當(dāng)“傳統(tǒng)”與“數(shù)字”碰撞,建筑行業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)“變革”——從設(shè)計(jì)到施工、從生產(chǎn)到運(yùn)維,“智能建造”如同一把“萬(wàn)能鑰匙”,打開(kāi)了建筑業(yè)更廣闊的發(fā)展空間。這幾天,由杭州市建筑業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“2025杭州市智能建造創(chuàng)新周”正如火如荼地進(jìn)行中,眾多建設(shè)領(lǐng)域的“黑科技”集中亮相,展現(xiàn)杭州智能建造全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)力。
此次創(chuàng)新周專(zhuān)門(mén)設(shè)置了科普觀摩、現(xiàn)場(chǎng)觀摩及技術(shù)交流等環(huán)節(jié),邀請(qǐng)產(chǎn)業(yè)界、高校界、科技界的專(zhuān)家分享前沿技術(shù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),共商智能建造高質(zhì)量發(fā)展的更多可能性,為杭州建筑業(yè)“工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化”轉(zhuǎn)型升級(jí)注入滿(mǎn)滿(mǎn)“科技含量”。
人機(jī)協(xié)同 “機(jī)器人”大顯身手
觀摩現(xiàn)場(chǎng)的“機(jī)器人展示區(qū)”是此次創(chuàng)新周最“熱鬧”的地方,幾十個(gè)建筑機(jī)器人排列成方陣,盡顯杭州智能建造的“十八般武藝”——
只需通過(guò)手柄或平板電腦進(jìn)行操作,就能指揮整平機(jī)器人自主完成大面積混凝土整平作業(yè),激光系統(tǒng)能實(shí)時(shí)控制標(biāo)高,振動(dòng)板高頻振搗提漿,確保平整度偏差控制在3毫米以?xún)?nèi);用于大面積混凝土收面抹光的機(jī)器人,收到遠(yuǎn)程下達(dá)的路徑任務(wù)后就能自主作業(yè),施工效率達(dá)每小時(shí)350平方米,是傳統(tǒng)人工施工效率的2倍;室內(nèi)噴涂機(jī)器人基于BIM(建筑信息模型)與三維激光掃描點(diǎn)云模型,可實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)墻面、天花板、飄窗等自動(dòng)作業(yè),綜合噴涂效率達(dá)每小時(shí)130平方米,且比人工噴涂漆面更均勻;長(zhǎng)得像“小狗”的四足機(jī)器人在建筑物內(nèi)可進(jìn)行巡檢、偵察、測(cè)繪、救援等作業(yè),實(shí)現(xiàn)多變環(huán)境下快速、穩(wěn)健越障與上下鏤空樓梯,使用溫度的范圍也擴(kuò)展至零下20攝氏度到55攝氏度,打破更多施工場(chǎng)景限制……
“以前需要三四名工人干的活,現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)器人加一個(gè)操作手就能完成,更多勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高的施工任務(wù),今后都可以讓機(jī)器人去干。”浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司總工、浙江建投智能建造工程有限公司總經(jīng)理沈西華表示,“在傳統(tǒng)施工場(chǎng)景中,很多施工環(huán)節(jié)的作業(yè)環(huán)境較為惡劣,如膩?zhàn)哟蚰?huì)產(chǎn)生大量粉塵,工人必須戴著面具去作業(yè)。有了機(jī)器人,工人可通過(guò)遠(yuǎn)程操作進(jìn)行大面積的打磨,同時(shí)機(jī)器人在施工時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行吸塵,減少粉塵對(duì)周邊環(huán)境的影響。”
在技術(shù)交流環(huán)節(jié),杭州豐坦機(jī)器人有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人提到,噴涂機(jī)器人能很好地與人工“互補(bǔ)”,也就是所謂的“人機(jī)協(xié)同”!皦γ嫔峡油莸、有縫的地方,可能目前機(jī)器人做不了,但在大面積噴涂時(shí),機(jī)器人的操作更標(biāo)準(zhǔn)化、更均勻,效率也更高!痹撠(fù)責(zé)人介紹,機(jī)器人完成墻、頂大面積的自動(dòng)化施工,人工配合較窄邊角、柱等輔助施工,充分利用機(jī)器人的效率優(yōu)勢(shì)和人工的靈活優(yōu)勢(shì),降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提升綜合效率。
在更多建筑施工場(chǎng)景中,機(jī)器人的“參與”已成必然趨勢(shì)。
今年,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《智能建造技術(shù)導(dǎo)則(試行)》,明確將建筑機(jī)器人規(guī);瘧(yīng)用作為推動(dòng)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的核心抓手。為賦能工程高質(zhì)量建設(shè),杭州市建委積極推動(dòng)建筑機(jī)器人等智能建造裝備推廣應(yīng)用,致力于創(chuàng)新“危、繁、臟、重”場(chǎng)景下的人機(jī)協(xié)同作業(yè)模式,同時(shí)加大智能建造人才培育力度,推動(dòng)形成一支高素質(zhì)的建筑產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍。
