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王海兵：數(shù)字工廠助力推動新型建筑工業(yè)化！
教務(wù)部 2021-11-18



王海兵，男，山西省文水縣人，碩士研究生學(xué)歷，教授級高級工程師，歷任中建二局一公司總工程師，中建二局科技部總經(jīng)理、工程管理部總經(jīng)理等職，現(xiàn)任廊坊中建機械有限公司黨委書記、董事長，中國建筑學(xué)會施工分會理事，中國施工企業(yè)協(xié)會科技委專家、中建股份有限公司科技專家，中國國際貿(mào)易促進會集成建筑分會副會長等。作為中建二局的學(xué)術(shù)帶頭人，多年來主要從事建筑工程科技研發(fā)管理、施工技術(shù)管理、工程項目管理，現(xiàn)從事企業(yè)管理工作，曾參與多項國家重點工程項目建設(shè)，主持并參與國家十三五科技支撐計劃、科研計劃，參與多部專著、國家標(biāo)準(zhǔn)、專利、科技論文等科技成果的編纂，獲得多項國家級省部級科技獎成果，重點研究超高層建筑、大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)，綠色建造、智慧建造、建筑工業(yè)化等方向。 


01


PC裝備已經(jīng)接近甚至趕超發(fā)達國家


本網(wǎng)記者：王總您好！感謝您百忙之中接受我的采訪。作為“中建股份”旗下三級企業(yè)，中建機械在工程機械領(lǐng)域取得了哪些發(fā)展成績？


王海兵：中建機械緊緊圍繞“中國建筑”主業(yè)發(fā)展方向，從產(chǎn)品研發(fā)到制造都始于主業(yè)需求，發(fā)展創(chuàng)新順應(yīng)市場的需求，向建筑施工行業(yè)提供高可靠性、高技術(shù)水平的產(chǎn)品及高品質(zhì)的服務(wù)，發(fā)展成為“中國建筑”旗下專業(yè)的建筑施工裝備制造企業(yè)，并逐步打造成工程機械領(lǐng)域有影響力的品牌。


2011年，中建機械承接并較好完成了中建股份關(guān)于《裝配式住宅構(gòu)件預(yù)制和安裝裝備產(chǎn)業(yè)化研究》和《移動式預(yù)制構(gòu)件裝備技術(shù)體系預(yù)研》兩項課題。通過課題研究，中建機械緊跟裝配式建筑發(fā)展步伐，圍繞中建股份裝配式建筑體系，充分發(fā)揮中建機械裝備制造技術(shù)積累，組建了PC裝備研究所，開展PC構(gòu)件工廠生產(chǎn)工藝和智能裝備的研究，是國內(nèi)最早一批研發(fā)出PC裝備的企業(yè)。發(fā)展至今，國內(nèi)PC裝備已經(jīng)接近甚至趕超發(fā)達國家，但是我國大部分裝備制造企業(yè)在應(yīng)用方面，尤其是智能化和系統(tǒng)集成方面還處于發(fā)展階段。目前，中建機械已在PC智能裝備和數(shù)字工廠方面取得了一定進展，能夠促進PC構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，通過管理與信息互聯(lián)技術(shù)的深度融合，實現(xiàn)企業(yè)管理精細化，從而提高企業(yè)運營管理效率。



02


全面提升PC生產(chǎn)線整體的智能化水平


本網(wǎng)記者：目前，你們的PC智能裝備有哪些產(chǎn)品？有何特色？


王海兵：中建機械智能裝備綜合應(yīng)用液壓技術(shù)、IPC技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、變頻技術(shù)、伺服控制技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)及智能控制方法，著重PC生產(chǎn)線中的核心設(shè)備、關(guān)鍵工序設(shè)備進行智能化研究，提升PC生產(chǎn)線整體的智能化水平。主要包含混凝土輸送設(shè)備的智能輸送技術(shù)、布料機設(shè)備的精準(zhǔn)及自動布料技術(shù)、振動設(shè)備的快速低噪聲振搗技術(shù)、擺渡設(shè)備的智能轉(zhuǎn)運技術(shù)等。


智能輸送系統(tǒng)：根據(jù)PC生產(chǎn)線各布料系統(tǒng)混凝土需求，智能控制輸送設(shè)備運行，并智能調(diào)度攪拌站生產(chǎn)，實現(xiàn)混凝土的智能輸送。移動運行智能高效定位技術(shù)，包含自校準(zhǔn)、自跟蹤、自定位等智能控制方法，實現(xiàn)輸送設(shè)備行走過程的智能監(jiān)測及定位控制的高效精準(zhǔn)，運行效率提升達20%，定位精度誤差不超過4mm。


