中清大固模樓承板生產線入選住建部智能建造典型案例

來源：預制建筑網時間：2021-12-22 15:04:15 瀏覽：次

經企業申報、地方推薦、專家評審，近日，住房和城鄉建設部確定并發布第一批124個智能建造新技術新產品創新服務典型案例。目的在于總結推廣智能建造可復制經驗做法，指導各地住房和城鄉建設主管部門及企業全面了解、科學選用智能建造技術和產品。此次發布的典型案例中，有20項自主創新數字化設計軟件創新服務案例，29項部品部件智能生產線創新服務案例，42項智慧施工管理系統創新服務案例，20項建筑產業互聯網平臺創新服務案例、13項建筑機器人等智能建造設備創新服務案例。

中清大鋼筋桁架固模樓承板石家莊生產基地生產線

01 案例簡介

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線是用于生產免拆模非金屬樓承板的自動化生產線，生產線具有效益高、質量優、消耗低、人工省、環境好等優勢，實現部品部件的柔性化、精益化生產。目前生產線已在德州、石家莊、張家口、成都等多地實施并投入生產，生產線服務的建設工程涵蓋混凝土及鋼結構住宅、公建等項目，為生產企業帶來了可觀的經濟效益。

圖1 中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線

02 案例應用場景和技術產品特點

（一）案例應用場景

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線為專業生產免拆模非金屬樓承板（簡稱固模樓承板）的成套生產設備。固模樓承板具有標準化程度高、重量輕、吊裝運輸難度小、樓板整體性好、施工速度快、無需二次抹灰、綜合造價低等優勢，該產品的市場需求日益廣泛。然而傳統的手工生產方式較為落后，生產過程中的焊接、打孔、組裝等工序依賴大量人工，生產效率低，生產環境差，粗放式生產只是簡單的把施工現場的工作放在工廠進行，無法實現固模樓承板的規?；a。

為幫助企業從粗放生產模式向自動化精益生產模式轉變，中清大科技股份有限公司依托清華大學建筑設計研究院有限公司較高的新產品和新工藝研發能力，研發了具有自主知識產權的固模樓承板產品和配套生產線。該生產線將先進的工業技術與前沿的建筑技術相融合，設備占地小、投資少、自動化程度高，大大降低了部品的生產成本，縮短了部品的供貨期，形成一定技術優勢。

（二）技術方案要點

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線實現了固模樓承板的自動化生產，生產線的設計年產能可達100萬㎡。生產線的技術要點如下：

1.先進的生產工藝布局。為減少人工固定模臺生產的弊端，中清大科技股份有限公司研發了先進的生產工藝布局如圖2所示，設備模塊化組裝，以步進移動的輸送線鏈板為主線，設備自動吊放鋼筋桁架、鋼筋網片、固模底板等原材料，并自動實現焊接、裝墊塊、打孔、擰釘等系列操作，最后成品自動翻轉碼垛。

圖2 固模樓承板生產線工藝布局

2.集成工業先進技術。 通過對各工序的功能分析進行自動化技術定制開發，集成應用了工業和信息技術領域先進成果，如組裝機器人、焊接機器人、視覺系統追蹤焊點、智能排產、自動噴碼、可追溯系統等。

3.大幅減少生產用工。 生產線研發定位為全自動化生產，鋼筋桁架、鋼筋網片、底板等自動化上料，焊接、裝墊塊、打孔、擰釘等全部采用機械手操作，成品自動翻轉碼垛，大幅減少生產工人數量，只需少數叉車司機和補料員輔助生產備料。

4.控制系統易操作易維護。 生產系統自動按日訂單排序生產，僅需人工按提示補料，圖形化操作面板易掌握，如圖3所示。

圖3 控制系統圖形化界面

5.多個板型同時共線生產。可根據生產訂單實現自動切換不同板型的程序，可實現快捷換產。

6.生產線具有開放的接口。設備具有開放接口，可通過聯網與工廠ERP、MES系統集成。同時，中清大公司總部已建成遠程視頻監控系統和大屏產能統計分析，如圖4所示。

圖4 中清大公司總部大屏遠程監控

（三）關鍵技術經濟指標

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線自動化程度高，與現有手工生產方式相比，具有一定優勢。下面以生產1.2米寬的常規標準樓承板為例，在同等生產占地1000平米條件下，自動化生產的單班日產量可以提高兩倍以上，用工減少四分之三，產品返修率降低，生產環境大為改善，供貨期極大縮短，具體詳見表1。自動化生產模式與手工生產模式相比，能有效保障企業在相同時間內為更多工程項目生產供貨，以石家莊基地為例，自2020年生產線投產以來，已經服務建設了100萬平米的項目工程，近一年為基地新增銷售額達9000萬元，并減少了人工成本等其他費用，為基地帶來了良好收益。

