苏州市智能建造专刊(第一期)

发布时间:2023-11-30 | 杂志分类:其他
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苏州市智能建造专刊(第一期)

建筑机器人及智能装备如前文所述,基础设施项目与房建项目在专业施工内容方面存在很大差别,最直观的就是反映在建筑机器人及智能装备应用上,基础设施项目用不到造楼机、智能升降机、ALC墙板安装机器人等,因此必须额外探索新的适用基础设施的建筑机器人及智能装备。由于基础设施专业细分为路、桥、隧道、轨道交通、水厂等,而智能建造目前处于刚刚起步探索阶段,各个细分专业领域内采用的建筑机器人和智能装备还需进一步探索。结合试点项目需要,先行探索路桥项目应用3D挖掘机、3D摊铺机、3D压路机、3D挖掘机、3D平地机、3D推土机、全自动滚焊机、测量放线机器人等。在充分利用测量数据的基础上打破传统施工方式对测量人员的高度依赖。通过测量数据信息建立施工模型,将繁杂的测量任务压缩至一次测量即可完成。3D机械可根据测量数据模型直接到达指定地点开始施工,全过程无需测量人员时刻在旁监控,3D推土机、3D挖掘机、3D平地机施工精度误差在2-3cm,摊铺机采用全站仪进行控制,精度更高,在毫米级。3D系列机械在满足施工精度要求的情况下,确保了市政道路施工的质量,辅助项目部完成了施工成本的把控,既带来了质量效益又带来了经济效益。3... [收起]
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苏州市智能建造专刊(第一期)
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文本内容
第101页