智能布料系統(tǒng)：其中以智能稱重控制技術(shù)、智能行走運行控制技術(shù)、智能任務(wù)調(diào)度控制技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)布料機的智能布料控制技術(shù)，包括設(shè)備建模、構(gòu)件建模、智能布料過程的建模等。根據(jù)布料過程特點將其分為多段控制（如開始段、啟動段，中部段，結(jié)尾段等），各段設(shè)計相對應(yīng)的智能控制算法，實現(xiàn)布料全過程的均勻、穩(wěn)定、高效，布料效率提升約30%，重量誤差在1%之內(nèi)。


智能振搗系統(tǒng)：采用變頻無極調(diào)速方式，實現(xiàn)無極調(diào)節(jié)激振力，達到最佳振搗效果；多點振搗的智能同步控制，控制各維振搗點振搗一致，實現(xiàn)振搗均勻。


擺渡系統(tǒng)：“免歸零、自校準(zhǔn)”控制技術(shù)能智能分析抉擇自校準(zhǔn)策略，控制擺渡車運行穩(wěn)定及高效自動校準(zhǔn)。該技術(shù)消除了擺渡車的頻繁歸零操作，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性及工作效率，實現(xiàn)效率提升達10%。該技術(shù)也為雙車的同步運行，精準(zhǔn)定位，高效運行提高保障。


我們在布料機精準(zhǔn)自動布料技術(shù)、振動臺快速低噪聲振搗技術(shù)、養(yǎng)護窯精確溫濕度控制技術(shù)、模板快速清掃技術(shù)、雙皮墻生產(chǎn)快速翻板技術(shù)、生產(chǎn)線自動控制技術(shù)等方面進行研究，并在推向市場向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展方面具有重要意義。


03


能源管理體系建設(shè)實現(xiàn)節(jié)能增效


本網(wǎng)記者：您認為數(shù)字工廠的發(fā)展還存在哪些瓶頸或痛點，如何突破？


王海兵：數(shù)字工廠是工廠總體設(shè)計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化和生產(chǎn)工藝優(yōu)化；實現(xiàn)對物流、能流、物性、資產(chǎn)的全流程監(jiān)控與高度集成，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動采集，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，采用先進控制系統(tǒng)；建立制造執(zhí)行MES系統(tǒng)，生產(chǎn)計劃、調(diào)度均建立模型，實現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策、過程量化管理、成本和質(zhì)量動態(tài)跟蹤以及從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化；建立工廠內(nèi)部互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)框架，實現(xiàn)工藝、生產(chǎn)、檢驗、物流等各環(huán)節(jié)之間，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)、制造執(zhí)行MES系統(tǒng)與企業(yè)ERP系統(tǒng)的高效協(xié)同與集成，建立全生命周期數(shù)據(jù)統(tǒng)一平臺。數(shù)字工廠是系統(tǒng)工程，是依托于先進的裝備技術(shù)，也是管理的系統(tǒng)工程。


數(shù)字工廠的算法開發(fā)具有復(fù)雜性。數(shù)字工廠需要基于數(shù)據(jù)并充分挖掘數(shù)據(jù)價值而實現(xiàn)自決策、自管理、自學(xué)習(xí)，從數(shù)據(jù)源采集、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析到自行診斷、自動反饋、自動調(diào)整控制，中間就離不開算法的開發(fā)，智能的核心也就是算法。而算法的開發(fā)是一個多跨界和交叉學(xué)科的工作，既要有對業(yè)務(wù)的深入理解，又要有IT的技術(shù)思維，因此，在算法開放的資源上存在很大的差距。解決這些問題，需要聯(lián)合裝備制造企業(yè)、IT企業(yè)、PC構(gòu)件工廠、設(shè)計院以及建筑企業(yè)等整個建筑工業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈，對各個環(huán)節(jié)進行模擬仿真，才能不斷提高數(shù)字工廠的合理性及科學(xué)性。


工廠自身管理體系還要進一步完善。要想充分發(fā)揮數(shù)字工廠的功效，企業(yè)需要先健全自身的管理體系，沒有嚴格的管理約束機制，系統(tǒng)信息的及時維護就難以保證；沒有先進的管理模式，數(shù)字信息就不能得到有效利用，從而也不能產(chǎn)生效益。因此，數(shù)字工廠可以成為提高企業(yè)管理水平的方案，但不會自動地解決企業(yè)的管理問題。要想成功實施數(shù)字工廠，企業(yè)必須先在管理上下功夫，與數(shù)字工廠密切相關(guān)的工作，包括車間環(huán)境、職責(zé)分工以及人員保障等方面。


