科技“模方” 智造好房.pdf

23Megatrends大趋势在“碳达峰”“碳中和”成为全球共识的当下，传统能耗产业之一的建筑业在实现“双碳”目标中扮演着至关重要的角色。为实现建筑业的可持续、高质量发展，传统高耗能建筑行业需要大力推广新型建造方式，随着新型建筑工业化的推进，模块化建筑“像造汽车一样造房子”，广泛应用于保障房、商品房、办公楼、酒店、学校等建设，代表新一轮建筑业科技革命和产业变革方向的模块化集成建筑成为行业发展热点。作为新型装配式建筑形式之一，模块化集成建筑能减少水、空气和噪音污染，助力节约资源，保护环境。随着模块化集成建筑规模的进一步增长，工业生产系统也形成动态化和开放化的趋势。与此同时，我国模块化房屋的大规模发展和劳动力成本日益上升，劳动力短缺日益明显，加之临建建筑对快速部署的需求进一步提高。在这种背景下，建筑企业则更倾向于采用先进的智能化建筑器械进行建筑生产，以获得可控性更好的建筑生产品质。以中建科技模块化集成房屋智能建造产线为例，其可实现大规模定制，模块化集成房屋智能建造产线利用机器人控制技术、视觉识别技术和智能传感技术等自动化技术，并借助柔性化设计，满足多种规格模块化集成房屋共线生产，降低了劳动强度，减少了环境污染，提高了生产效率和产品质量。科技“模方”智造好房24Megatrends大趋势个性化生产，可生产各种类型的模块化产品，大量节约了钢结构建筑工业化部品生产过程及施工过程中的劳动力成本，提高生产效率和产品质量，促进安全生产，降低事故率。模块化集成房屋智能建造产线利用机器人控制技术、视觉识别技术和智能传感技术等自动化技术，并借助柔性化设计，满足多种规格模块化集成房屋共线生产，是一条包括角柱、顶框和底框钢结构焊接和组装的自动化柔性生产线，应用产线降低了劳动强度，减少了环境污染，提高了生产效率和产品质量。同时，凭借中建科技全自主研发的信息化技术，可以实现全线监控，产品质量信息收集，达到了高效、高质量的模块化集成房屋智能生产。面向智能建造的模块化技术模块化集成房屋智能建造产线依托六轴机械臂的灵活性、稳定性及相关焊接工艺，将框架式钢结构进行模块化拆分焊接，实现化繁为简的自动化生产。根据实际采购的成垛型材进行拆垛，利用 CCD 视觉识别对不同方向、不同姿态的型材进行识别，利用抓取工具、翻转结构，并设计专用物料架将型材码垛成固定的姿态，以便于自动化产线后续工序的生产加工。实现全自动化的钢结构自动化焊接、喷涂、组装、蒙皮半自动化包边、机器人自动打钉、机器人自动美缝、产线工业互联网等多项关键工艺。产线本身采用模块化设计，分为焊接区、喷涂区、组装区三大模块，可以根据实际厂房的情况灵活部署。同时，集成了型材切割、自动拼焊、顶底框焊接、自动翻转组装等多个工序，可最大限度满足模块柔性化生产需求。此外，每个模块内部也采用模块化设计，便于快速部署，形成生产能力。基于产线大量使用智能机器人，可编程，柔性化程度高，同一条产线可生产不同功能的模块，并且具有较高的标准化程度。模块化集成房屋智能建造产线配备 EPR 企业资源管理系统与 MES 制造执行系统，可实现作业人员、产品、生产工艺、设备等互联互通，实时采集、调度生产信息。生产现场配备电子展版系统，可实时显示生产信息、设备信息、人员信息等；现场安装过程中利用 PDA 扫描，可查询产品全部信息，真正实现了车间管理可视化并可实时上传数据库，实现制造过程的数字化，达成了产品数据全生命周期可追溯。