推动智能建造的进步,是推动建筑行业实现升级转型的关键行动,同时也是激发国内市场需求、培育新的经济增长点的重要手段。近些年,众多地区纷纷启动智能建造的试点项目,加大数字技术的应用力度,提升平台的功能,扩大其应用范围,优化智能建造产业链的生态环境,并积极探索建筑行业转型与发展的新途径。
加大技术创新
聚焦于传统建筑行业的质量提升和等级升级,各地正通过科技创新来推动智能建造的发展,同时也在积极促进产业的数字化变革和向更高品质的发展阶段迈进。
在安徽合肥的轨道线网控制中心,混凝土智能试验室内,试件自动进行运输工程管理专业排名,振动成型设备独立运作,智能机械臂迅速抓取并搬运……这一过程中,从混凝土的混合到成品的生产,整个流程实现了无人化和智能化,标志着建筑行业正向这一新方向迈进。
中铁四局工程技术公司总工程师本春指出,该企业成功研发了我国首套全流程无人化混凝土智能试验室成套工装设备系统。这套系统集成了软件控制系统、堆垛机、自动导引车(AGV)、智能机械臂以及智能抗压系统等多项现代技术。通过这些技术的融合,系统构建了成型、脱模、养护和抗压检测这四大核心模块,从而实现了整个试验流程的自动化操作。
混凝土的生产过程已不再是繁重的体力劳动。本春指出,借助智能化系统实现全天候的无人工厂作业,不仅有效解决了工人在生产过程中的安全问题,还确保了产品质量的稳定性和一致性,同时显著提高了生产效率。
在湖北荆州李埠长江公铁大桥的北岸,施工现场上两座高耸的索塔宛如巨人的双臂,紧紧地牵引着钢索,使得桥面得以在50米的高空中保持平衡。为了这座桥梁的建设,施工方中建三局特别研发了一款新一代轻型智能造塔机,这款设备成为了他们建造索塔的得力助手。该塔机由内外顶升平台构成,集成了支撑、框架、模板等系统以及智能化设备,伴随着索塔主体节段的上升,宛如一座悬在空中的智能移动工厂,工人们在此进行着流水线作业。
中建三局荆州李埠长江公铁大桥项目经理何承林指出,通过改进平台布局,该项目的装配率已达到90%。在框架施工方面,其预拼装过程如同拼搭积木,均在地面完成,此举显著降低了高空作业的风险。此外,安装作业的时间缩短了30%,同时,自动化程度也得到了显著提高。中建三局研发团队依托北斗导航、远距离传感、人机对话等先进技术,以三维工程模型为基础,成功研发了新一代塔吊操作系统的代表——桥梁智能建造云端平台。该平台能够将大桥索塔施工的实时状况进行全方位、无死角的实时可视化展示,即便操作人员身处项目之外,也能远程进行操控。
湖南长沙作为我国智能建造领域的先锋城市,致力于构建BIM设计、智慧工地、灵活智能生产、环保农房以及智能排水等五大研发中心,通过科技创新推动建筑行业的全生命周期发展。该市紧跟市场需求,借助行业龙头企业的技术优势,构建了8个相互连接、资源共享的通用型市场数智平台,为建筑业的转型升级提供了强大的动力支持。
拓展应用场景
在智能建造的试点与推广过程中,各地积极拓宽并丰富了其应用领域,进而促进了智能建造与建筑工业化的相互促进与共同进步。
在湖南大学科创港校区(一标段)项目现场,由中建五局负责承建,技术人员发出“启动”的指令后,四轮激光地面整平机器人便像经验丰富的工匠一般,沿着既定路径平稳前进,井然有序地执行着整平任务。
刘铭,作为该项目的技术总工,指出:“相较于传统的人机协作方式,机器人施工能将效率提高两到三倍,同时还能将人工成本减少超过六成。”他还补充道:“项目还运用了诸如AI无人机、AI智能高空摄像头隐患检测系统、智能安全头盔以及三维立体塔吊防碰撞系统等一系列先进技术,有效将事故发生率降低了20%,并且隐患检测的效率提高了50%。”
