钢结构智能建造技术

许有越 熊杰 谢宇 邱鹏飞 唐金齐 张海峰

摘 要：钢结构智能建造技术是在传统建造技术的基础上，不断吸收和发展电子、机械、能源、材料、信息及現代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理服务等钢结构全生命周期的过程，以实现优质、高效、灵活、低耗、清洁的生产技术模式，取得理想的技术经济效果的建造技术，显著提高建造效率。

关键词：智能建造；全生命周期；优质；低耗；高效；灵活；清洁

1 引言

随着现代制造技术的发展，钢结构智能制造项目要建设无人化下料中心、智能化锯钻锁中心、智能化机器人焊接中心、自动化立体物流中心等，应用MES制造执行系统、生命周期系统、智像监控系统、钢材管理系统等，钢结构构件将实现智能化生产。钢结构智能建造技术有明晰的钢结构生产制造管理流程，赋予完整的、可追踪的编码系统，为实现数字化钢构奠定了基础。

2 钢结构深化设计

钢结构深化设计是钢结构施工全生命周期的起点，经过多年的发展，公司在钢结构深化设计方面已经具备了较好的基础和条件，所有在建项目3D建模率达到了l00%。在钢结构标准化建设方面，相继编制了《钢结构深化设计审图标准》、《深化设计三维建模》等企业标准，规范了3D建模的使用和表达方式。而标准化的钢结构三维模型又为智能制造的开展提供了数据支撑。通过数据传递实现多平台的模型数据无损传递，并更深入的将工程进度、设计模型等信息进行整合，形成最终的钢结构BIM模型，为在深化设计、构件制造、材料管理、项目安装业务上的可视化管控提供依据；并将以工程为单位的结构信息转化为以工序为单位的施工信息，利用BIM管理等技术，实现建造过程的钢结构构件的实时跟踪，进一步进行施工进度的全生命周期管理；通过BIM模型的信息整理实现施工过程中的资源需求分析、材料清单下达、存量分析、资源接收等功能，并进一步实现施工资源的有效调度。在数字化信息化的基础上，进一步提高生产过程的可操作性、减少车间人工的干预、及时准确地采集钢结构生产线数据，详细的编排生产计划，通过标准化、信息化的方法，提升传统的管理模式。

3 构件自动化生产

通过钢结构制作加工的新设备（如引进了数控切割机、数控三维钻床等一大批国际先进的数控设备），对已有设备的改进以及生产管理模式的改变等措施，具备了模型数据与生产线相适应的数字化加工条件和能力。同时开展了数控机床联网管理的研究，逐步由单一的程序传输，变为集生产信息监控、数据管理等功能的创新，实现了多个加工工序协同、不间断的作业，自动采集加工制作数据等管理过程，不但提高制作设备的利用率，而且促进了诸如智能制造等先进管理模式的发展.对复杂多样构件的生产具有重要意义。在此基础上公司进行了焊接机器人研究、构件自动转运传输等一系列科技创新课题，通过自主创新进行技术和设备改进。并分别在天津现代城、广州东塔等项目进行了焊接机器人试验，还在制造基地进行了自动变位运输装置试验等，为下一步自动化设备的研究与推广应用奠定了良好的基础，也为传统管理难题找到了新的解决途径，成为钢结构智能化发展的新方向之一。

4 信息化应用

信息化是钢结构制造转型升级的重要手段面对企业规模的发展，钢结构建造过程中信息能否及时准确地汇总至管理层，跨部门、跨阶段、跨区域的集成管理能否实现，直接关系到企业响应市场应变的能力，也是衡量企业信息化、智能化管理水平的重要因素。根据公司目前情况，通过全面、系统的流程，打造了一套适当前发展阶段和发展需求的新版管理模式，以分层、分类、分级的原则做指导，对公司各职能模块制度流程进行了重新梳理。并进一步根据新版制度的实施情况及公司发展的需求，开展了智能化落地及集成管理工作，促进公司持续向管理智能化、信息化、产品工业化进军。同时通过制定标准化的施工流程、构建智能化生产线、搭建业务一体化管理的信息化平台，解决钢结构建造过程中信息共享和协同作业的问题。

5 钢结构全生命周期

目前，钢结构工程的施工数据收集、传递、存储、处理等需要新的思维和技术：一方面，商业智能化的普及，让企业对数据的重要性有充分认识；另一方面，信息化技术等技术的兴起，打破了企业原有价值的观念，需要借助大数据战略，绘制更为全面的运营全景图。而云计算为信息化所产生的海量数据提供了很好的存储空间，使钢构件制作安装信息实时在线处理成为可能。企业依托钢结构工位信息化管理理念，自主开发了国际首个全过程sd管理平台——钢结构全生命周期信息化管理平台。其核心价值之一，就是解决钢结构全生命周期过程中的信息管理，在增强过程管理的同时大幅降低施工管理成本，起到追根溯源、实时监控的作用。通过信息化技术的应用，将构件信息拆分到各个工序，利用二维码提取信息，经过收集、汇总、传递、整合等，各岗位管理人员通过BIM平台可以实时监控，既能指导实际工作，又能将施工成果汇集于信息平台，使项目管理人员对钢构件信息做出正确理解和高效共享，建立起了一套钢结构智能化施工，全方位追溯管理体系，信息化反馈和工程预警机制，实现了平台可视化的管理，也是将智能工业化的管理理念，首次应用于钢结构工程领域的管理成果。可以从根本上提高施工管理效率，减少人机物料的浪费，增强项目管控力度，为企业运营以及决策提供有力支撑，提升钢结构工程智能化、信息化管理水平。智能制造是钢结构制造转型升级的发展方向，钢结构企业是典型的面向订单工程型企业，产品具有结构复杂、生产重复程度低、制造周期长、生产过程中变更频繁等特点。并且一般是多项目同时运作，产品制造处于多项目环境下，企业管理的复杂性和难度大大增加。

6 结语

从目前施工角度来看，钢结构建筑市场的迅速扩张决定了制造、安装领域智能化、工业化、信息化、集成化的迫切需要。从长远角度来看，国内外建筑市场非常广阔，同时我国建筑施工企业的整体创新能力还有待加强，需要我们创新思维，在新设备、新材料、新工艺、新技术方面不断创新，形成钢结构全生命期、全方位的数字化管理，对中国钢结构进行一次信息化变革，促进建筑行业的发展。

参考文献：

[1] GB 50017-2011.钢结构设计规范[S].

[2] GB 50755-2012.钢结构工程施工规范[S].

[3] JGJ 3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].