中建海峡建设发展有限公司

一、基本情况

　　中建海峡装配式建筑产业基地预制混凝土构件生产线(以下简称“预制混凝土构件生产线”)由信息化生产管理系统、预制构件自动流水线控制系统、绿色搅拌站管理系统、起重设备智能管理系统、三维智能追日光热式预制构件养护系统5部分组成，可实现预制构件生产信息传递、数据共享，智能化核心生产设备分散控制、集中管理，创新能源供给，基本达到工厂生产全过程智能控制，有利于提高生产效率，降低产品生产成本。

　　图1预制混凝土构件生产线管理平台

（二）公司简介

　　中建海峡建设发展有限公司(以下简称“中建海峡”)是中国建筑股份有限公司在海峡区域设立的区域总部实体运营公司(区域投资公司)。公司扎根福建近40年来，位居福建省建筑行业前列，是国家级高新技术企业。公司注册资本15亿元，现有员工5400余人，年经营规模800亿元，具有建筑工程施工总承包特级资质，市政公用工程、公路工程施工总承包壹级资质，业务遍布全国20多个省市及东南亚地区，逐渐形成以福建、江西区域为核心，以粤港澳(含海南)、长三角、东南亚区域为重点，京津冀、西南、华中区域为支撑的“2+3+3”市场布局。

二、案例应用场景和技术产品特点

（一）技术方案要点

　　本项目围绕预制构件生产的信息化生产管理、核心设备智能化控制、绿色能源创新运用等三个方面五个板块展开系统研究，运用信息化生产管理系统，做到基于二维码的信息采集、处理和运用，打造预制构件智能制造生产线，实现核心设备分散控制、集中管理，搭建太阳能养护系统，实现绿色能源高效利用。

　　1.信息化生产管理系统

　　通过信息化生产管理系统，可以实现从生产任务下单到构件出库全流程质量和进度双维度控制。主要应用如下：

　　(1)集成ERP功能，实现构件BOM表一键同步，实时统计物料消耗量、自动对比库存，做到降低库存，分析损耗因素，强化物料管理;

　　(2)隐蔽验收、成品检验等质检资料自动采集、云端保存，可实现永久可追溯;

　　(3)通过扫描二维码自动生成发货单，实现一键操作，减少人工制单误差。

　　2.预制构件自动流水线控制系统

　　预制构件自动流水线控制系统应用在生产线运行过程中，通过中控联动模式可实现自动运行，每个工位相对独立工作，能够掌控自动化生产线主要设备的运行状态;同时，系统有紧急停车模块、电气故障报警指示模块、运行模拟模块，确保运行安全。

　　3.绿色搅拌站管理系统

　　绿色搅拌站管理系统(如图2所示)采用双机双控系统集成模拟生产功能，实现无缝式连续生产、送货单自定义绘图、运行参数自动预警和记录，数据库一键还原备份等功能，确保系统稳定运行和过程可追溯。在物料剩余量管理方面，通过网络实时操作对控制室生产界面进行查询。

　　图2绿色搅拌站管理系统操作界面

　　4.起重设备智能管理系统

　　起重设备智能管理系统利用无线方式对厂区内所有起重设备(含堆场)(如图3所示)关键运行部件和参数进行管控，可查看设备运行状态和排除设备故障，实时监测起重机工况，自带诊断功能，危险状况快速报警及安全控制;具有黑匣子功能，自动记录作业时的危险工况，为事故分析处理提供依据，目前已平稳运行6年。

　　图3起重设备

　　5.三维智能追日光热式预制构件养护系统

　　工厂屋面建设有直径84米的三维智能追日光热式蒸汽养护系统(如图4所示)，将太阳能高效转换为蒸汽热能，辅之以锅炉蒸汽联动技术，用于预制构件养护的日常需求。在平台可实时查询养护温度、湿度，做好数据自动记录、分析、整理，自动绘制温控曲线及实时温度曲线，助力工厂绿色运行。

　　图4三维智能追日光热式预制构件养护系统

（二）关键自主技术创新点

　　1.运用信息化生产管理系统，可以实现从生产任务下单到构件出库全流程基于信息化的质量和进度双维度控制;

　　2.打造预制构件智能制造生产线，将钢筋自动加工成型、边模板装拆、混凝土浇筑成型、构件养护、翻板和脱膜等工序高度集成，利用自动化和智能化生产设备，可大幅度提高生产效率，有效降低产品成本;

　　3.搭建太阳能养护系统，将太阳能技术用于预制构件生产领域，使用清洁无污染的太阳能作为预制构件的养护能源，减少了能源消耗和对环境的污染。

（三）产品特点

　　预制混凝土构件生产线采用全自动化预制构件生产线，各生产工序采用机械完成，同时配备自动化管理系统，实现智能化管理，自动化程度更加先进，可大幅度提高生产效率，有效降低产品成本;并使用信息化生产管理系统，实时对生产线上的预制构件在进度、材料、验收、出入库等方面进行管理。

