5天就能蓋好一層樓，建造效率大幅提高，而蓋樓所需的工人卻在大幅減少，能節(jié)省60%的人力，這便是“造樓機(jī)器人”的神奇所在。
日前，山東省首臺(tái)套“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)在青島落地，這也是全省首臺(tái)“造樓機(jī)”。該系統(tǒng)在主要工序中的智能裝備化率超過60%，可以實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)的建筑施工工序例如混凝土振搗、鋼筋綁扎、澆筑養(yǎng)護(hù)等集成整合，一體化推進(jìn)施工生產(chǎn)。7月11日，青島早報(bào)記者來到膠州市中云街道黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目現(xiàn)場，探訪“天蟬”的與眾不同。
01高效
5天蓋一層樓節(jié)約六成人力
7月11日上午，記者來到黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目，還未走進(jìn)施工現(xiàn)場，便能看到幾棟樓體已經(jīng)拔地而起。在3號樓外，可以看到樓體頂部包裹著藍(lán)色“箱子”，這個(gè)“箱子”還在樓體的外立面緩慢移動(dòng)著。而整個(gè)施工現(xiàn)場，并沒有工地該有的繁忙與嘈雜，而是井然有序，為樓體施工的工人也不多見。
“這個(gè)藍(lán)色的‘箱子’，就是中建八局自主研發(fā)的新一代住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)，名叫‘天蟬’。”中建八局四公司黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目技術(shù)部經(jīng)理陳澤鋒介紹，黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目是這套新一代住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)在全國的首次落地。
記者走近樓體，可以看到這個(gè)藍(lán)色“箱子”內(nèi)含乾坤。“里面包含混凝土振搗機(jī)器人、整平機(jī)器人、鑿毛機(jī)器人、覆膜機(jī)器人等十幾種智能裝備，在智能控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配下，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)�？梢园阉斫鉃橐粋�(gè)將傳統(tǒng)的建筑施工工序集成整合起來的‘箱子’，這個(gè)‘箱子’可以覆蓋整個(gè)施工作業(yè)面，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)爬行。”陳澤鋒介紹，在“天蟬”系統(tǒng)內(nèi)部，不同分工的自動(dòng)化機(jī)器人被懸掛在空間頂部的精密軌道上運(yùn)行。與此同時(shí)，施工人員則在底部輔助作業(yè)，與機(jī)器人協(xié)同合作，共同完成放線、鋼筋綁扎、支模、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等各項(xiàng)施工工序，實(shí)現(xiàn)流水化作業(yè)。待本層施工任務(wù)完成，“天蟬”系統(tǒng)僅用1小時(shí)即可準(zhǔn)確爬升至另一層，實(shí)現(xiàn)工序的循環(huán)往復(fù)，直至整棟樓完成建造。“外觀上可以看到的紅色立柱，就是‘天蟬’自爬升系統(tǒng)最頂部的支撐柱部分，它克服了傳統(tǒng)爬升方式誤差適應(yīng)性差、支點(diǎn)無法同步受力、埋件倒運(yùn)困難等行業(yè)難題，1小時(shí)頂升一層，可調(diào)節(jié)50毫米誤差。頂升過程由同步控制系統(tǒng)控制，避免不同步頂升。系統(tǒng)的應(yīng)用，同等條件下可以減少六成的人力投入。”陳澤鋒介紹，該套系統(tǒng)的成功應(yīng)用將用工量縮減60%以上，工期縮短約30%，施工速度最快可達(dá)5天蓋好一層樓。在降成本方面，用鋼量不到傳統(tǒng)造樓用鋼量的五分之一，直接成本能夠降低80%。
02安全
遮風(fēng)擋雨施工不怕惡劣天氣
“在以往的建筑工地上，尤其是高樓的外立面施工，屬于高空作業(yè)，施工安全是重中之重。”項(xiàng)目執(zhí)行經(jīng)理劉興林表示，如今用了“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)之后，他們心里就踏實(shí)多了。“外側(cè)的圍護(hù)體系和上部的折疊天幕，組成了作業(yè)圍護(hù)系統(tǒng)。通過掛架與圍護(hù)體系包裹在樓梯外圍，有些高空作業(yè)項(xiàng)目直接被機(jī)器人取代，大大降低了工人施工的危險(xiǎn)性。”劉興林介紹，面對惡劣天氣時(shí)，系統(tǒng)頂部的折疊天幕可覆蓋整個(gè)作業(yè)面，將暴曬、暴雨等惡劣天氣隔離在外面，為內(nèi)部的施工工人提供舒適的作業(yè)空間，同時(shí)也為建筑成品質(zhì)量養(yǎng)護(hù)提供可控的環(huán)境條件，改善混凝土的養(yǎng)護(hù)環(huán)境。“上有遮風(fēng)擋雨的天幕，下有圍擋，工人在里面吹不著風(fēng)、淋不著雨，只需要手持‘平板’就能指揮造樓機(jī)工作。”劉興林說道。