數(shù)字工廠的精確數(shù)據(jù)是一切的核心，掌控了生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以將工廠中與產(chǎn)品相關(guān)的所有事物進行數(shù)字化。根據(jù)數(shù)字產(chǎn)品信息，精確的對與生產(chǎn)相關(guān)的許多流程進行無縫銜接起到降本增效的成果。工廠生產(chǎn)流程的數(shù)字化對機器的自動化智能化要求更高，生產(chǎn)計劃更加精準(zhǔn)。將工廠的機械設(shè)備生產(chǎn)流程進行數(shù)字化管理，可節(jié)約時間成本之外，工廠生產(chǎn)流程的數(shù)字化還可以降低構(gòu)建質(zhì)量缺陷的風(fēng)險，減少廢品率，降低生產(chǎn)成本。


為了突破以上瓶頸，中建機械在智能化方面推出了ZJJX-OS系統(tǒng)，實現(xiàn)終端設(shè)備的集中控制，可視化操作全流程監(jiān)控與管理，可實現(xiàn)與混凝土集中控制，與鋼筋設(shè)備數(shù)據(jù)對接，圖紙驅(qū)動生產(chǎn)；在數(shù)字化方面我們推出ZJJX-MES系統(tǒng)，可以處理訂單、生產(chǎn)、堆場、運輸、發(fā)送數(shù)據(jù)、管理構(gòu)件等全生命周期；生產(chǎn)信息與設(shè)計、裝配信息協(xié)同共享，信息化生產(chǎn)技術(shù)與信息管理系統(tǒng)融合，全過程信息可追溯、形成大數(shù)據(jù)智能分析，進行工廠“智能化”“數(shù)字化”，將有效地開展能源管理體系建設(shè)，實現(xiàn)節(jié)能增效。



04


推動新型建筑工業(yè)化持續(xù)、健康發(fā)展


記者：國家對碳達峰、碳中和進行了重大戰(zhàn)略部署，那么中建機械在此背景下如何規(guī)劃未來的發(fā)展？

王海兵：為深入貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于碳達峰、碳中和的重大戰(zhàn)略決策，中建機械也將配合中建主業(yè)在實施重大節(jié)能降碳技術(shù)示范工程，推進先進綠色建筑技術(shù)示范應(yīng)用，進一步推進新型建筑工業(yè)化發(fā)展，加大節(jié)能技術(shù)設(shè)備的研發(fā)投入。國家推廣發(fā)展裝配式建筑發(fā)展至今，在生產(chǎn)制造構(gòu)建工藝上的升級，PC工廠的智能化、數(shù)字化運營，對設(shè)備穩(wěn)定性要求更高。我們將結(jié)合行業(yè)痛點，加大研發(fā)的投入，PC裝備研究所與高校聯(lián)合開發(fā)升級現(xiàn)有設(shè)備，提高自動化布模程度、提高智能布料精度，提高智能機械手的應(yīng)用，加強與國際知名自動化企業(yè)合作提高系統(tǒng)集成水平，做到PC構(gòu)件生產(chǎn)從模具安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑振搗到構(gòu)件養(yǎng)護、構(gòu)件脫模吊裝全流程實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。在產(chǎn)品發(fā)展方面會結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有的研發(fā)團隊研發(fā)出新的裝配式建筑產(chǎn)品，也會根據(jù)現(xiàn)有市場需求研發(fā)新型的ALC生產(chǎn)線。


通過持續(xù)提高裝備運行效率、自動化水平、智能化水平以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化水平，使制造資源協(xié)同云平臺不斷優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)過程動態(tài)優(yōu)化，制造和管理信息的全程可視化，企業(yè)在資源配置、工藝優(yōu)化、過程控制、產(chǎn)業(yè)鏈管理、節(jié)能減排及安全生產(chǎn)等方面的智能化水平顯著提升，資源和服務(wù)的動態(tài)分析與柔性配置水平顯著增強，在構(gòu)件生產(chǎn)運營階段將會大大降低對能耗的需求，實現(xiàn)低能耗為推動建筑業(yè)實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”作出積極的貢獻。

本網(wǎng)記者：請談?wù)勀鷮π袠I(yè)發(fā)展的展望？


王海兵：建筑工業(yè)化是實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)強國的客觀需要，建筑主體結(jié)構(gòu)預(yù)制是必然趨勢，建筑產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展也必然要與高端裝備和信息技術(shù)深度融合?，F(xiàn)有的PC構(gòu)件企業(yè)的生產(chǎn)比較粗放，大部分企業(yè)以建筑工地的生產(chǎn)管理模式在運行，未來要向工業(yè)化、自動化、智能化方向發(fā)展。PC裝備制造企業(yè)未來也一定要符合建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢，為PC構(gòu)件企業(yè)提供智能裝備和數(shù)字工廠，最大限度地降低勞動強度，推動新型建筑工業(yè)化持續(xù)、健康發(fā)展，全面促進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展。

本網(wǎng)記者：感謝王總的分享！


來源：中建機械有限公司



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