現代鋼結構制造引領工業化

發布日期：2015-08-12來源：本站編輯：宋珍珍

[摘要]

　　文/馬義俊

　　當前，我國已成為全球鋼結構用量最大、產業規模第一的鋼結構大國，并逐步從鋼結構產品大國走向國際化強國。鋼結構工程橫跨建筑業與制造業兩大行業，相對傳統的建筑業而言，鋼結構有條件、也有必要通過自動化數控設備、標準化的作業程序、穩定的作業環境以及智能化、信息化管理實現工業化生產，從而大幅提高生產效率、產品質量?？梢哉f，鋼結構制造的異軍突起在當今建筑工業化發展大潮中恰逢其時，必將引領建筑業未來發展的趨勢和潮流。

　　數字化是鋼結構制造轉型升級的堅實基礎

　　中建鋼構有限公司是中國建筑股份有限公司旗下集研發、設計、制造、安裝、檢測業務一體化發展的大型全產業鏈鋼結構專業集團企業。公司在總結近年來發展經驗的基礎上，立足于鋼結構行業的管理思路，進行多次不同范圍的需求調研和思路分析，提出了鋼結構全生命期的工位管理理念。其核心在于把傳統的項目管理轉變為工位管理，做到管理重心的下沉和精細化，并配套的建立了明晰的鋼結構生產制造管理流程，賦予完整的、可追蹤的編碼系統，為實現數字化鋼構奠定了基礎。

　　數字化的實現需要在基礎硬件方面——特別是在自動化設備的研究與應用方面加大投入。公司通過新設備的引進(如引進了數控三維鉆床、數控切割機等一大批國際先進的數控設備)，對已有設備的改造以及生產管理方式的變革等措施，具備了與生產力相適應的數字化加工條件和能力。同時開展了數控機床聯網管理的研究，逐漸由單一的程序傳輸演變為集數據管理、生產信息監控等功能的擴展體系，實現了多個工序協同、連續作業，自動采集制造數據等管理過程，不僅可以提高數控設備的利用率，而且促進了諸如智能制造等先進管理模式的發展，對多樣性、復雜性構件的生產具有重要意義。在此基礎上公司立項了焊接機器人研究、構件自動轉運傳輸等一系列科技創新課題，通過自主創新進行設備和技術改良。并分別在廣州東塔、天津現代城等項目進行了焊接機器人試驗，在華東制造基地進行了自動變位運輸裝置試驗等，為下一步自動化設備的研究與推廣應用奠定了良好的基礎，也為傳統管理難題找到了新的解決途徑，成為鋼結構數字化發展的新方向之一。

　　信息化是鋼結構制造轉型升級的重要手段

　　面對企業規模的持續擴張，鋼結構建造過程中信息能否及時準確地反映到管理層，跨區域、跨階段、跨部門的集成管理能否實現，直接影響了企業響應市場變化的能力，也是衡量企業智能化管理水平的重要因素。中建鋼構通過主營業務、辦公管理兩個角度，分制度流程規范、信息化落地實施、智能化集成管理三個方面來進行兩化融合建設。結合公司實際情況，通過全面、系統的流程再造工作，打造了一套適應公司當前發展階段和發展需求的新版管理制度，以分類分級分層的原則做指導，對公司各職能模塊制度流程進行了修編梳理。并進一步根據新版制度流程的實施情況及公司發展需求，開展了信息化落地及集成管理工作，促進公司持續向管理數字化、產品工業化邁進。同時通過制定標準化的施工流程、構建自動控制生產線、搭建業務一體化管理的信息化平臺，解決鋼結構建造過程中信息共享和協同作業的問題。

　　目前，公司百余個項目的施工數據采集、傳遞、存儲、處理等需要新的思維和技術:一方面，商業智能的普及，讓企業對數據的重要性已經有了充分認識;另一方面，物聯網等技術的興起，打破了企業原有價值鏈的圍墻，需要借助大數據戰略了解更為全面的運營及運營環境全景圖。而云計算為物聯網所產生的海量數據提供了很好的存儲空間，使實時在線處理成為可能。