“用上造樓機(jī)器人后，我們工人可以少出力了。而且在這個(gè)‘箱子’里干活，也不愁日曬雨淋，就像在室內(nèi)干活一樣，很有安全感。”幾名建筑工人說道。過去要完成一層樓的施工，傳統(tǒng)方式是將外圍的爬架進(jìn)行“加高”，即向上再加設(shè)一層腳手架，同時(shí)拆除已建好樓層所有的鋁模板等材料，通過人工搬運(yùn)或利用塔吊運(yùn)往新樓層，耗時(shí)費(fèi)力，而且危險(xiǎn)。造樓機(jī)器人的出現(xiàn)，不僅節(jié)約了施工所用材料、人力，還給了工人滿滿的安全感。
03集成
內(nèi)含五大系統(tǒng)和十多種機(jī)器人
“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)集輕量化、模塊化、裝配化、平臺(tái)化、智能化、綠色化于一體，是一款整體頂升集成建造平臺(tái)，主要由“天蟬”自爬升系統(tǒng)、“天成”分布式智能施工系統(tǒng)、“天構(gòu)”輕量化作業(yè)系統(tǒng)、“天盾”作業(yè)圍護(hù)系統(tǒng)、“天測”智能監(jiān)測系統(tǒng)五大系統(tǒng)組成。
記者跟隨施工人員走進(jìn)樓體，在施工現(xiàn)場可以看到振搗機(jī)器人、整平機(jī)器人、鑿毛機(jī)器人、覆膜機(jī)器人等十多種機(jī)器人及智能設(shè)備。“這些系統(tǒng)作業(yè)基本全部由機(jī)器人完成，可實(shí)現(xiàn)全流程標(biāo)準(zhǔn)化施工，施工質(zhì)量更是標(biāo)準(zhǔn)可控。這些智能建造機(jī)器人都被整合在這個(gè)‘箱子’的標(biāo)準(zhǔn)化集成基座上，系統(tǒng)在主要工序中的智能裝備化率超過60%，配合智能布料系統(tǒng)、高精準(zhǔn)放線系統(tǒng)、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、物料提升系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)，可高效協(xié)同完成建設(shè)目標(biāo)。”陳澤鋒說道。
“目前‘天蟬’系統(tǒng)中有5個(gè)裝備集成基座，11個(gè)桁車，讓智能裝備可以在不同軌道中靈活變軌，無障礙自由行走，覆蓋全部作業(yè)面。該系統(tǒng)還首創(chuàng)了‘天成’分布式智能施工系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件設(shè)計(jì)與模塊化拼裝模式，可以像拼積木一樣輕松實(shí)現(xiàn)安裝、拆卸，可以適應(yīng)不同形式、不同大小的作業(yè)區(qū)域，并且能周轉(zhuǎn)利用，助力資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)。裝備集成基座采用標(biāo)準(zhǔn)化接口，可擴(kuò)展接入各種智能裝備，同時(shí)懸掛式裝備在作業(yè)時(shí)可以最大程度降低建筑機(jī)器人自重對樓板的損傷，實(shí)現(xiàn)‘零負(fù)載’作業(yè)模式。”陳澤鋒介紹。
04智能
“智慧大腦”實(shí)時(shí)監(jiān)測管理
如果說這些系統(tǒng)和智能設(shè)備是“天蟬”的“四肢”，為了能保證“四肢”的高效工作，就離不開“大腦”的精準(zhǔn)調(diào)配。“‘天蟬’系統(tǒng)的高質(zhì)高效運(yùn)行，除了因?yàn)樗徐`活的‘四肢’，還得益于它智慧的‘大腦’。我們團(tuán)隊(duì)綜合應(yīng)用了BIM、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，自主研發(fā)出智能控制系統(tǒng)，組成了它的‘智慧大腦’。而且，在實(shí)體工地建設(shè)的同時(shí)，我們還會(huì)在虛擬世界通過搭建虛擬數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目的實(shí)時(shí)監(jiān)測與管理。比如項(xiàng)目進(jìn)展、施工進(jìn)度，甚至哪些工序正在進(jìn)行，都可以在控制系統(tǒng)里一目了然。”中建八局工程研究院院長馬明磊介紹。
由于“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)置了多個(gè)傳感器，在造樓機(jī)的監(jiān)測屏幕上，可以實(shí)時(shí)查看造樓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，比如造樓機(jī)承重點(diǎn)受力情況、支撐系統(tǒng)的垂直度、鋼平臺(tái)的水平度及現(xiàn)場風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度等。“一旦出現(xiàn)異常、偏差超出預(yù)定安全值，就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。”陳澤鋒說，在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置了多款智能傳感器，可自動(dòng)化全過程測量，將數(shù)據(jù)上傳云端，集成在“天測”智能監(jiān)測系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)可視化實(shí)時(shí)監(jiān)測與危險(xiǎn)預(yù)警，確保施工過程的安全。
05幕后
攻堅(jiān)8個(gè)月“天蟬”終問世
