依托三一集團在智能制造上的裝備資源優(yōu)勢以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(樹根互聯(lián))等方面的能力,三一筑工研發(fā)的SPCS結(jié)構(gòu)技術體系成為適應智能建造的裝配式結(jié)構(gòu)技術體系。
三一集團創(chuàng)建于1986 年,以“三個一流”(創(chuàng)建一流企業(yè),造就一流人才,做出一流貢獻)為發(fā)展目標,是工程機械領域的龍頭企業(yè)。三一筑工科技股份有限公司(以下簡稱“三一筑工”)是三一集團旗下專注于建筑工業(yè)化的業(yè)務板塊,于2016年成立,以“把建筑工業(yè)化”為使命,“把建筑當產(chǎn)品、把施工當制造”。聚焦混凝土建筑主體結(jié)構(gòu),為智能建造提供關鍵技術和系統(tǒng)解決方案。
三一集團于2018 年全面啟動數(shù)智化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,以燈塔工廠建設為核心,以數(shù)據(jù)采集與應用、工業(yè)軟件應用、流程四化為抓手,通過產(chǎn)品智能化建設,布局新賽道,向智能制造數(shù)據(jù)驅(qū)動型公司發(fā)展。三一筑工依托三一集團智能制造領域的技術積淀,在智能建造領域努力探索。聚焦裝配式混凝土建筑,打造了“十字形”建筑工業(yè)化系統(tǒng)解決方案——SPCS。其中“一豎”為SPCS 技術路線(空腔墻柱+等效異構(gòu)+工模技術+面內(nèi)作業(yè)),“一橫”為“5231”硬科技(5 類裝備、2 類標準、3 類軟件、1 個筑享云平臺)。
《報告》編寫組在調(diào)研中了解到,依托三一集團在智能制造上的裝備資源優(yōu)勢以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(樹根互聯(lián))等方面的能力,三一筑工研發(fā)的SPCS 結(jié)構(gòu)技術體系成為適應智能建造的裝配式結(jié)構(gòu)技術體系。SPCS 由“設計、制造、施工三大硬智能和筑享云平臺”構(gòu)成,擁有“5231”硬科技,具有“空腔墻柱+等效異構(gòu)+工膜技術+面內(nèi)作業(yè)”等特點。
“空腔+搭接+后澆”是三一筑工自主研發(fā)的SPCS 體系的基本原理,可以實現(xiàn)墻柱梁板全預制、地上地下全裝配。SPCS 空腔墻由兩片混凝土頁板和空腔內(nèi)的鋼筋籠組成,構(gòu)件批量運送到施工現(xiàn)場進行裝配,空腔構(gòu)件通過環(huán)狀連接筋實現(xiàn)連接,再向空腔內(nèi)澆筑混凝土。和普通混凝土結(jié)構(gòu)相比,SPCS 裝配整體式疊合混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯:一是結(jié)構(gòu)體系全部構(gòu)件自重更輕,便于運輸與吊裝,對塔吊或其他起重設備的最大吊起重量要求更低;二是連接方式更加簡便,SPCS 空腔墻通過空腔內(nèi)放置環(huán)狀連接筋的間接搭接方式實現(xiàn)連接,不設置預埋套筒,可有效規(guī)避灌漿套筒的痛點,提升整體施工質(zhì)量和效率;三是安全性更高,SPCS 結(jié)構(gòu)體系在外墻全預制的基礎上,可實現(xiàn)面內(nèi)作業(yè),降低施工成本,減少現(xiàn)場施工安全隱患。從而解決建筑結(jié)構(gòu)安全、漏水、外墻保溫、勞工不足、效率低、造價高等諸多行業(yè)痛點,大幅減少鋼筋模板腳手架現(xiàn)場作業(yè),契合建筑節(jié)能和高質(zhì)量發(fā)展。
通過SPCS 可以將建筑結(jié)構(gòu)專利和設計軟件進行很好的聯(lián)動,將工業(yè)軟件和配套裝備整合,實現(xiàn)工業(yè)軟件驅(qū)動裝備進行自動化生產(chǎn),最終將應用軟件和協(xié)同平臺打通,實現(xiàn)SPCS 全裝配智能建造的整體解決方案。
在數(shù)字化設計方面,三一筑工積極開展合作與創(chuàng)新,攜手中國建筑科學研究院聯(lián)合開發(fā)了PKPM+SPCS 智能深化設計軟件。該軟件創(chuàng)新突破智能建造設計領域發(fā)展瓶頸,實現(xiàn)自動拆分、快速深化、合規(guī)計算、智能優(yōu)化、一鍵圖表、數(shù)據(jù)支持等多項功能,解決了設計效率低、設計協(xié)同難、設計質(zhì)量差、數(shù)據(jù)應用難等問題,實現(xiàn)了預制構(gòu)件從智能設計到數(shù)據(jù)驅(qū)動自動化生產(chǎn),為智能建造快速發(fā)展提供支撐。