　　近兩年來，公司依托鋼結構工位信息化管理理念，自主開發了國際首個全過程5D管理平臺——鋼結構全生命周期信息化管理平臺。其核心價值之一，就是解決鋼結構全生命周期過程中的信息共享和協同作業問題，在增強管控力度的同時大幅降低管理成本，起到倒逼管理標準化的重要作用。通過物聯網技術的應用，將數據采集層下放的各個工序，利用條碼標簽解決方案實現施工信息的提取，經過采集、傳遞、處理、展現等，從事不同崗位的工程管理員可以從BIM模型中獲取各自需要的信息，既能指導實際工作，又能將相應工作的成果更新到模型中，使工程技術人員對各種建筑信息做出正確理解和高效共享，建立起了一整套鋼結構施工無線傳感系統解決方案和全方位追溯管理體系，智能化工程信息反饋和預警機制，實現了可視化的工程管理。也是將工業化的管理理念首次應用于鋼結構工程領域的管理成果。經過公司的推廣應用，取得了良好的效果，可以從根本上提高管理效率，減少人力物力的浪費，增強項目管控力度，為企業運營以及決策提供支持服務，提升鋼結構工程信息化、智能化管理水平。

　　智能制造是鋼結構制造轉型升級的發展方向

　　鋼結構企業是典型的面向訂單工程型企業,產品具有結構復雜、制造周期長、生產重復程度低、生產過程中變更頻繁等特點。并且一般是多項目同時運作，產品制造處于多項目環境下，企業管理的復雜性和難度大大增加。而在“工業4.0”的概念下，將以智慧工廠為依托，建立全生命周期過程中人、系統、設備、數據等的聯網和集成，使得任何一個節點都可以感知全生命周期價值鏈的全部信息，構建信息集成的全新產業模式則是鋼結構制造未來發展的方向。

　　近年來公司在各個業務環節均做了卓有成效的努力和探索。鋼結構深化設計是鋼結構施工全生命期的起點，經過多年的發展，公司在鋼結構深化設計方面已經具備了較好的基礎和條件，所有在建項目3D建模率達到了100%。公司成立了中建鋼構設計院，各個區域公司成立設計分院，目前已經擁有專職設計人員250余人。在標準化建設方面，相繼編制了《深化設計三維建?！?、《鋼結構深化設計審圖標準》等企業標準，規范了3D建模的操作和表達方式。而標準化的模型數據又為智能制造的開展提供了數據基礎。通過數據接口實現多平臺的模型數據無損傳遞，并進一步將深化設計模型、工程進度等信息進行整合，最終形成鋼結構BIM模型，為在深化設計、材料管理、構件制造、項目安裝業務上的信息共享和可視化管控提供載體;并將以項目為單位的模型及結構信息轉化為以工序為單位的施工信息，利用物聯網等技術，實現建造過程的實時跟蹤，進一步進行施工進度的可視化和過程糾偏;通過BIM模型的歸集實現施工過程中的資源需求分析、訂單下達、資源接收、存量分析等功能，并進一步實現施工資源的有效調度。在數字化的基礎上，進一步提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據，合理的編排生產計劃，通過標準化、信息化的手段來提升傳統的鋼結構管理模式。

　　黨的十七大提出了“大力推進信息化與工業化融合，促進工業由大變強”的戰略部署，“十八大”又提出了兩化深度融合的新目標。從現實角度來看，鋼結構建筑市場的迅速擴張決定了制造、安裝領域自動化、工業化、信息化、集成化的迫切需要。從長遠角度來看，國內外建筑市場非常廣闊，同時我國建筑施工企業的整體創新能力還有待加強，這就需要保持不斷開拓創新的思維，不斷吸取其他相關行業的思路和經驗，在新設備、新材料、新技術、新工藝方面不斷創新，搭建鋼結構全生命期、全方位的數字化管理橋梁，為中國鋼結構產業升級帶來一次重大的變革，加快整個建筑工程行業信息化、工業化的發展步伐。

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