智能施工管理

基础设施积极探索智能施工管理应用,按照施工合同要求,应用智慧工地系统,除了按照江苏省智能建造应用点列明的

技术清单之外,还根据基础设施施工机械使用种类多,土方管理繁杂的特点,选用了智慧机械平台、机械指挥官系统、土方管

家系统。

项目采用机械指挥官智能管理系统,提高了机

械设备的管理效率,项目管理人员可以随时查看机

械设备的位置,施工作业时间,方便进出场管理,实

现了机械设备的数字化管理。

此外,项目采用土方管家系统,专门就基础设施

上的土方进行精准管理,每进出一辆土方车,所运

土方数据均可实现在线查询,让管理层和决策层都

能清晰了解到项目土方施工的推进速度。

智慧工地应用

智慧机械平台

机械指挥官系统 土方管家系统

99

Pilot Project 试点项目

第102页

建筑机器人及智能装备

如前文所述,基础设施项目与房建项目在专业施工内

容方面存在很大差别,最直观的就是反映在建筑机器人及

智能装备应用上,基础设施项目用不到造楼机、智能升降

机、ALC墙板安装机器人等,因此必须额外探索新的适用基

础设施的建筑机器人及智能装备。由于基础设施专业细分

为路、桥、隧道、轨道交通、水厂等,而智能建造目前处于刚

刚起步探索阶段,各个细分专业领域内采用的建筑机器人

和智能装备还需进一步探索。结合试点项目需要,先行探

索路桥项目应用3D挖掘机、3D摊铺机、3D压路机、3D挖掘

机、3D平地机、3D推土机、全自动滚焊机、测量放线机器人

等。在充分利用测量数据的基础上打破传统施工方式对测

量人员的高度依赖。通过测量数据信息建立施工模型,将

繁杂的测量任务压缩至一次测量即可完成。3D机械可根据

测量数据模型直接到达指定地点开始施工,全过程无需测

量人员时刻在旁监控,3D推土机、3D挖掘机、3D平地机施

工精度误差在2-3cm,摊铺机采用全站仪进行控制,精度

更高,在毫米级。3D系列机械在满足施工精度要求的情况

下,确保了市政道路施工的质量,辅助项目部完成了施工

成本的把控,既带来了质量效益又带来了经济效益。

3D系列大型施工机械设备有别于传统的机械设备,传

统的大型机械设备在施工过程中需要司机和测量人员配

合才能完成施工任务,所谓3D,指的是施工中的坐标:x,y,

z。即3维空间坐标,传统机械,比如挖掘机,如果要挖一个

深2.3m的沟槽,挖掘机司机需要靠测量人员将施工部位

进行放样,做好标记,进行开挖,而且对于沟槽开挖的深度

也不能很准确的进行操作,需要测量人员反复校核,整个

施工过程是一个间断的过程,挖一部分等测量人员来测量

复核,根据测量结果然后再进行修正,如果测量精度要求

高,那么需要大量时间消耗在测量复核以及二次修正上,

费时费力;而采用3D挖掘机(即在传统挖掘机上进行3D设

备的改装),通过GPS定位及传感器,配合辅助建模挖掘操

作系统,将设计要求的沟槽开挖相关尺寸标高等要求输入

平板电脑中,挖机司机可以实现实时感知其抓斗所在位置

(x,y,z),开挖过程中实时显示并给出开挖深度与设计深

度之间的关系,不再需要测量人员去反复测量校核,整个

施工过程连续进行,一次到位,一个挖机司机就可以完成

沟槽开挖任务。总结一下,采用3D挖掘机比传统挖掘机有

以下优势:

精度控制 非实时可知,人为干预,可能返工 CM级精度,实时可知,过程控制,排除人为干预

测量放样 需要2人 0,节省成本,减少人员伤害隐患,有利工地安全

质量检测 需要1人 0,节省成本,减少人员伤害隐患,有利工地安全

质量报告 人工检测 数字化报告,精准可靠

夜间施工 非常困难 不分昼夜,确保工期,效率提升20%

质量记录 人工记录 自动生成,排除人为因素,可靠放心

对比项 传统挖掘 3D挖掘优势

100 试点项目 Pilot Project

第103页

再比如3D摊铺机,基础设施路桥施工中需要摊铺水稳和沥青,在传统摊铺施工中,对于标高和坡度的控制比较繁琐,前期

需要测量收集摊铺层基底的标高数据,然后根据摊铺的厚度要求在施工路段进行标记,如水稳摊铺需要打钢钎,拉钢丝绳等

辅助措施进行标高控制,整个过程繁琐,摊铺机在行进过程中需要根据不同桩号位置的标高和摊铺厚度进行调整。而采用3D

摊铺机进行施工,施工前将基层标高数据和设计标高数据输入标高控制系统建立施工模型,借助于高精度的全站仪自动测量

系统,将每个桩号的标高通过蓝牙电台传输给装在摊铺机上的平板电脑,那么在摊铺沥青时,就不再需要测量辅助标高控制

措施,可以直接在行进中就实时感知到每个桩号的标高信息,摊铺机根据施工要求自动进行调整标高,顺利完成摊铺任务。

101

Pilot Project 试点项目

第104页

项目智能建造应用总结与展望

市政基础设施领域的智能建造是全国范围内开展智能建造过程中的全新探索,也是智能建造战略不断推进需要关注的

领域,也是苏州市作为全国智能建造试点城市需要去关注的重点。凤里街南延项目作为苏州市的首个市政领域智能建造项

目,在集团一平台、六专项的技术体系指导下,基础设施智能建造正在有序推进。目前来看,各项技术尤其是机器人及智能装

备与房屋建筑领域匹配性更高,在基础设施路桥隧项目中应用场景较少,目前道路部分可以使用3D挖掘机、压路机、推土机、

平地机、摊铺机等,隧道与桥梁部分应用的智能化装备尚在探索中。

相信在苏州市住建领导部门对智能建造的大力支持下,凤里街南延项目各项工作将更快速、更高质量的往纵深推进,随

着各类新技术的不断涌现,中亿丰及二建在基础设施领域也将继续探索和发现新的应用点,不断丰富和完善智能建造应用体

系,打造具有基础设施特色的智能建造!

