作業和項目工地智慧化運營,推動建筑業從“勞動密集”走向“智能建造”。
“燈塔工地”引領智慧化變革
三一集團在各地推動“燈塔工廠”“燈塔工地”建設,引領中國建造變革,步入數字化時代。依托三一集團智能制造和成套裝備優勢,三一筑工在北京打造的首個“燈塔工地”,是位于昌平區的龍湖云璟項目,該項目裝配率超過50%,是北京首個大規模應用SPCS的商品房落地項目。什么是SPCS?成為所有觀摩人員的關注焦點。
“SPCS是三一筑工自主研發的裝配式建筑‘操作系統’。SPCS空腔墻由兩片混凝土頁板和空腔內的鋼筋籠組成,構件批量運送到施工現場進行裝配,空腔構件通過環狀連接筋實現連接,再向空腔內澆筑混凝土?!涨?搭接+后澆’,這就是我們自主研發的SPCS體系的基本原理。SPCS結構技術聚焦混凝土建筑主體結構,可以實現墻柱梁板全預制、地上地下全裝配?!比恢そㄖO計研究院系統方案所副主任設計師鄭浩介紹說,和普通混凝土結構相比,SPCS裝配整體式疊合混凝土結構優勢明顯。一是結構體系全部構件自重更輕,便于運輸與吊裝,對塔吊或其他起重設備的最大吊起重量要求更低。二是連接方式更加簡便,SPCS空腔墻通過空腔內放置環狀連接筋的間接搭接方式實現連接,不設置預埋套筒,可有效規避灌漿套筒的痛點,提升整體施工質量和效率。三是安全性更高,SPCS結構體系在外墻全預制的基礎上,可實現面內作業,降低施工成本,減少現場施工安全隱患。
“SPCS并不只是結構體系,事實上這一系統由‘設計、制造、施工三大硬智能和筑享云平臺’構成,可以為智能建造提供關鍵技術和系統解決方案?!比恢て脚_數字化所副所長劉曉龍解釋說,工程建造往往被分成項目策劃、建筑設計、PC制造、施工吊裝、運營管理等不同環節,因此常常被割裂成了不同的過程,上游和下游之間還存在“接口”不匹配、“語言”不兼容的情況。而SPCS體系可以實現統一設計、統一“語言”。
三一筑工在設計源頭就考慮到智能建造的需求,對國內主流BIM設計軟件進行二次開發,形成SPCS+P/R/N系列智能設計軟件。設計軟件面向數字工廠智能生產需求,輸出具備良好工藝性的構件設計BIM模型,由筑享云平臺在線發布,PC數字工廠云端“異地、實時”交互,在線共享。此外,“筑享云”建筑產業互聯網平臺還支持用戶進行平臺策劃、定制化設計、數字工廠自動化生產、數字工地智能化施工、一件一碼孿生交付及數據化運營,有利于實現建筑產業鏈的互聯互通。
SPCS有效打通了構件設計、生產、交付各環節的信息阻塞,發揮了“空腔搭接加后澆、等效異構好快省”的技術特性,將內墻的吊裝控制在10分鐘以內,實現5天一層的施工速度,充分體現出“更好、更快、更便宜”的優勢。
“燈塔工廠”打造無人化未來
一條300米的生產線,17個工人、10小時,可生產150塊構件,滿足1500平方米建筑施工需求;
沒有水泥沙石堆積、沒有塵土飛揚、沒有攪拌車轟鳴,工人告別灰頭土臉,成為“旁站”監視機器人的新產業工人;
全程數字化管控,根據任務智能驅動生產,自動流水線作業,生產速度快、成本低,效率高、精度高、質量好,更節能、更綠色。
在位于北京之北、面積3萬平方米的三一筑工北京PC工廠中,這一幕幕,每天都在發生。定位于“智造”,這座三一集團在北京布局的“燈塔工廠”,已成為“燈塔工地”的有力支撐。
“工廠打通了構件設計、生產、交付全流程,實現了全周期、全角色、全要素在線協同?!比恢て煜缕髽I北京筑工副總經理王洪強自豪地表示,三一筑工為工廠提供軟硬件一體化數字工廠解決方案,聯通設計端,支持BIM正向設計,通過SPCI工業軟件實現設計數據高效自動轉化為生產數據,驅動PC生產線劃線、布模、配筋、澆筑、養護等智能裝備完成自動化生產;采用一件一碼管理方式,實現從訂單、到生產、到堆場、到運輸、到交付的生產全過程管理,做到構件數據實時可追溯;提供產線看板、智能堆場、鋼筋管理等智能應用,打造全方位數字工廠,提高瓶頸環節生產效率;打通工地端,完成工地、工廠協同要貨,實現PC工廠的JIT(實時生產系統)生產;數據倉庫流轉生產全過程,打造數字孿生工廠,實現PC的孿生交付?!拔覀兊腜C生產管理系統實現了訂單自動下達、原材料自動輸送、庫存管理透明化、生產過程高度精益化、訂單交付時效管理和品質管控全面系統化。系統還能根據交付計劃自動排定生產計劃,在線最優組合排程,確保全過程自動化生產模式的實現?!蓖鹾閺姳硎?。
三一筑工北京PC工廠
如今,這座綠色環保、高效智能、流水線生產的數字化PC工廠,擁有最先進的設備和最全面的互聯網管理系統,每日可生產構件330立方米,年產量可達10萬立方米,實現用工人數下降40%、用時縮短40%、產能提升100%,真正實現了“更好、更快、更便宜”的目標。
從現場攪拌砂漿、“滿面塵灰”的傳統作坊式生產,到“像造汽車一樣造房子”的工業化生產,再到數字建造、智能建造的走向現實,三一筑工以科技賦能智能建造的不懈努力,映照了建筑業以技術創新促進產業轉型升級的波瀾壯闊發展歷程,未來也必將成為中國建造邁向高質量發展的有力注腳。