对于传统的模块化集成房屋生产线而言，每条生产线之间是间断、无序的，不利于物料和产品的周转和高效利用，一定程度上限制了生产效率；同时还存在着设备维护保养不及时、产线生产状态展示不直观等数字化、信息化程度低的问题。模块化集成房屋智能建造产线应用自动化的技术手段，厘清了单产线内部各工位工序的联系、产线与产线之间的接口联系，将四条产线进行重组融合，打造了高度智能化的流水线式柔性自动化生产线。25Megatrends大趋势模块化集成房屋智能建造产线基于智慧建造平台，利用信息化技术，将产线与智慧建造平台对接；研发产线云端监控技术，实现全线监控、产品质量信息收集，可视化掌控生产管理全环节。此外，通过智慧建造平台实现生产调度管理等功能，促成设备基础支撑平台管理、平台管理控制生产的互通，达成产线高效、高质量的智能生产。“像搭积木一样造房子”模块化集成房屋智能建造产线输出形成的产品体系广泛，涵盖住宅、公寓、酒店、医院、学校、军营、乡村别墅等各个可以应用于模块化房屋产品类型。北京亦庄蓝领公寓项目就是依托中建科技装配式建筑智慧建造平台，采用模块化永久性建筑方式建设。北京亦庄蓝领公寓项目共 9 层，高 32 米，整体装配率高达 92%，抗震烈度八级，是北京市 AAA 级超高装配率模块化示范工程，蓝领公寓共为产业工人提供 1810 间住房，其中1504 间为模块化箱式房屋。项目以每个房间作为一个模块单元，房间的机电、管线、家具、装饰、幕墙等 90%在工厂完成预制生产，运到现场直接吊装，完成高效建造。项目全面践行中建科技“像造飞机一样造房子”的智能建造理念，以智慧建造平台为引擎，实现 BIM一模到底、数据驱动质量全程追溯、5G 数字工地实时管控，赋能“设计-制造-装配”一体化协同，通过设计、生产、运输、吊装等环节信息数据的传递和共享，实现了全过程的高效运营。在标准化设计阶段，采用基于BIM 的正向设计，通过建立统一模型、定位基准和命名规则，将不同专业各类族库集成在方案设计中，自动实现标准化设计。并将数字设计模型上传至平台进行轻量化，指导后续生产、运输、吊装等各环节。在工厂生产阶段，通过编程，将基于 BIM 的箱体模型信息转化成模块化智能产线设备识别的数据格式，自动导入生产设备，无需人工对加工信息进行整理和录入生产设备。产线集成了型材切割、自动拼焊、顶/底框焊接、自动翻转、总装等多个工序，可最大限度满足模块柔性化生产需求。箱体模块可在地轨链系统的牵引下，连续完成钢结构的打砂、除锈、底/中/面三层油漆的喷涂与自动烘干，喷涂完成后，转运至后续装修车间，完成装修作业。平台采用二维码技术，在模块出厂阶段赋予每一个模块唯一身份标识，通过移动端实时采集数据，进行模块出厂、运输物流、进场、吊装、验收等环节的可追溯信息管理。在施工阶段，实施了“人机料法环”等相关的智慧工地软硬件系统，并依靠现场的 5G 网络传输以及中建科技自主研发的智慧工地数据中心，进行 AI 无感考勤应用、扫描机器人进行三维激光扫描把控项目质量的应用、通过 IOT 及监控技术监测塔吊防超载/防倾斜/防碰撞/防盲吊等安全生产应用。模块化的智能建造是未来城市新的绿色建造方式，不仅建造速度更快、精度和质量更高，而且具有高效节能的特点。项目在生产环节，与传统PC/PS 构件制造模式相比，可以节约工期并减少用工；在施工环节，依托中建科技装配式建筑智慧建造平台和衔接箱体的 BM 板连接技术，建造速度比传统建造提升，大幅缩短投资周期，产生巨大的时间收益。此外，与传统建造模式相比，还可减少垃圾排放，提高资源回收利用率，充分体现了模块化建造绿色、低碳、环保的综合效益。