浙江宝业现代建筑工业化制造有限公司

　　上海紫宝实业投资有限公司

一、基本情况

（一）案例简介

　　宝业集团针对装配式建筑预制构件智能化生产水平低、工业化与信息化融合度低等问题，开展了装配式建筑预制构件智能化制造装备、技术及工程应用等一系列研究，研发了装配式叠合剪力墙结构体系，并建设了与之相配套的预制构件自动化流水生产线，采用“可视化设计+自动化生产+精益化管理”运行模式，具备自动化翻转台、无纸化生产、激光投影辅助检验等功能，实现了无纸化生产和高效率检验，大幅提高预制构件生产效率及质量水平。

（二）申报单位简介

　　浙江宝业现代建筑工业化制造有限公司(简称“宝业现代建工”)和上海紫宝实业投资有限公司(简称“上海紫宝”)是全国500强企业宝业集团股份有限公司的子公司，宝业集团专注于百年低碳的住宅产业化事业。宝业现代建工是国内较早引进具有国际先进水平的预制构件自动化流水生产线的企业之一;上海紫宝是宝业在上海区域多个产业控股公司，拥有多条德国进口的装配式预制构件自动化生产线，共同致力于叠合剪力墙结构体系智能建造技术和工艺的创新研发。

二、案例应用场景和技术产品特点

（一）技术方案要点

　　宝业装配式叠合剪力墙结构体系预制构件生产线采用“可视化设计+自动化生产+精益化管理”运行模式，并运用“智慧化施工、一体化运维”，实现装配式建筑的全生命周期管理。具体介绍如下：

　　1.可视化设计。基于BIM信息化平台，实施BIM正向设计，应用专业的三维设计软件，通过其标准化、参数化的设计界面，快速创建可视化的部品部件;设计过程中实时检查模型，错漏碰缺，避免后续返工;创建模型之后可直接导出构件生产数据、构件加工图纸和生产所需的构件和材料列表，实现快速、高效、准确。

　　2.自动化生产。UniCAM10.0生产控制系统自动读取设计系统导出的生产数据，组织安排构件生产。所有的生产作业过程控制均在主控系统中完成。实现联动控制下预制混凝土构件自动化生产。通过无纸化生产技术，主控系统自动将生产图纸显示在各工位显示屏上，并可根据模台的移动而移动，工人根据电子图纸进行生产。通过激光投影检验技术，激光投影仪将生产系统生成的构件图纸自动投影至检验模台上，质检人员可根据构件的投影信息快速验收构件，既减少了人工，同时还提高了构件检验的效率及准确率。

　　3.精益化管理。采用了互联网数字化工厂解决方案，涵盖从原料入库、生产订单录入、生产排产、产品检验、堆场管理到成品发货的整个生产过程的管理，打通了上下游之间的业务流和信息流，实现了构件生产的自动化、可视化、可追溯，保障生产运营的管理能力。

（二）主要特点和指标

　　公司装配式叠合剪力墙结构体系预制构件生产线主要特点和指标如下：

　　1.设计系统可以进行三维建模，一键出图，一键出物料清单等;

　　2.设计系统和生产控制系统可以无缝对接，随时调取数据;

　　3.机械手可根据生产数据精确画线组模;

　　4.布料机及振动台可自动进行浇筑和高效振捣，减少混凝土浪费，降低振捣噪音，同时达到混凝土均匀密实的效果;

　　5.自动翻转台可实现墙板翻转，并与第一面板无缝压合，形成双面叠合板;

　　6.智能养护室，自动控制构件的养护时间;自动控制模台的进出;精准控制养护室升温、恒温、降温过程;

（三）关键技术创新点

　　1.无纸化生产技术。每个生产工位设立一个微基站，可随着模台的移动，将相应模台的图纸在微基站的显示屏上显示，产业工人按照显示屏上显示的图纸进行生产，实现无纸化生产技术;

