“三一筑工”创立于 2016 年,定位于用三一全预制装配式建筑操作系统(SPCS),为建筑生态赋能。三一筑工致力于把建筑工业化,“把建筑当产品、把施工当制造”,聚焦混凝土建筑整体的结构,用 SPCS 为整体的结构的工业化提供系统解决方案,通过建筑工业化迈向智能建 造,实现建筑产业低碳发展。
“筑享云”建筑产业网络站点平台(以下简称“平台”)借助工业互联网、物联网、卫星导航定位、数字孪生、云计算、大数据分析应用等技术,发挥软硬件的组合优势,以实际应用场景为落脚点,对业主方、总包方、建筑设计院、构件工厂、实施工程单位等参与方精准赋能,打造了项目“全周期、全角色、全要素”的在线协同平台, 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 大核心模块,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,助力建筑产业链实现进一步的互联互通。
天津国家合成生物技术创新中心核心研发基地项目(以下简称“天津项目”),位于天津市滨海新区,总用地面积 8.4 万平方米,总建筑面积为 17.7 万平方米(如图 2 所示),由中建八局华北分公司承建。本项目基于 “筑享云”平台,进行全流程数字化管理,是典型的平 台化应用实例。
平台的数字化技术在天津项目中应用分为 5 个方面: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。
天津项目应用平台的项目管理模块对项目计划进行编制和反馈,将文档成果与业务工作流程结合,使各参与方紧密联系,真正的完成项目全周期、全要素、全角色 的在线协同管理。具体应用在如下几个方面:
(1) 计划高效编制及项目建设进度实时共享。总包方编制项目整体计划,构件工厂和吊装实施工程单位分别编 制构件生产和吊装施工专项计划。计划之间建立联动关 系,生产计划和施工计划之间形成动态协同的能力。任 务负责人每日反馈工作实际进展,平台将进展分发给相 关单位,提高了计划协同效率。
(2)项目数据和文档共享。总包方通过平台将 BIM 模型、构件清单等数据向所有协作单位做分享,并且 在平台上共享图纸、文件等文档资料。施工各方人员通 过移动端应用,快速查询共享文件。
(3)全面提示及预警功能。中建八局通过平台对里程碑、专项计划、任务进行监控,进度发生偏差时预警 信息自动推送,提醒相关责任人关注并处理,有效提升 了天津项目计划效率和管控能力,计划管理成为项目运 营的重要引擎。
在天津项目中使用平台提供的深化设计工具,进行了模型创建、拆分设计、计算分析、配筋设计、预留预 埋设计并输出了设计成果。
设计院通过平台输出了三维模型、构件清单和图纸。吊装实施工程单位基于三维模型进行实施工程进度模拟测算,优化工艺工法。构件工厂使用结构化的构件清单和图纸, 完成自动化的物料统计和构件供应能力估算。数字化的模型和图纸提升了实施工程单位和构件工厂的工作效率,降低了整体成本。
天津项目中输出的深化设计数据,同时积累到设计院的成果库中,丰富了深化设计成果案例,为后续的标 准化成果选配提供了参考依据。
天津项目委托三一城建住工(禹城)有限公司(以下简称“禹城工厂”)生产构件,全程应用平台构件生产管理模块,实现构件在排产、生产、质检、堆场、运输的全过程管理,禹城工厂累计供应天津项目 4235 片构件。
(1)计划驱动,生产的全部过程可监控。禹城工厂使用平台生产管理模块,针对项目构件清单编制每日生产计划, 针对每一个生产环节,通过平台小程序进行检测验证和记录。生产情况和质量数据通过平台同步分享给天津项目,工厂和工地双方达成生产进度和质量在线) 一件一码,全程数字孪生。禹城工厂在天津项目上,通过平台做一件一码的构件管理,用二维码标签绑 定每一块构件,数字构件与实体构件连接,实现虚实同步。
(3) 数据驱动的自动化生产。禹城工厂在天津项目上, 使用平台做数字化图纸的解析,对生产工序自动排程, 通过制造执行系统完成自动划线/ 拆/ 布模、布料、振捣、堆垛、养护、翻转、质检等主要环节。生产线各设备智能 相互连通,高效协调运行,实现构件生产节拍≤ 8min。
(4) 自动报表,掌握工厂动态。天津项目通过平台可查阅生产管理、堆场管理和运输管理的看板数据,更 好地掌握构件的生产供应情况,实时掌握工厂动态。