隨著企業(yè)不斷創(chuàng)新、技術(shù)不斷進(jìn)步,建筑機(jī)器人也將變得越來(lái)越“聰明”。未來(lái),這些升級(jí)后的機(jī)器人“工友”將更好地適應(yīng)復(fù)雜的施工環(huán)節(jié),與人工協(xié)同作業(yè),進(jìn)一步提升建筑施工的效率和質(zhì)量。
場(chǎng)景落地 “新技術(shù)”革新行業(yè)
從技術(shù)研發(fā)到施工應(yīng)用,做好轉(zhuǎn)化落地,才能真正釋放“新技術(shù)”的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。在杭州,建筑機(jī)器人在工地“上崗”已不是新鮮事。
走進(jìn)錢(qián)江新城二期五堡總部超核(一期)施工現(xiàn)場(chǎng),工人們正在進(jìn)行建筑物的主體結(jié)構(gòu)施工。該項(xiàng)目北至錢(qián)江路、東至同協(xié)南路、西至明月橋路、南至之江東路,共有9幢樓,最高樓達(dá)17層,建筑總面積近30萬(wàn)平方米,將打造一個(gè)集辦公、商業(yè)、文化等業(yè)態(tài)于一體的復(fù)合型產(chǎn)業(yè)總部園區(qū)。項(xiàng)目計(jì)劃于今年年底實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)封頂,2027年投入使用。
“項(xiàng)目應(yīng)用了智能化設(shè)備系統(tǒng)和智能機(jī)器人,如基坑監(jiān)測(cè)多傳感器自我識(shí)別系統(tǒng)、揚(yáng)塵噴淋控制系統(tǒng)、噴涂打磨機(jī)器人、ALC條板安裝機(jī)器人、實(shí)測(cè)實(shí)量機(jī)器人等。”中天建設(shè)集團(tuán)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,除了投入使用建筑機(jī)器人外,整個(gè)項(xiàng)目無(wú)處不“智能”,通過(guò)BIM技術(shù)及智能化集群系統(tǒng)的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),確;影踩芸,也可實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)、自動(dòng)噴淋、遙控噴淋,很大程度上提升了項(xiàng)目管理的“生產(chǎn)力”。
近年來(lái),為實(shí)現(xiàn)更多“新技術(shù)”應(yīng)用場(chǎng)景落地,杭州不斷探索施工階段的智能化升級(jí)。在試點(diǎn)項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景中,一大批智能建造新技術(shù)、新裝備已初步展現(xiàn)可推廣性,驗(yàn)證了智能建造的商業(yè)價(jià)值。
蕭政儲(chǔ)出【2021】33號(hào)地塊二期(XSCQ020207—01)一標(biāo)段項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)有一個(gè)藍(lán)色“大箱子”,這是中建八局第四建設(shè)有限公司與局工程研究院聯(lián)合研發(fā)設(shè)計(jì)的“天蟬”施工機(jī)器人系統(tǒng)3.0版本。它罩在整個(gè)樓體外圍,覆蓋作業(yè)面達(dá)2000平方米,并能自動(dòng)爬行,建完一層向上升一層,直至整棟樓完成建造。
“原本一層樓的施工需要10天,有了這個(gè)‘智能頂升平臺(tái)’能縮短至8天,同時(shí)還能節(jié)省40%左右的人工成本!敝薪ò司窒嚓P(guān)負(fù)責(zé)人介紹,平臺(tái)上還能容納混凝土振搗機(jī)器人、整平機(jī)器人等多種智能裝備,在智能控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配下,實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。這相當(dāng)于在空中建造了一個(gè)自動(dòng)化建筑工廠,減少了物料周轉(zhuǎn),提高了整體施工效率和施工質(zhì)量。
這個(gè)“智能頂升平臺(tái)”還有一個(gè)創(chuàng)新之處,它的天幕系統(tǒng)在高溫天氣下也能正常使用,內(nèi)部環(huán)境溫度可降低5攝氏度左右,為工人營(yíng)造一個(gè)良好的作業(yè)環(huán)境。
從全人工的鋼管腳手架施工,到智能化的“空中造樓機(jī)”,建筑業(yè)迎來(lái)了歷史性變革。不僅如此,杭州還在探索推動(dòng)智能施工升降機(jī)的使用,加快更多智能建造技術(shù)落地。
在技術(shù)交流會(huì)上,浙江省建設(shè)工程機(jī)械集團(tuán)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人分享,施工升降機(jī)是建筑施工中不可或缺的設(shè)備,目前正朝著智能化方向發(fā)展。比如,升降機(jī)有門(mén)光幕感應(yīng)及防夾開(kāi)關(guān)雙重保護(hù),檢測(cè)到異物時(shí),吊籠門(mén)停止關(guān)閉并打開(kāi),確保人員安全。