　　2.激光投影辅助检验技术。激光投影可自动读取生产线主控系统中的构件数据，并将构件相关信息投射到相应的模台上，提高检验效率。

　　3.自主研发全生命周期BIM信息化项目管理平台、全生命周期BIM信息化项目管理手机APP软件V1.0等信息化软件，获得软件著作权3项。该软件可实现构件生产的精细化管理，对接设计、生产系统，实现一物一码，实现构件的可追溯性。

　　4.自主研发建筑预制件边模的输送机限高门，针对不同型号高度的边模输送时，利用限高门上的定位，针对性的调节限高门的高度，精确有效输送边摸，解决收集箱口和收集箱内边摸卡死问题。

　　5.自主研发机械手翻边模抓手装置，通过调节翻杆两侧的调节板，使其能够适配不同型号的边模，避免在边模抓取时脱钩滑落。

（四）与国内同类产品的比较

　　相比国内一般生产线，该生产线生产精度更高;拥有自动化翻转台，可实现墙板360°翻转;具备无纸化生产功能和激光投影辅助检验功能，实现无纸化生产和高效率检验。

（五）市场应用情况

　　该智能化生产线主要应用于叠合剪力墙结构体系产品的生产，包括叠合墙板、叠合楼板、夹心保温叠合墙板、预制空调板等，这些构件广泛应用于保障房、新农村、商场、学校等项目。

　　三、案例实施情况

（一）案例基本情况

　　案例1：宝业新桥风情百年住宅示范项目(越西路新桥江地块工程)于2019年建成，位于绍兴市。项目建筑面积13.5 万㎡，包括10栋高层住宅、4栋高层装配式建筑。

　　图1宝业新桥风情百年住宅示范项目

　　案例2：上海市青浦区赵巷镇新城一站大型社区63A-03A地块项目，该项目位于上海市青浦区，总建筑面积约8万㎡。项目采用三种预制混凝土装配式技术，1~8号楼采用双面叠合板式混凝土剪力墙结构体系，8号楼右单元采用装配整体式混凝土结构体系，商业单体预制预应力框架结构，项目采用装配式建造，预制率达40%以上。

　　图2青浦区赵巷镇新城一站大型社区63A-03A地块项目

（二）应用过程

　　1.深化设计阶段

深化设计均利用三维参数化软件完成，依托于BIM技术的三维可视性、各专业协同性、三维模型信息承载性等特点，将各专业工程设计内容以三维的方式汇集于一体，在设计阶段综合考虑生产施工的可行性，避免软、硬碰撞，同时其标准化、参数化功能大大提升了设计效率和质量，之后利用模型导出可供工厂自动化生产的图纸及生产材料清单，减少不必要能源和材料损耗，为工厂自动化高效生产提供可靠的设计成果保障，为施工提供准确的图纸参照。

图3可视化协同设计

　　图4参数化构件设计

　　图5节点优化

　　图6数字化设计成果

　　2.构件生产阶段

　　生产线上构件的生产主要由预制混凝土工业领域研制的控制计算机软件UniCAM进行控制。设计人员依据设计院提供的蓝图，将数据输入到电脑中，数据均存储系统中，机械手根据设计系统提供的生产数据，自动划线、布置边模。联动控制下混凝土预制件自动化生产，可确保所有设备的运转效率，减少重复的机器数据输入，提升工作效率。整个流水生产线的工作状态可实时显示在主控电脑中。

　　图7主控系统平台

　　图8生产排版

　　图9机械制模

无纸化生产技术的应用：主控系统将构件加工图数据显示在各工位显示屏上，工人根据电子图进行生产，实现无纸化生产。

　　图10无纸化生产系统

　　激光投影辅助检验技术应用：激光投影仪将生产系统生成的构件信息投影至模台上，质检人员可根据构件的投影信息验收构件。该功能加快构件的检验验收进程，提高了构件生产的准确率。

