5月31日,省建设厅公布浙江省智能建造试点项目(第一批)名单,臻阳科创中心项目榜上有名。该项目依托智能建造实施体系,通过软硬结合、一网统建等方式,实现了智能化施工和管理。特色应用包括基于BIM的设计—生产—施工联动、人机协同模式下的建筑机器人施工和基于智能无人机的施工现场管理。
一、项目概况
臻阳科创中心项目,位于临海市大田街道临海大道东侧,浦山路北侧,总建筑面积74941.62平方米,其中地上55927.05平方米,地下19014.57平方米,建筑占地面积8391.60平方米。地下室二层,裙房四层,科创大厦总高二十一层;功能分布为地下一层汽车库、自行车库及设备用房;地下二层为汽车库、自行车库及设备用房,人防设在地下二层。地上建筑1~4层为商业裙房,功能为家具商城,四层局部为办公附属食堂。5—15层为办公楼,15—21层为旅馆。建筑室内外高差为0.10米,总高度(室外地坪至装饰幕墙顶)104.30米,消防高度为93.60米(室外地坪至屋面面层)。建筑设计使用年限为50年。本项目塔楼区为框架核心筒结构,裙房为框架结构,局部为钢结构。
二、项目应用目标
项目策划打造浙江省建筑施工安全生产标准化管理优良工地、浙江省工程质量奖“钱江杯”、浙江省智能建造示范工程,策划完成智能建造全过程应用示范,完成立项课题1项,完成科技成果转化2项,举办智能建造相关观摩会1次。
三、智能建造实施体系
臻阳科创中心项目依托调研分析,深入研究浙江省及台州市智能建造顶层规划与技术推广目录,结合公司自身基础与建设需求,最终通过项目实践打造了具有公司特色的智能建造新模式。
(一)软硬结合
通过软硬件的深度融合,依托现场硬件实现项目整体的数据流转,在硬件方面,项目先后投入了先进的建筑机器人、智能升降机、智能无人机、智能地磅等一系统监管自动化设备,涵盖施工、材料、安全、进度等多个环节,打造项目现场人机协同的新模式,减少人力需求,提高施工效率和质量,同时在应用过程中进行数据采集并上传至运管平台,由项目大脑“智能建造运管平台”进行数据处理、分析、输出,保证项目的技术应用。
(二)一网统建
以智能建造运管平台为核心,融合智能建造“BIM设计一体化、部品部件智能生产、智能施工管理、建筑机器人智能施工、数字交付、智慧运维”六大核心技术,以BIM为数据基础,串联设计、生产、施工、交付、运维全过程。通过数据驱动项目智能建造应用,统筹项目建设进度、成本、材料、安全、质量等环节,大幅度提升项目数字化水平。
BIM设计一体化:通过综合应用BIM技术服务项目设计、施工、运维等阶段,打造项目全生命周期全过程数字化衔接的集成体系,基于搭建协同管理平台,实现图纸、模型、进度、应用点管理,推进BIM应用落地,助力项目数字化建设。
部品部件智能生产:本项目采用的部品部件为集团下属的部品部件专业公司生产,具备一体化实施条件,通过传递BIM设计数据到工厂,联通项目部品部件生产信息,通过二维码实现从构件订单、生产、运输、现场安装全流程管控。
智能施工管理:依托智慧工地场景建设,对项目劳务、环境、材料、安全、质量进行监管,围绕施工过程管理,展现对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享。通过数字化手段,将项目进度、安全、质量、建材等内容进行数据处理,平台汇聚了海量的业务数据,通过对项目全生命周期过程中产生的业务数据进行深入分析挖掘,提供直观的数据呈现,使项目管理的广度、深度、精度、效率不断得到提升。
建筑机器人智能施工:通过施工过程智能化、机器人工艺参数化、多传感测量手段集成等措施,在项目中引进应用包括地面、墙面、巡检三大场景共计5款建筑机器人,串联BIM空间数据实现路径、点位精准布设,同时结合智能建造运管平台,展现机器人作业状态实时监控、作业进出场集中管理;掌握机器人在项目施工的进度情况。
数字交付:通过打造项目数字资产,在平台上对项目模型、图纸、文档标准化、集中化归档,通过关联项目设备生产厂商、质保等信息,实现真正意义上的数字化交付。