在杭州的施工工地上,智能建筑機(jī)器人、空中造樓機(jī)等“黑科技”已被廣泛應(yīng)用,為城市建設(shè)賦予了新的活力。
聚鏈成群 “全周期”智能升級(jí)
不只是施工階段的“升級(jí)”,智能建造還包括數(shù)字勘察、數(shù)字設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智慧運(yùn)維等。
BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù),在工程設(shè)計(jì)階段發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
紫金準(zhǔn)乾科研用房B1樓作為浙江省首批建筑工業(yè)化示范項(xiàng)目,以高達(dá)96.8%的裝配率、綠建三星及AAA級(jí)工業(yè)化水平樹(shù)立行業(yè)標(biāo)桿,其成功的關(guān)鍵在于BIM技術(shù)的全周期深度應(yīng)用。特別是設(shè)計(jì)階段,通過(guò)正向BIM設(shè)計(jì)進(jìn)行建筑性能分析,推理建筑形體,結(jié)合虛擬漫游優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中,運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)的穿孔鋁板立面,創(chuàng)造性地將竹林肌理轉(zhuǎn)化為建筑表皮,營(yíng)造出光影斑駁的竹林空間。
浙江省三建建設(shè)集團(tuán)有限公司在進(jìn)行南宋德壽宮遺址博物館建造時(shí),采用以BIM技術(shù)為核心的項(xiàng)目全生命周期數(shù)智技術(shù)和以智慧工地平臺(tái)為載體的項(xiàng)目全方位數(shù)智管理,形成“BIM+智慧工地”的工程建設(shè)數(shù)智管理新模式。例如,運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)金屬屋面進(jìn)行深化設(shè)計(jì),通過(guò)模擬的形式得到可靠的可視化模型,避免后續(xù)施工中出現(xiàn)誤差。
在生產(chǎn)環(huán)節(jié),“智能元素”也不斷豐富。一直以來(lái),市建委積極鼓勵(lì)和推動(dòng)裝配式預(yù)制構(gòu)件和部品部件應(yīng)用BIM數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能化生產(chǎn)。
鋼板在傳送帶上自動(dòng)行進(jìn),激光精準(zhǔn)切割,機(jī)械臂靈活分揀……在東南綠建大江東生產(chǎn)基地的H型鋼智能生產(chǎn)線(xiàn)上,全程不見(jiàn)人影。生產(chǎn)負(fù)責(zé)人朱衛(wèi)鋒站在數(shù)字化中心大屏前,手指輕點(diǎn):“整條生產(chǎn)線(xiàn)都在‘自己走’,能效、產(chǎn)量、進(jìn)度一目了然,我們通過(guò)大屏就能掌握全局。”
過(guò)去需要五六名工人搬運(yùn)的鋼板,如今在程序指令下自動(dòng)完成切割分揀;曾經(jīng)老師傅蹲守?cái)?shù)小時(shí)的焊接工序,現(xiàn)在由滑軌上的機(jī)器人精準(zhǔn)完成。朱衛(wèi)鋒指著實(shí)時(shí)跳動(dòng)的數(shù)據(jù):“你看這焊縫精度達(dá)到±0.2毫米,比老師傅的卡尺還準(zhǔn)!弊詈,產(chǎn)品進(jìn)入臥式雙邊矯正機(jī),操作員在觸摸屏上輸入尺寸參數(shù),機(jī)器自動(dòng)調(diào)整左右支撐、壓輥位置,實(shí)現(xiàn)一次性雙邊矯正。
從自動(dòng)上料到最終矯正,智能生產(chǎn)線(xiàn)全流程實(shí)現(xiàn)“零人搬運(yùn)”“零人工焊接”。這條“會(huì)思考”的生產(chǎn)線(xiàn),讓智能制造真正落了地。
在運(yùn)維環(huán)節(jié),智能建造同樣發(fā)揮著重要作用。杭州奧體中心體育館和游泳館建設(shè)了一套智能場(chǎng)館綜合平臺(tái),能滿(mǎn)足重大賽事的智能可視、指揮調(diào)度需求。該項(xiàng)目還通過(guò)3D建模實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生場(chǎng)館,可俯瞰全局、洞察細(xì)節(jié),監(jiān)控人員不需要出門(mén),角角落落的數(shù)據(jù)一清二楚。
建造更智能,城市更智慧。
“智能建造是新一代信息技術(shù)與工業(yè)化建造技術(shù)深度融合后形成的‘人機(jī)協(xié)同’新型建造方式。以后的房子、建筑會(huì)更工業(yè)化,在建造過(guò)程中使用數(shù)字化手段,能讓房子造得越來(lái)越好、越來(lái)越快,包括一些綠色、健康的要求也能得到更廣更全的保障!焙贾菔薪ㄖ䴓I(yè)協(xié)會(huì)智能建造分會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
從數(shù)字設(shè)計(jì)的前瞻推演,到智慧施工的精準(zhǔn)管控;從智能工廠的柔性生產(chǎn),到智慧運(yùn)維的一體服務(wù),杭州這座深植創(chuàng)新基因的超大城市,正以數(shù)字之力重塑建筑業(yè)“全鏈條”“全周期”,為城市能級(jí)躍升注入更智慧、更強(qiáng)大的科技動(dòng)能。
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