“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)的成功落地，離不開幕后優(yōu)秀的研發(fā)科研團(tuán)隊(duì)。
為了研制“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)，中建八局秉持自主創(chuàng)新的原則，組建了一支由10余位博士和50余位工程師組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)8個(gè)月的持續(xù)攻堅(jiān)，最終讓“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)成功問世。研發(fā)過程中，中建八局采用自研的技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)品平臺(tái)，通過模塊復(fù)用和算法集成，大幅提高裝備產(chǎn)品研發(fā)效率，降低開發(fā)及制造成本。記者了解到，目前一臺(tái)套“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)的制造成本大約在400萬元，目前只在青島膠州市黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目3號樓進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，效果得到驗(yàn)證后，未來有望在更多住宅樓建設(shè)上大面積推廣使用。
“‘天蟬’住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)全部過程采用的是非人工直接操作的手段，可以讓住宅建造實(shí)現(xiàn)效率提升和質(zhì)量保證，它的整體建造質(zhì)量其實(shí)是可以通過免檢的，能讓老百姓真正住上滿意、安全的好房子。這是山東省發(fā)布的首臺(tái)套住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)，應(yīng)該也是行業(yè)邁出的第一步，得到了住建部和省住建廳的關(guān)注。”中建八局四公司負(fù)責(zé)人丁灝表示。目前，山東省內(nèi)諸多城市和建筑業(yè)企業(yè)已率先探索，深度推進(jìn)智能建造的發(fā)展，以綠色、低碳的建造方式引領(lǐng)行業(yè)變革，開辟出經(jīng)驗(yàn)可借鑒、可推廣、可復(fù)制的發(fā)展模式。而“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)的出現(xiàn)恰逢其時(shí)，是傳統(tǒng)住宅建造領(lǐng)域的一次突破性革新，它作為更先進(jìn)的生產(chǎn)工具，通過綜合應(yīng)用數(shù)字化、智能化建造技術(shù)，升級建筑行業(yè)的生產(chǎn)形式，把人從基礎(chǔ)建造工作中解放出來，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍由“操作型”向“技術(shù)型”轉(zhuǎn)化，為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了有力借鑒。“我們希望通過應(yīng)用‘天蟬’，升級行業(yè)生產(chǎn)組織形式，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)工人素質(zhì)提升，從而帶動(dòng)建筑業(yè)整體發(fā)展。”提及未來的發(fā)展愿景，丁灝說道。
/鏈接/
黃埠嶺片區(qū)即將換新顏
此次應(yīng)用“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)的膠州市中云街道黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目，是一項(xiàng)改善民生、優(yōu)化人居環(huán)境的重要惠民工程，是貫徹城市規(guī)劃、落實(shí)城市規(guī)劃的重要舉措，是西部城區(qū)有機(jī)更新的強(qiáng)勁動(dòng)力，能夠切實(shí)改善居民工作生活環(huán)境，為片區(qū)乃至整個(gè)街道的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供有力支撐，對于城市更新和城市建設(shè)有著重大意義。
黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目位于膠州市中云街道，總投資約19億元，項(xiàng)目總占地面積7.76公頃，東西長328米，南北長276米。項(xiàng)目規(guī)劃建筑面積20.31萬平方米，主要包括13棟24至26層住宅樓，3棟1層服務(wù)用房，設(shè)置地上地下停車場，建設(shè)綠地、花壇和廣場等公共設(shè)施。
黃埠嶺片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目建設(shè)是響應(yīng)國家城市更新行動(dòng)的重要舉措，將建成一批高品質(zhì)保障性住房，一改原有棚戶區(qū)臟亂差的局面，對改善居民生活環(huán)境，提升周邊配套水平及城市品質(zhì)有重要意義。此外，項(xiàng)目以“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)為核心，利用數(shù)字化技術(shù)賦能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和驗(yàn)收全過程，并應(yīng)用了模板智能加工生產(chǎn)線等多種機(jī)器人和設(shè)備，形成了建造過程全場景的智能建造群體工地。