三、案例实施情况

（一）案例基本信息

　　中建海峡(闽清)绿色建筑科技产业园(启动区)综合楼项目(如图5所示)位于福建省福州市闽清县。综合楼规划建设用地面积3400平方米、总建筑面积6346平方米，建筑高度22.9米。项目采用装配混凝土建造方式，结构形式为装配整体式钢筋混凝土框架结构，预制率70.9%，主要预制构件种类有：预制混凝土柱、预制叠合梁、预制叠合楼板、预制复合保温外挂墙板、预制楼梯等十余种预制构件。

　　图5案例实景图

（二）应用过程

　　1.深化设计阶段

　　本项目采用基于BIM的正向设计，通过族库参数化建模(如图6所示)，从而提高预制构件的设计精度，辅助实现精益化生产;同时参数化建模能提高建模的速度，避免大量重复劳动，提高准确率。

　　图6参数化建模

　　在深化设计阶段，通过可视化三维软件，进行全专业建模、细部设计、碰撞检查、三维出图(如图7所示)，减少设计错误，提高出图效率。

　　图7三维模型

　　深化设计的成果除了生产图纸、三维模型，还包括具有模型信息的清单，清单包括了预制构件的名称、种类、数量、尺寸、预埋件等生产信息，搭建“设计-制造”信息链。信息链可直接导入信息化生产管理系统，实现“一键下单、一键排产”。

　　2.构件生产阶段

　　(1)钢筋下料加工

　　将深化设计阶段导出的信息自动导入自动化钢筋加工设备进行钢筋下料加工，无需人工识图手动操作，在提高钢筋下料精度的同时，减少钢筋下料时间。如图8所示。

　　图8全自动钢筋网焊接生产线

　　(2)混凝土生产布料

　　本项目采用立轴行星式全封闭中转料仓绿色生产搅拌站(如图9所示)。搅拌站介于单阶式和双阶式，在搅拌机上方设置一个砂石储存斗，可以储存计量好的砂石料，当程序要求投料时，可立即投到搅拌机内，从而实现高效率生产。另外，通过扫描一个或多个预制构件的二维码，获取构件的混凝土方量信息，合理安排混凝土生产布料，实现资源合理利用。

　　图9立轴行星式全封闭绿色搅拌站

　　(3)环形组织生产

　　预制构件先后经过模具清理、数控划线、边模安装、钢筋和预埋件放置、布料振捣、表面拉毛、立体养护、构件脱模、模具返回等工序，实现工位流水化作业、工序设备化生产，以“程序为主、手动为辅”的方式进行生产控制，改变行业存在的固定模台式生产组织方式，提升生产效率，保障构件成品质量。如图10所示。

　　图10预制构件自动流水线

　　(4)构件养护阶段

　　不同于一般项目的构件自然养护和常规蒸汽养护，本项目通过采用立体蒸汽养护窑，将太阳能蒸汽设备(如图11所示)与传统蒸汽锅炉进行联动控制;即当阳光充足时，太阳能蒸汽设备提供养护设备所需蒸汽;当阳光较不充足时，太阳能蒸汽设备产生高温热水补给蒸汽锅炉，由蒸汽锅炉提供蒸汽。从而降低能耗，实现绿色环保。

　　图11太阳能高温蒸汽模块

　　3.全过程信息化管理

　　本项目通过信息化生产管理系统(如图12所示)，基于二维码的项目管理、排产管理、品质管理、成品管理、发运管理，实现精准规划、智慧生产、标准作业和全过程生产可追溯;后台生产数据通过大数据分析，助力提高生产效率，实现工厂与现场的进度协调。

　　图12信息化生产管理系统

四、应用成效

（一）应用效果

　　1.提高生产效率。通过信息化生产管理系统对预制构件生产线精细化管理，提高过程管控品质，提升生产效率，实现单条流水线年产3.2万立方米叠合板，达到设计产能的80%，保障公司2020年全年完成47个项目，共计210栋楼86422立方米预制构件的生产任务。

　　2.缩短生产工期。本项目的缩短生产工期主要体现在两个方面：一是通过采用高效智能的预制混凝土构件生产线，提高人均生产效率，从而减少了生产作业时间。二是通过信息化生产管理系统运用，减少生产前的准备工序，加速每道生产工序的信息传递，精准生产、快速出货、降低库存，以管理的优化带来进度的节约。比传统模式的30天～50天生产工期，能合理压缩10天左右。

（二）经济效益

　　近5年以来，中建海峡采用预制混凝土构件生产线完成中建科技福州公司综合楼、滨海新城综合医院、福建省食品检验检测实验楼、东南大数据产业园、福州实验学校等100余个装配式项目，总建筑面积约400多万平方米，项目类型涵盖了住宅、办公、医疗、公建等全品类建筑类别，预制构件生产合同额近8亿元，累计创效6000余万元，取得了显著的经济效益。

　　执笔人：

　　中建海峡建设发展有限公司(王耀、张永辉、涂闽杰、王培新、周勇)

　　审核专家：

　　张声军(中国建筑科学研究院，研究员)

　　骆汉宾(华中科技大学，教授)