手工生產模式和自動化生產模式對比表 表1

（四）創新點

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線創新點如下：

1.生產線自動化運行，工藝布局優化合理，工業化程度高，生產效率高；

2.生產線集成工業先進技術，如精準對位技術、焊接機器人、智能排產、遠程運維等；

3.輸送機構、組裝夾持機構、排料機構、定位機構、翻轉機構等，替代人工操作；

4.生產線控制系統圖形化操作，具有補料提示，生產人員僅需面板操作、補料和監控等作業；

5.不同板型可共線生產，根據生產訂單實現快捷換產；

6.生產線具有開放接口，可實現設備聯網，同時支持與BIM、ERP、MES系統集成。

（五）市場應用總體情況

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線已在德州、石家莊、張家口、成都等地實施并投入生產，生產線投產后可快速形成規?；a，四個基地總產能達到年供應固模樓承板400萬㎡以上。目前生產線累計服務建設工程項目已達300萬㎡。

生產線具有產品供貨周期短，產品質量高，用工少，造價低，利于規?；茝V應用等優點，生產線服務的建設工程涵蓋混凝土及鋼結構住宅、公建等項目，為生產企業帶來了可觀的經濟效益。

03 應用成效

（一）解決的實際問題

1.實現了建筑施工由現場建造向工廠制造的轉變。樓板傳統現澆施工工藝較復雜，施工中需要模板切割、支立安裝、鋼筋鋪設、模板拆除等作業，人工勞動繁復，工作環境惡劣，不利于安全生產。中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線通過將先進的工業裝備替代繁重的人工作業，減少了傳統施工現場的模板和鋼筋工程量。如圖10所示為固模樓承板施工現場。

圖5 中清大固模樓承板施工現場

2.提升了部品質量和生產效率。國內現有技術的裝配式樓板生產線多以手工或半自動生產方式為主，生產過程中鋼筋綁扎、彈線定位、打孔擰釘、人工翻轉等需要大量工人，產品質量參差不齊。固模樓承板生產線通過研發集成多項工業和信息領域先進技術，減少生產用工，有力保證了產品質量和生產效率。

3.降低了部品生產成本和縮短供貨期。生產成本高和供貨期長是當前預制部品面臨的兩大難題。當多個工程項目同時要貨，經常出現部品供應無法滿足施工進度的要求，造成工地窩工等待構件的情況，給企業帶來經濟損失。固模樓承板生產線集成的智能排產和多規格共線程序可通過電腦輸入每日工作任務，按工作單自動生產并指導備料，不僅可以降低用工成本，還可以節水、節能、節時、節材，保證項目進度，縮短施工工期。

4.解決了設計、生產、施工不協同問題。樓板部品應用中既要滿足設計單位的定制要求，又要有利于工廠組織生產，還要方便施工現場裝配。生產線定制開發的多規格共線生產程序、基于BIM的可追溯系統、快速換產、視覺識別系統、工業機器人等多項技術，使生產線成為銜接部品設計、生產、施工的良好紐帶，生產備料準時化，生產設備網絡化，生產信息透明化，實現全建造過程的協同管理，如圖11所示項目效果圖。

圖6 生產線服務項目的效果圖

5.解決了部品生產基地投入產出周期長的問題。生產線通過優化的工藝布局和模塊化設計，占地面積小，地面無需專屬基礎，安裝調試周期短，標準工廠45天完成調試生產。生產線圖形化操作界面易于掌握，經過簡單培訓即可上崗。生產線日常維護簡單，具有安全預警和遠程運維等功能，方便故障排除。通過自動化生產線的實施，大幅提高了工廠產能，使工廠在同一時間能服務更多的工程項目，為企業帶來了良好的經濟效益。

（二）對行業的借鑒意義和推廣價值

中清大鋼筋桁架固模樓承板生產線通過將建筑業與工業化、信息化深度融合，探索了裝配式建筑產業的發展新模式。通過自主研發突破多項關鍵生產技術，建設了全自動生產線和工藝成套裝備，提高了生產自動化、數字化和智能化水平，支持部品部件生產企業更好的服務工程項目。

1.生產效益。生產線自動化生產，降低了人工勞動強度，提高了產品質量，降低了用工成本；生產線易操作好維護，兼容多板型共線生產，提高了生產線產能；遠程客戶端可進行快速有效的設備運維和故障排除；干凈整潔的生產環境和高效快速的需求響應，為企業帶來了良好的社會效益和經濟回報。

2.施工效益。自動化生產保證了供貨周期，建造時間與傳統現澆基本持平；減少模板工程和鋼筋工程等工序，用工大幅降低；由于成品鋼筋工廠焊接，對質量、安全更加有保證；樓承板整體質量輕便，便于運輸、吊裝、安裝，大大節省了施工時間和成本。自動化生產保障了固模樓承板產品的質量和供貨期，得到了甲方和施工方的高度認可和肯定，具有良好的推廣應用價值和廣闊的市場前景。

來源：住建部，預制建筑網整理編輯

中清大鋼筋桁架固模樓承板石家莊生產基地生產線入選部品部件智能生產線案例。該生產線由清華大學和河北雪龍機械制造有限公司合作研發制造，目前生產線已在德州、石家莊辛集、張家口、成都等多地實施并投入生產。