/延伸/
智能建造青島先行
“天蟬”住宅施工機(jī)器人系統(tǒng)的亮相與使用，只是我市建筑行業(yè)智能建造的一個(gè)縮影。
作為全國首批24個(gè)智能建造試點(diǎn)城市之一，近年來我市加速建筑業(yè)與數(shù)字化、智能化先進(jìn)技術(shù)的深度融合，按照“政策有實(shí)效、試點(diǎn)有實(shí)景、科技有實(shí)用、產(chǎn)業(yè)有實(shí)體、企業(yè)有實(shí)力”的工作導(dǎo)向，推動(dòng)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，一批智能化設(shè)備、技術(shù)得以應(yīng)用推廣。
2023年，市住房城鄉(xiāng)建設(shè)局等16部門聯(lián)合印發(fā)《青島市建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》(以下簡稱《行動(dòng)方案》)，以推進(jìn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為主線，以工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型為方向，推動(dòng)建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的有效提升和量的合理增長，為建設(shè)新時(shí)代社會(huì)主義現(xiàn)代化國際大都市貢獻(xiàn)住建力量。
《行動(dòng)方案》中對未來發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行明確：到2025年，全市建筑業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到4500億元，全市300億級建筑集團(tuán)突破5家，100億級突破12家，特級(綜合)資質(zhì)企業(yè)達(dá)到20家。加快推進(jìn)智能建造和新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，建成智能化工廠20個(gè)，創(chuàng)建智能建造示范項(xiàng)目100個(gè)，打造5個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和3個(gè)國家級裝配式產(chǎn)業(yè)化基地，裝配式建筑占城鎮(zhèn)新建民用建筑比例達(dá)到50%以上。
《行動(dòng)方案》對“智能建造”進(jìn)一步明確，要從積極構(gòu)建智能建造發(fā)展體系、提高項(xiàng)目建設(shè)數(shù)字化水平、大力發(fā)展裝配式建筑、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚化發(fā)展等方面提高行業(yè)工業(yè)化、數(shù)字化發(fā)展水平。
智能建造是建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然趨勢和轉(zhuǎn)型升級的重要抓手，這已成為行業(yè)內(nèi)的普遍共識。2022年11月，住建部將24個(gè)城市列為首批智能建造試點(diǎn)城市，以科技創(chuàng)新推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，青島位列其中，成為全省唯一入選的試點(diǎn)城市。
其實(shí)，早在2021年，青島便開始推行“智慧化工地”建設(shè)。市住房城鄉(xiāng)建設(shè)局出臺(tái)相關(guān)政策明確青島智慧化工地的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn)，按照八大類、76項(xiàng)應(yīng)用細(xì)項(xiàng)，采取A級、AA級、AAA級分級建設(shè)及應(yīng)用管理，不同的級別對應(yīng)不同的智慧化水平。青島也因此成為全國首個(gè)財(cái)政資金支持智慧化工地建設(shè)的城市。
經(jīng)過多年探索，青島不斷完善智慧化工地的頂層設(shè)計(jì)，制定了“1333N”智慧化工地管理服務(wù)平臺(tái)二期建設(shè)方案，“1”是一個(gè)業(yè)務(wù)全集成、數(shù)據(jù)全共享、管理全覆蓋、過程全監(jiān)管的一體化平臺(tái);第一個(gè)“3”是牢牢錨定“標(biāo)準(zhǔn)化”“數(shù)字化”“智慧化”三個(gè)發(fā)展方向;第二個(gè)“3”是聚焦質(zhì)量、安全、文明施工三大業(yè)務(wù)板塊;第三個(gè)“3”是打造政府、企業(yè)、項(xiàng)目三級管理體系;“N”是多維度、多場景的聯(lián)動(dòng)應(yīng)用。
截至今年5月末，全市近3000個(gè)項(xiàng)目接入智慧化工地監(jiān)管平臺(tái)，打造A級以上智慧化工地182個(gè)，其中AAA級工地23個(gè)。在數(shù)字化的加持下，青島許多工程建造場景發(fā)生了顛覆性變化，建筑工業(yè)化和智能化正在成為現(xiàn)實(shí)。
本版撰稿觀海新聞/青島早報(bào)記者楊博文
攝影觀海新聞/青島早報(bào)首席記者孫啟孟 |
