现代钢结构制造引领工业化

发布日期：2015-08-12来源：本站编辑：宋珍珍

[摘要]

　　文/马义俊

　　当前，我国已成为全球钢结构用量最大、产业规模第一的钢结构大国，并逐步从钢结构产品大国走向国际化强国。钢结构工程横跨建筑业与制造业两大行业，相对传统的建筑业而言，钢结构有条件、也有必要通过自动化数控设备、标准化的作业程序、稳定的作业环境以及智能化、信息化管理实现工业化生产，从而大幅提高生产效率、产品质量。可以说，钢结构制造的异军突起在当今建筑工业化发展大潮中恰逢其时，必将引领建筑业未来发展的趋势和潮流。

　　数字化是钢结构制造转型升级的坚实基础

　　中建钢构有限公司是中国建筑股份有限公司旗下集研发、设计、制造、安装、检测业务一体化发展的大型全产业链钢结构专业集团企业。公司在总结近年来发展经验的基础上，立足于钢结构行业的管理思路，进行多次不同范围的需求调研和思路分析，提出了钢结构全生命期的工位管理理念。其核心在于把传统的项目管理转变为工位管理，做到管理重心的下沉和精细化，并配套的建立了明晰的钢结构生产制造管理流程，赋予完整的、可追踪的编码系统，为实现数字化钢构奠定了基础。

　　数字化的实现需要在基础硬件方面——特别是在自动化设备的研究与应用方面加大投入。公司通过新设备的引进(如引进了数控三维钻床、数控切割机等一大批国际先进的数控设备)，对已有设备的改造以及生产管理方式的变革等措施，具备了与生产力相适应的数字化加工条件和能力。同时开展了数控机床联网管理的研究，逐渐由单一的程序传输演变为集数据管理、生产信息监控等功能的扩展体系，实现了多个工序协同、连续作业，自动采集制造数据等管理过程，不仅可以提高数控设备的利用率，而且促进了诸如智能制造等先进管理模式的发展，对多样性、复杂性构件的生产具有重要意义。在此基础上公司立项了焊接机器人研究、构件自动转运传输等一系列科技创新课题，通过自主创新进行设备和技术改良。并分别在广州东塔、天津现代城等项目进行了焊接机器人试验，在华东制造基地进行了自动变位运输装置试验等，为下一步自动化设备的研究与推广应用奠定了良好的基础，也为传统管理难题找到了新的解决途径，成为钢结构数字化发展的新方向之一。

　　信息化是钢结构制造转型升级的重要手段

　　面对企业规模的持续扩张，钢结构建造过程中信息能否及时准确地反映到管理层，跨区域、跨阶段、跨部门的集成管理能否实现，直接影响了企业响应市场变化的能力，也是衡量企业智能化管理水平的重要因素。中建钢构通过主营业务、办公管理两个角度，分制度流程规范、信息化落地实施、智能化集成管理三个方面来进行两化融合建设。结合公司实际情况，通过全面、系统的流程再造工作，打造了一套适应公司当前发展阶段和发展需求的新版管理制度，以分类分级分层的原则做指导，对公司各职能模块制度流程进行了修编梳理。并进一步根据新版制度流程的实施情况及公司发展需求，开展了信息化落地及集成管理工作，促进公司持续向管理数字化、产品工业化迈进。同时通过制定标准化的施工流程、构建自动控制生产线、搭建业务一体化管理的信息化平台，解决钢结构建造过程中信息共享和协同作业的问题。

　　目前，公司百余个项目的施工数据采集、传递、存储、处理等需要新的思维和技术:一方面，商业智能的普及，让企业对数据的重要性已经有了充分认识;另一方面，物联网等技术的兴起，打破了企业原有价值链的围墙，需要借助大数据战略了解更为全面的运营及运营环境全景图。而云计算为物联网所产生的海量数据提供了很好的存储空间，使实时在线处理成为可能。

　　近两年来，公司依托钢结构工位信息化管理理念，自主开发了国际首个全过程5D管理平台——钢结构全生命周期信息化管理平台。其核心价值之一，就是解决钢结构全生命周期过程中的信息共享和协同作业问题，在增强管控力度的同时大幅降低管理成本，起到倒逼管理标准化的重要作用。通过物联网技术的应用，将数据采集层下放的各个工序，利用条码标签解决方案实现施工信息的提取，经过采集、传递、处理、展现等，从事不同岗位的工程管理员可以从BIM模型中获取各自需要的信息，既能指导实际工作，又能将相应工作的成果更新到模型中，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效共享，建立起了一整套钢结构施工无线传感系统解决方案和全方位追溯管理体系，智能化工程信息反馈和预警机制，实现了可视化的工程管理。也是将工业化的管理理念首次应用于钢结构工程领域的管理成果。经过公司的推广应用，取得了良好的效果，可以从根本上提高管理效率，减少人力物力的浪费，增强项目管控力度，为企业运营以及决策提供支持服务，提升钢结构工程信息化、智能化管理水平。

　　智能制造是钢结构制造转型升级的发展方向

　　钢结构企业是典型的面向订单工程型企业,产品具有结构复杂、制造周期长、生产重复程度低、生产过程中变更频繁等特点。并且一般是多项目同时运作，产品制造处于多项目环境下，企业管理的复杂性和难度大大增加。而在“工业4.0”的概念下，将以智慧工厂为依托，建立全生命周期过程中人、系统、设备、数据等的联网和集成，使得任何一个节点都可以感知全生命周期价值链的全部信息，构建信息集成的全新产业模式则是钢结构制造未来发展的方向。

　　近年来公司在各个业务环节均做了卓有成效的努力和探索。钢结构深化设计是钢结构施工全生命期的起点，经过多年的发展，公司在钢结构深化设计方面已经具备了较好的基础和条件，所有在建项目3D建模率达到了100%。公司成立了中建钢构设计院，各个区域公司成立设计分院，目前已经拥有专职设计人员250余人。在标准化建设方面，相继编制了《深化设计三维建模》、《钢结构深化设计审图标准》等企业标准，规范了3D建模的操作和表达方式。而标准化的模型数据又为智能制造的开展提供了数据基础。通过数据接口实现多平台的模型数据无损传递，并进一步将深化设计模型、工程进度等信息进行整合，最终形成钢结构BIM模型，为在深化设计、材料管理、构件制造、项目安装业务上的信息共享和可视化管控提供载体;并将以项目为单位的模型及结构信息转化为以工序为单位的施工信息，利用物联网等技术，实现建造过程的实时跟踪，进一步进行施工进度的可视化和过程纠偏;通过BIM模型的归集实现施工过程中的资源需求分析、订单下达、资源接收、存量分析等功能，并进一步实现施工资源的有效调度。在数字化的基础上，进一步提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，合理的编排生产计划，通过标准化、信息化的手段来提升传统的钢结构管理模式。

　　党的十七大提出了“大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强”的战略部署，“十八大”又提出了两化深度融合的新目标。从现实角度来看，钢结构建筑市场的迅速扩张决定了制造、安装领域自动化、工业化、信息化、集成化的迫切需要。从长远角度来看，国内外建筑市场非常广阔，同时我国建筑施工企业的整体创新能力还有待加强，这就需要保持不断开拓创新的思维，不断吸取其他相关行业的思路和经验，在新设备、新材料、新技术、新工艺方面不断创新，搭建钢结构全生命期、全方位的数字化管理桥梁，为中国钢结构产业升级带来一次重大的变革，加快整个建筑工程行业信息化、工业化的发展步伐。

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