智慧运维:在数字化交付基础上,在沙盘中模拟布设智慧楼宇硬件,利用BIM和IOT技术,全面掌握设备硬件点位与状态,实现设备同一管控,打造绿色运维。
通过这些探索和实践,浙江大经建设集团在智能建造领域取得了一定的经验,不断审视自身发展条件,结合智能建造发展趋势,不断推动企业向数字化、智能化转型,提升了企业的竞争力和可持续发展能力。
四、项目智能建造特色应用
(一)基于BIM的设计—生产—施工联动
通过BIM模型的深化设计,部品部件拆分,清单导出,精确地将设计需求传达给生产工厂,工厂则依据需求进行部品部件的定制化生产。待生产完成后,结合产品与BIM模型定位指导现场吊装工作,确保部品部件准确无误地安装到位。
在生产过程中,BIM模型中的部品部件信息发送至工厂,导入工厂生产系统后,结合自身生产流程形成生产线匹配、排产需求、物料采购需求、供货需求,对比分析后进行精确的生产加工。通过生产系统与流水线实时采集生产进度和质量,将各个部品部件的设计参数、生产日期、生产批次、过程检验等信息进行集中整合处理,输出一物一码,形成预制构件全过程追溯。
在现场吊装阶段,通过部品部件二维码基本信息,可以快速获取其相关信息,结合BIM模型中的安装指导进行精确安装。待安装完成后,扫描部品部件二维码确认安装完成,将数据上传至运管平台,更新现场安装进度。对于部品部件设计、工厂生产、现场吊装的全过程联动,不仅提高了项目的施工效率和质量,还大大降低了施工过程中的错误和浪费。
全自动综合生产线
全自动钢筋设备
(二)人机协同模式下的建筑机器人施工
在人机协同模式下,建筑机器人施工的引入,不仅提升了施工效率,还显著提高了施工安全性和质量控制水平。通过应用地面、墙面、巡检等不同场景的建筑机器人,项目能够实现对施工环境的全面感知和智能响应。这些机器人搭载了先进的传感器和测量设备,能够进行精准的定位和作业,同时通过与智能建造运管平台的实时数据交换,实现了作业状态的实时监控和管理。
在地面施工场景中,地面机器人与现场人员配合能够快速完成地下室地坪浇筑作业,减少了人工操作的不稳定性,确保了施工质量。墙面施工机器人则通过精确的路径规划和点位布设,实现了墙面喷涂等工序的自动化,大幅提升了施工速度和精度,配合实测实量机器人进行现场检测,保证施工过程质量。在巡检场景中,巡检机器人能够对施工现场进行24小时不间断的监控,捕捉到施工现场的实时图像和数据,通过智能分析,对潜在风险进行预警,并将信息反馈给项目管理人员,及时发现安全隐患。
地面整平机器人
抹光机器人
实测实量机器人
巡检机器人
(三)基于智能无人机的施工现场管理
通过无人机的定期巡检,结合无人机搭载的AI算法摄像头能够对施工现场获取的实施高清摄像进行分析。目前项目已完成未佩戴安全帽、未穿戴反光背心、烟火识别等算法应用,可对上述违规行为进行预警提示,并将影像数据传输至平台,保证楼层上部的建筑施工作业安全性。
通过无人机搭载的高分辨率相机和激光扫描设备,可以快速、准确地获取施工现场的三维数据。数据经过处理后,可以生成施工现场的精确三维模型,从而实现逆向建模。将逆向建模得到的三维模型与施工计划中的模型进行对比,分析施工进度和完成情况。通过定期进行无人机拍摄和数据采集,可以实时监控施工进度,及时发现偏差,采取措施进行调整。
此外,无人机的飞行路径和任务可以预先编程,实现自动化飞行和数据采集,大幅减少了人力成本和时间成本。采集到的数据通过无线网络实时传输至管理平台,与BIM模型进行对比分析,为项目管理者提供决策支持。
无人机巡检现场
五、应用效果
臻阳科创中心项目聚焦项目建设需求,在施工过程中通过智能建造运管平台的实时监控和数据分析,及时掌握施工进度和质量,对可能出现的问题进行预警和干预。通过智能化的管理方式,不仅提高了施工效率,还确保了施工过程的安全性和可靠性。通过这些智能技术的应用,臻阳科创中心项目在缩短工期、节约成本、提高工程质量等方面取得了一定经验,顺利依托项目举办了观摩会,为同类项目提供了可借鉴的经验。