102 试点项目 Pilot Project

第105页

2022年11月,苏州成为全国24个智能建造试点城市之一,开展为期3年的试点工作,积极探索智能建造推动建筑业转型

升级的“苏州经验”。12月,苏州市政府印发《关于加快推进智能建造的实施方案》,目标到2025年建成苏州市智能建造推进工

作机制,完善智能建造政策体系,建立苏州市智能建造相关标准体系。实施方案中确定了苏州市发展智能建造的五项重点任

务,分别是推广新型建造方式、培育智能建造产业集群、推进BIM技术应用、全面推广智慧工地以及强化智能建造评价和推

广。逐步升级更加可靠的“软件”配套,服务好建筑机器人等建造“硬件”。

苏州第一建筑集团有限公司联合江苏鼎思科技发展有限公司针对项目管理方面战略合作十多年,研究落实企业信息化

管理、项目管理、智慧工地建设、BIM技术应用以及智能建造的工作。《关于加快推进智能建造的实施方案》中提到的重点任

务,更奠定了我们企业智能建造工作的指导思想,我们也进一步开始智能建造平台的搭建工作。

搭建智能建造集成管理平台⸺

为项目管理赋能

起点:

智能建造平台搭建

2023年8月,苏州市率先发布了《关于加强苏州市智能

建造试点项目季度考核工作的通知》,细化了智能建造试

点项目评分,明确了11个主要考核方向,这也是全国第一。

在苏州市领导高屋建瓴的指导下,在智能建造专班各位专

家的带领下,我们更对智能建造努力的方向有了更清晰的

认识。

目前我们搭建智能建造项目管理平台,集成了项目展

示面板、建筑机器人指挥中心、智能设备板块、智能施工管

理板块、部品部件管理板块、智能运维控制中心、资料归档

板块、智能党建板块等的综合集成智慧管理中心。将本项

目相关的组织架构信息、智能建造专项实施方案及相关资

料、建筑机器人状态监测、施工数据分析管理、智能施工现

场管理、BIM技术应用情况等进行了全面的集成管理,帮助

项目方以智能化手段进行管理以及对智能建造设备的运

行情况进行监测,为项目方后期开展智能建造工作提供了

有效的参考价值。

苏州第一建筑集团有限公司 朱枫

103

Pilot Project 试点项目

第106页

实践:

项目智能化应用

首先我们建立了一套智能建造组织体系及

实施方案。这包括了组织架构的设计、人员配置

以及项目的管理流程,我们要确保这个体系能

够适应快速变化的施工节奏,并能够在实施过

程中实现高效协同。我们基于整体施工进度计

划,按季度进行规划,并按照季度建立相关模块

进行资料汇总及管理。结合项目概况及整体智

能建造规划,我们建立了智能建造整体项目展

示面板,将整体项目的情况进行展示及介绍,同

时也包括了项目简介、BIM模型轻量化浏览、智

能装备列表及状态、BIM应用管理资料、人员考

勤情况管理、预制构件统计、工程里程碑等全流

程信息及内容。

我们在探索新型的建造方式的过程中,重

点也放在了智能施工设备、施工机器人的选型、

使用落地。我们深知在前期探索阶段,各类的智

能设备、施工机器人都是辅助的作用,如何将智

能设备及施工机器人、辅助施工机器人用好,领

航员、管理人员、施工人员如何形成已最佳的配

比、如何建立最优的施工步序、施工标准这是重

中之重。这里面也包括了采用先进的施工技术、

管理方法以及材料选择。我们应该充分利用现

代科技,提高施工效率,降低成本,缩短工期。于

是我们建立了三个板块,将各类智能设备与平

台进行深度对接,全过程记录所有使用数据,当

所有的数据形成一定的量级后再进行大数据分

析。针对于板块也做了一定的划分,主要包括智

能设备板块、巡检及旁站机器人板块以及建筑

机器人板块。

104 试点项目 Pilot Project

第107页

智能设备板块目前主要统筹项目使用的质量相关测量设备、检测设备,主要模块包括智能数显回弹仪、智能

楼板厚度检测仪及相关测量设备的数据情况及数据分析。设备每一次的测量结果都能够实时传输到平台,并实现

数据分析。

1、智能测量设备

105

Pilot Project 试点项目

第108页

巡检及旁站机器人属于辅助施工管理方面的机器人,这两款机器人更注重的是结合企业管理思路及管理流程,并能够实

现在使用落地的基础上不断的优化需求、技术融合,实现更综合、更智能的定制化应用。为此,我们总公司联合鼎思科技开展

落实巡检机器人及旁站机器人的研发工作:

同时我们也搭建了辅助施工机器人板块:将旁站机器人及

巡检机器人纳入其中,实现机器人数据实时传输、管理机器人

管理数据情况及数据分析,能通过平台实时掌握机器人画面。

后续我们也将会将机器人的操控、交互使用的相关功能纳入平

台管理中,并针对各类识别、检查结果联动智慧管理模块,与线

上开单、闭合流程打通,建立更智能的一套管理体系。

智能旁站机器人包括智能续航系统、视觉采集处理系统、智能定位系统、AI智能识别系统、语音通信系统、智慧

声光警戒系统、智能决策系统等。

旁站机器人可代替管理人员对施工作业进行有效的连续监控,监督施工单位严格按施工规范设计要求施工,

观察施工工艺,检查工程实体,确保工程符合规范的设计要求。快速投放到目标地点设置临时监控点或快速撤离现

场,满足建筑行业临时监控、旁站、智慧工地等临时或流动性监控需求。分析和判断施工过程中目标行为及时发现

安全隐患,并进行语音报警警示。

主要应用包括:作业人员身份识别、资质核验。

AI智能识别:人员不安全行为,物品不安全状态。

旁站监督核验:人员确认、工序核验、流程监督、单据留存。

隐蔽工程记录:人员确认、工序核验、照片拍摄、视频留存。

平台远程监督:施工部位增加监督视角,新增平台远程监督管理模式。

施工过程记录:施工重要节点过程记录,照片、视频、点位、人员。

智能巡检机器人包括智能续航系统、红外视觉采集处理系统、智能定位导航

系统、AI智能识别系统、语音通信系统、智慧声光警戒系统、智能决策系统等。

主要应用包括:智能巡航、24小时不间断视觉巡航,筑牢现场安全防线。

智能环境识别:实现自主环境建模、识别、避障。

AI智能识别:人员不安全行为,物品不安全状态。

平台远程监督:施工部位增加监督视角,创造平台远程监督管理模式。

智能语音系统:实现设备联动,预警播报;安全宣导;平台喊话。

远程控制系统:实现平台远程遥控,智能巡检、影像抓拍。

2、智能巡检及旁站机器人

106 试点项目 Pilot Project

第109页

本项目3季度处于主体施工阶段,主要采用了四轮激光整平机器人、履带抹平机器人、四盘抹光机器人:

本工程地下室面积达到56165.59平方米,面积较大,地

坪的平整度对项目地库成型质量影响较大,使用地坪施工

机器人进行施工大大的提升地坪观感质量。不仅快速有效

还能够最大限度地节省人工,设备在启动之后会根据地面

的高度自行找平。

3、建筑机器人

四轮激光整平机器人

本工程占地面积达,地库基础底板、顶板分区面积大,

浇筑时所需人员较多且施工阶段正是夏季阶段,混凝土成

型质量难以控制,主体阶段配合激光整平机器人施工使用,

单盘抹光机抹平提浆:在砼按规范有序浇注的同时,利用砼

施工的时间差,早浇注的砼会早些达到初凝,初凝时(人上到

砼面上有2-3mm脚印),便利用单盘抹光机和镘抹圆盘,进

行交叉破浆镘抹,以保证机械运行过程的平整控制。

履带抹平机器人

应用于本工程室外及地库大面积混凝土地面压光,收

光的施工。利用地面对两组抹刀的反作用力驱逐机器前进

与旋转运动,并自动抹压。相较于传统施工,机器人施工的

光整度,密实度更加均匀;综合施工成本更低;施工效率更高;