平台提供的施工管理数字化工具,大幅度提高了天津项 目现场施工效率。平台可基于每一个构件的施工模拟,实现要货协同、进场验收、吊装施工、安装验收等施工全过程 管理,实现构件全生命周期追踪溯源与 BIM 孪生交付。
(1)要货协同与运输跟踪。天津项目施工员在每一层构件吊装之前进行要货。禹城工厂实时收到要货信息, 根据要货计划安排发货,构件从禹城工厂发出,平台小程序智能识别运输车辆驶离工厂与驶入天津项目现场, 自动改变运输单状态并及时通知有关人员。现场施工员实时查看运输车辆运输轨迹,合理的安排人员机械准备卸 车。当构件运输车辆到达工地附近,系统自动通知天津 项目、禹城工厂双方。施工员收到通知后组织质量、物 资人员和监理对构件做进场验收。
(2) 吊装计划安排。天津项目施工员根据现场施工进度,编排吊装计划。通过微信向吊装队下达吊装计划, 根据计划吊装的时间安排实施工程人员,协调塔吊准备吊装。
(3) 吊装协同施工。吊装时,吊装人员扫码识别数字图纸,指导楼面施工,直观定位构件待安装的位置。管理人员实时掌握该楼层的构件吊装进度,通过小程序统计吊装用时,不断分析吊装效率,改进吊装流程,减少外部因素的影响,从而慢慢地提高吊装速度。
天津项目设计的 BIM 模型与构件生产、运输、施工等环节打通关联,实现了数字孪生交付目标。构件状态 实时同步到 BIM 模型,将模型渲染不同的色彩,管理人员可据此实时掌控施工进度,合理的安排工序穿插,提高 施工交付效率。
在“树根互联”工业网络站点平台的基础上,全面梳理装配式建筑的核心流程和关键场景,定义并设计为建 筑工业化赋能的核心数字化产品,通过整合并集成业内 优秀软件应用,形成三一筑工数字化平台的整体技术架 构,支撑项目全周期、全角色、全要素的在线协同,实 时动态全局最优。
(1) 基于物联网的装配式建筑行业应用。集成树根互联的物联网平台和工业网络技术,对装配式建筑场 景中的设备做实时监控与算法分析。如跟踪采集分析 现场视频数据,智能抓拍并警示不规范作业行为;统计分 析工厂和工地水、电、燃气等能源消耗数据,制定节能 策略,助力实现“双碳”战略目标;机械设备之间互连互 通,设备作业时长和运行效率得以线上化呈现与统计;环 境监测设备动态记录空气质量、粉尘、噪音、温湿度等 环境指数,针对性地改善施工条件。
(2) 一件一码的构件全生命周期管理。平台启用一件一码标准化构件管理,构件的唯一编码贯穿设计图纸、销售订单、生产计划、构件生产、质量检验、堆场发运、 施工吊装、阶段验收等环节,实现构件全生命周期的数字化交付。采用二维码和 RFID 技术,提高构件的信息采集效率。据统计,工厂排产、质检、发运等环节的作业效率提升 1 倍以上,效果显著。
(3) BIM 连通制造和施工。基于自主可控的 BIM 技术, 平台提供装配式建筑规划设计的自动拆分、快速优化、合规计算、智能优化,一键输出三维模型、构件图纸、构件清单和物料清单。平台让设计工作更轻松,同时提升了物料需求统计、BIM 施工模拟的工作效率。
(4) 数据驱动生产。基于平台的构件生产流程,支持以数据驱动生产,融合混凝土预制技术、物联网技术、工业 4.0 思想,采用数字化、信息化的智能设备,严格按照JIT(Just in time)生产模式,实现混凝土结构物件从BIM 图纸到成品的高效自动解析转化,提高了建筑标准化部品生产线的自动化和智能化程度。
(5) 工厂和工地紧密协同。平台围绕构件的吊装施工全套工艺流程,打通构件生产管理数据,在工地和工厂之间进 行要货协同,可以跟踪运输车辆轨迹,自动触发车辆出 发与到达提醒,方便安排现场施工。吊装员扫描构件二 维码,基于数字化图纸做安装定位,利用物联网设备 实现一件一码施工记录,大幅度的提高构件生产和吊装施工 的协同能力和效率。
平台的数字化产品和功能,在天津项目中得到了广泛的应用。构件生产管理模块,对上承接设计成果,对下提供JIT 构件交付,累计保障 4235 片构件的按时交付。平台赋能现场施工,实现装配式标准层施工 2~3 天一层, 比传统灌浆套筒方式效率高 1 倍。
平台支持地产项目对“人机料法环测”等数据的采集与应用。平台累计注册预制混凝土结构物件工厂超 600 家,触达项目 2643 个,月管理构件 60 万片。工厂年总产能提高 42%,人均产能提高 80%,堆场周转率提高 60%,经营资金占用量降低 40%,工地施工效率平均提升 30%。
原标题:《三一筑工:“筑享云”建筑产业网络站点平台在国家合成生物技术创新中心项目中的应用》