在主体结构施工阶段,智能建造技术展现出其强大实力。刘铭指出,该工程采用了中建五局自主开发的柔性智能建造平台,该平台拥有工程数字化设计、智能化生产施工、装配式建筑以及质量管理等多项数字化管理功能。该工程涉及24座造型独特的Y型柱结构建筑、12座形态各异的穹顶以及大跨度弧形曲面的施工任务。我们运用BIM技术实现了三维建模与定位,并在施工前30天进行了模拟演练。这些措施显著提高了施工效率,其提升幅度达到了30%。
合肥高新区科创产业园一期项目施工现场,正在进行14.4万平方米的幕墙施工,其造型复杂多变,对施工精度提出了极高的要求。中国能建建筑集团项目经理蔡吴和表示,他们根据现场实际情况,运用BIM技术进行了碰撞检测、深化设计、节点模拟以及板块优化等工作,并在虚拟环境中进行了多次模拟推演,力求每一块材料都能得到充分利用,确保工程能够达到高标准建设的要求。
人工智能与传感技术被广泛部署于机械设备、人员穿戴设备以及场地出入口等众多物体,从而增强了施工现场的全方位感知能力和实时互联互通功能,进而实现了项目管理的可视化、动态化和智能化。
智能装备的发展依赖于数字技术的驱动,核心在于实现设计、施工、运维等环节的互联互通,消除信息孤岛。中建三局副总经理兼中国建筑先进技术研究院院长王开强指出,该局已陆续成立了5个研究院工程管理专业排名,致力于科研工作,并运用数据技术贯穿于智能建造的整个流程。各类设计师在云端进行数据共享,构建出数字化的模型;智能化的工厂根据这些模型接收生产指令,自动生产所需的构件;具有毫米级精度的构件随后被运送至建筑工地,通过造楼机、造塔机等智能设备进行组装;房屋建成后,数字模型也随之交付,为设备故障的监测与维修等后续维护工作提供必要的支持。
完善产业生态
智能建造构成了一项繁复的系统性工程,各地在政策扶持、标准确立、人才培养以及产业集群的构建等多个维度上持续努力,致力于持续优化智能建造产业的生态环境。
安徽省抓住智能建造试点的机遇,通过政策与资金的双重扶持,激发智能建造项目及企业的活力;致力于构建产业集聚区,促进企业向数字化转型和智能工厂的转型升级,助力关键核心技术的突破;同时,倡导高校增设相关课程,深化专业教育,并与企业加强合作,培育智能建造领域的人才,进而促进产业链、人才链与创新链的深度融合。
目前,安徽省正在全力打造涵盖全产业链的智能建造产业体系。预计到2030年年底,将设立超过100个智能建造试点项目,并培育出至少20个智能建造产业基地。此外,全省装配式建筑在新建建筑中所占的比例将不低于50%。与此同时,借助中国建造(安徽)互联网平台,积极推广绿色建材集中采购、住房业务电子化办理以及数字化监管,促进该平台与数字住建领域的深度融合。
长沙拥有工程机械和智能制造的双重优势,凭借三一筑工、远大住工、铁建重工等核心企业的支撑,长沙专注于装配式建筑、数字施工平台、建筑机器人以及绿色建造技术等关键领域,已构建起显著的整合实力和科技优势。同时,长沙在发展战略、产业模式、市场架构以及保障机制等四个维度进行全面规划,致力于打造一个完善的智能建造产业体系。
标准导向至关重要,对智能建造的规范和持续发展具有显著影响。湖北省率先推出《智能建造评价标准》和《住宅建筑模数化设计导则》,并建立了智能建造BIM云平台,为行业管理部门提供了全流程的数字化行政审查和监管服务,同时为行业企业供应了全周期的BIM应用支持。长沙推出了我国首个关于智能建造产业链的统计标准体系——《智能建造产业链(长沙)行业指标体系及核算指南》,该体系借助7张标准化表格,实现了对企业运营状况及产业动态的多角度监测,为智能建造产业配备了一套精确的“标尺”。
智能建造的潜力无限广阔。目前,各地正迅速推进建筑建造技术的升级转型,这一举措旨在推动建筑行业向数字化、智能化以及低碳化的发展路径加速迈进。(经济日报记者:董庆森、梁睿、李思隐、谢瑶)