工人的劳动强度降低。相对于传统人工,施工效率提升30%

以上。

四盘抹光机器人

107

Pilot Project 试点项目

第110页

4、智能运维

建筑机器人管理板块的研发囊括了:机器人硬件设

备、管理系统、云计算服务以及安全防护措施。机器人硬件

设备包括各种类型的机器人、传感器和执行器等,它们是

施工机器人管理平台的“肌肉和神经”,管理系统则是平台

的大脑,负责处理各种数据并下达指令,云计算服务则是

将各个部分紧密联系在一起的桥梁,提供数据存储、远程

控制等功能,安全防护措施则是为了确保在使用过程中的

安全性。

我们的主要目标是将机器人使用的全过程进行详尽

的记录,最终汇总成一手使用成果进行后续的数据分析。

整个机器人板块也是囊括了建筑机器人设备列表及资料、

建筑机器人状态实时传输、建筑机器人施工数据情况及数

据分析、建筑机器人现场使用数据也能够实时上传至管理

平台。

通过对建筑物的实时监控和管

理,我们可以确保建筑物的正常运行,

延长其使用寿命。本项目目前处于主

体施工过程中,我们在运维板块纳入

了系统总览、环境监测数据、施工能耗

管理、视频监控管理等相关模块。

108 试点项目 Pilot Project

第111页

公司于2007年,与鼎思科技共同开发企业信息化管理平台及建筑工程项目施工集成管理系统(“建造师”项目施工管理软

件),开始了项目管理信息化的道路。目前,我们企业信息化管理平台及“建造师”项目施工管理软件,主要包括:招投标、进度

管理、成本管理、合同管理、物资管理、质量管理、安全管理、竣工管理、风险管理、设备管理、资金管理、人事管理、档案管理、

知识管理、账务处理、办公自动化管理。

目前我们正在逐步将智能建造管理平台与企业管理平台、项目管理平台打通,实现项目人、机、料、法、环、测多维度的数

据积累及串联。我们坚信,企业要做到可持续的长久发展,跟上产业数字化的浪潮是必经之路,在苏州这样全国领先的环境

下,我们更应该奋勇争先,力争上游,脚踏实地走好每一步。

智能建造平台项目

资料中心界面展示:

智能建造试点项目考

核资料全部实现电子化,设

备信息资料及影像资料都

可传至平台,通过设备列表

及资料库可随时调用查看,

施工日志、安全日志线上编

制。

企业信息化管理平台V3.0菜单界面 “建造师”项目施工管理软件V3.0菜单界面

109

Pilot Project 试点项目

第112页

总结:

智能建造项目成果

在BIM技术应用方面,累计发现并解决了土建图纸问题186项,机电图纸问题322项,钢结构图纸38项,完成

模型变更维护46次,优化区域净高286余处,出图300余张,充分发挥出BIM模型可视化、精确化、协调性及模拟性

等优势,减少了大量沟通次数、管理成本。在本项目中,BIM技术数字一体化被用于实际施工现场以检测和解决潜

在的冲突和问题。建筑信息模型已经在设计阶段中创建,并包含了所有建筑、机电设备、管道系统等的详细信息。

冲突检测:在施工前,施工团队将BIM模型与施工计划

集成。这包括机电工程、管道工程和结构工程的详细计划。

通过BIM软件,施工团队在虚拟环境中模拟施工进程,并检

测潜在的冲突,比如管道与梁柱的冲突或设备的空间冲

突。BIM软件会自动检测这些冲突,并生成报告,指出在施

工中可能会出现的问题解决冲突。冲突被检测到后,施工

团队使用BIM模型来探讨解决方案。他们在模型中进行实

时修改,以消除冲突。同时,BIM还可以生成详细的构建序

列,以确保冲突的解决不会影响施工进度,所有解决方案

和修改都可以记录在BIM模型中,以供未来参考。

施工过程中的监控:在施工现场,工人使用移动设备

访问BIM模型,以查看施工计划、图纸和解决方案这有助于

确保他们按照最新的设计和冲突解决方案工作。施工进展

与BIM模型实时对比,以确保一切按计划进行。通过BIM技

术的数字一体化,项目管理团队和施工人员能够更有效地

处理冲突和问题,减少了现场的不确定性和额外的工作。

这最终提高了项目的质量,减少了延期,并有助于确保项

目的建设符合设计意图和安全标准。

110 试点项目 Pilot Project

第113页

在项目实施初期,我们就制定了项目BIM技术应用规划。

技术管理方面:根据项目特点进行施工部署和技术质量控制;根据技术交底时需要注意的项目重难点细节等制定相应技

术方案;对于项目协同管理及现场施工管理等制定管理机制。

人才培养方面:培养BIM建模人才,能够独立建立土建、机电、装修等专业模型;培养BIM管理人才,能够协调项目参与各

方事务,通过平台实现协同管理。

方法论总结与验证:首先实现制度建设标准化,包括管理制度标准和信息使用制度标准;其次实现信息资源标准化,规范

各系统产生的数据,包括BIM数据、视频数据、图像数据、文字数据、图纸数据等;第三实现流程标准化,统一技术执行动作。

新技术应用探索目标:采用“互联网+”为代表的信息化手段,探索甲方多项目智慧监管平台,对多项目进度、设计、质量、

安全、劳务、物资等集中监管;并且实现基于现场数据的统计分析,从而进一步提升工程监管能力。

随着科技的飞速发展,我们对建筑的需求也在不断增长,对于建筑的品质、节能、环保等方面的要求也越来越

高。这就要求我们必须利用先进的技术手段,来满足人们的需求。智能建造技术是一种新的施工方式,一旦形成体

系,不仅降低建筑成本,同时可以提高施工安全性。利用机器人技术和智能化控制可以避免人工在高空和危险环境

下进行施工,保证施工过程的安全性,提高建筑的设计水平。利用人工智能算法可以更加快速地完成建筑设计和优

化,提高建筑的设计水平。智能建造也是实现可持续发展的关键。随着人口的增长和城市化进程的加快,我们面临

着资源紧张、环境恶化等诸多挑战。要想解决这些问题,就必须改变传统的建筑模式,实现绿色、环保、可持续的发

展。而智能建造正是实现这一目标的重要途径。智能建造是一个充满希望的领域。让我们携手共进,共同推动智能

建造的发展,为人类创造更加美好的生活环境!

111

Pilot Project 试点项目

第114页

苏州将抓住智能建造试点城市这一重要契机,坚定不移

的推动建筑业发展智能建造,通过对传统模式的更新变革,

实现建筑业跨越式转型,助推建筑业高质量发展,打造出具

有苏州产业特色、地方优势的智能建造“苏州模式”,为城

市发展注入新的增长点,努力走在全国智能建造试点城市的

前列。

苏州将建立健全跨领域跨行业协同创新体系,推动智能

建造核心技术联合攻关与示范应用,促进科技成果转化应

用。在智能建造的推进过程中,重点发展重大技术装备研发

应用和先进制造业、建筑业数字化、集成化等创新环节,推

动战略性新兴产业与智能建造融合发展,构建良好的产业创

新生态。

苏州将发挥建筑业和制造业优势,打通建筑业与制造业

关联,打造智能建造产业链,实现建筑经济转型发展,促进

建筑工业化升级推动本市装备制造业、电子信息产业及建筑

业的融合发展、共同繁荣,构建“苏州智能建造”新体系,

为江苏乃至全国推行智能建造探路,创建可复制、可推广的

“苏州经验”。

CONCLUSION 结 语

第115页

苏州市产业技术研究院融合基建技术研究所

咨询单位

(202311)

《苏州市智能建造专刊》

第116页

智能建造专刊

SUZHOU INTELLIGENT CONSTRUCTION JOURNAL

苏州市 苏州市智能建造专刊第一期

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