此外,三一筑工還全力打造了PCTEAM 筑享云平臺,全面穿透了“項目策劃、智能設計、智能制造、智能施工、智能運營”智能建造五大場景,真正實現(xiàn)項目全生命周期、關鍵角色、關鍵要素在線協(xié)同管理,為智能建造提供數(shù)字化整體解決方案。平臺包含項目管理、深化設計管理、構(gòu)件生產(chǎn)管理、現(xiàn)場施工管理、BIM 數(shù)字孿生交付5 個核心模塊,支持用戶進行平臺策劃、定制化設計、數(shù)字工廠自動化生產(chǎn)、數(shù)字工地智能化施工、一件一碼孿生交付及數(shù)據(jù)化運營,有利于實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通。設計師可以非常方便地在PCTEAM 平臺上免費下載與PKPM、Revit 合作開發(fā)的智能深化設計軟件,進行基于BIM 的構(gòu)件拆分和深化設計,設計完成后,將輸出的構(gòu)件清單、BIM 模型以及驅(qū)動PC 工廠產(chǎn)線設備自動生產(chǎn)的設計數(shù)據(jù)以計劃反饋的形式導入平臺。
調(diào)研過程中,《報告》編寫組參觀了SPCS 3.0智能建造展示樓和北京PC 工廠。智能建造展示樓全程采用筑享云建造,呈現(xiàn)智能建造五大場景,采用SPCS 3.0“空腔墻柱+等效異構(gòu)+工模技術+面內(nèi)作業(yè)”技術路線,是SPCS 結(jié)構(gòu)技術的重要體現(xiàn)。每個構(gòu)件都貼有二維碼,用手機一掃,構(gòu)件從生產(chǎn)到安裝等相關信息一目了然。
PC 工廠中應用了大量智能設備,比如自動清掃機、自動畫線機、自動布模機、鋼筋網(wǎng)片生產(chǎn)、側(cè)翻堆跺翻轉(zhuǎn)、攪拌站等等。PC 工廠通過SPCI 工業(yè)軟件實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)高效自動轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)數(shù)據(jù),驅(qū)動智能裝備自動完成劃線、布模、鋼筋綁扎、澆筑、養(yǎng)護,實現(xiàn)構(gòu)件自動化、標準化、少人化生產(chǎn);采用一件一碼管理方式,實現(xiàn)從訂單、生產(chǎn)、堆場、運輸直到交付的生產(chǎn)全過程管理,做到構(gòu)件數(shù)據(jù)實時可追溯,打通了構(gòu)件設計、生產(chǎn)、交付全流程,實現(xiàn)了全周期、全角色、全要素在線協(xié)同。參觀過程中,工廠內(nèi)沒有廢水、廢氣、廢渣,沒有揚塵污染,也沒有沙石堆積,構(gòu)件生產(chǎn)全程數(shù)字化管控,自動流水線作業(yè),生產(chǎn)速度快、成本低,效率高、精度高、質(zhì)量好,高效綠色節(jié)能。
據(jù)悉,SPCS 系統(tǒng)已經(jīng)在北京、上海、廣東、浙江、江蘇等十余省推廣應用,均體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)安全、成本低(與鋁模現(xiàn)澆相當)、綠色低碳、品質(zhì)好、施工快、人工省的優(yōu)勢。在已建成項目中,“上海嘉定新城菊園社區(qū)二期”榮獲住房和城鄉(xiāng)建設部第一批智能建造試點項目。項目基于BIM 模型進行SPCS 拆分與設計優(yōu)化,減少樓梯、疊合板、內(nèi)剪力墻、外墻板等各類構(gòu)件的類型數(shù)量,降低了生產(chǎn)成本,提升了施工效率,體現(xiàn)工業(yè)化優(yōu)勢。項目基于智能設備及BIM 協(xié)同平臺的應用,提高了施工質(zhì)量,實施施工精準預留預埋,規(guī)避各類錯漏碰缺,減少了返工。
智能建造將以“信息化技術+工業(yè)化建造”雙螺旋為驅(qū)動力,以“數(shù)字化平臺+智能化裝備”為引擎,驅(qū)使建筑行業(yè)與信息化時代充分融合,推動建筑行業(yè)真正實現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全成本低、綠色低碳好快省。三一筑工表示,推進智能建造發(fā)展需要認知重塑,同時還要強化智能建造相關技術的自主研發(fā),如視覺技術、數(shù)據(jù)處理技術、SPCS 結(jié)構(gòu)技術、BIM 深化設計等方面,以技術革新和裝備革新來支撐智能建造的深入應用。
未來,三一筑工聚焦數(shù)智化及服務模式,以技術和產(chǎn)品為牽引,從定義智能化的產(chǎn)品出發(fā),結(jié)合智能建造相關技術的研發(fā),推進智能建造發(fā)展,共建開放協(xié)同的智能建造新生態(tài),讓天下沒有難做的建筑。