　　图11激光投影辅助检验

　　图12生产工艺

　　3.生产管理阶段

　　我公司的生产管理软件以项目管理为主线，以生产订单为依据，以质量控制为核心，以构件跟踪为基础，涵盖了生产所需的各类分析表格，具有操作便捷化，车间数字化，生产精益化，质量一贯化，堆场智能化，管控一体化等优势。它实现我们预制构件一物一码，每块构件都有专属的二维码，一扫便知该构件从原料、生产、质检、发货及项目信息等所有内容，具备产品信息可追溯性，提高生产效率，减少出错率，降低生产成本。该软件基本实现了构件生产、安装全过程质量可追溯的目标。

　　图13堆场管理信息化

　　图14发货单

　　图15一物一码

　　图16构件信息化

　　4.施工阶段的生产管理系统功能延伸

　　图17智慧工地平台

　　智慧工地平台通过与工厂信息化管理平台中的生产、物流数据进行对接，同时结合智慧工地平台中“数字孪生”BIM模型，实现了生产数据在施工阶段的延伸应用。通过构件出厂二维码，施工人员即可了解该构件的生产信息及工程信息(安装楼层及平面定位)，构件安装完成后，数字孪生BIM模型即由半透明绿色变换为实体灰色，代表构件安装、验收完成，实现预制构件进度管理，同时在工厂信息化管理平台中自动生成构件施工信息数据，包括构件安装时间、楼层浇筑时间。另外，利用构件二维码能以拍照加文字描述的方式记录构件相关质量问题，同时在数字孪生模型中生成空间定位，实现预制构件质量管理。

图18构件二维码内容及数字孪生模型

　　图19构件进度管理

　　图20构件质量管理

四、应用成效

（一）解决的实际问题

　　随着装配式建筑的快速发展，且建筑业亟待转型升级，向智能化制造转变。传统的装配式建筑领域，预制构件智能化生产水平低，各工位、各设备的协同性较差;制造过程中信息的交互慢，数据提取难，在关键信息主要依赖人工记录与反馈，对数据的分析能力不足，BIM技术在装配式建筑建造全生命周期应用程度低的问题。

　　该生产线围绕装配式建筑预制构件智能化装备、信息化技术、生产工艺进行了系统研究，解决了以下问题：

　　1.解决现有数据传递不流畅、数据转化损失率高的问题，提高了数据提取能力和分析能力，实现了BIM技术在装配式建筑建造全生命周期的应用。

　　2.解决装配式墙板生产智能化水平低，效率不高的问题，通过数字信息的无缝传递和应用，提高各工位、各设备的协同性，确保预制构件的生产精度和质量，提升装配式建筑的产品品质。

　　3.缓解了用工压力，通过生产线的智能化，减少用工数量，节约人工成本，促进农民工向产业工人转化。

（二）应用成效

　　装配式叠合剪力墙结构体系预制构件智能生产线的实施，实现了以下多种应用成效：

　　1.实现节能环保的效果

　　智能生产线中无纸化生产技术和激光投影辅助检验技术均是将生产数据直接转换成生产所需，无需纸质图纸，节约了木材，实现节能环保的效果。

　　2.缩短产品生产周期

　　智能生产线在产品生产周期的缩短上主要体现在三方面，一是在设计阶段，采用三维建模的可视化设计，并可自动生成生产数据、物料统计等信息，无缝对接生产系统，节约了数据转换和人工统计的时间;二是在生产阶段，采用机械手，布料机，智能养护室等自动化设备，加快了产品的生产速度，提高了流水线的周转使用;三是在质检阶段，激光投影辅助检验功能，缩短了产品检验时间，提高了产品检验质量和效率。综合所述，智能生产线的应用，缩短了整个产品的生产周期。

　　3.提高产品质量

　　智能生产线可视化设计，提高了设计质量;设计系统和生产系统无缝对接，提高了数据正确率;机械手精确制模，布料机均匀浇筑混凝土，养护室智能养护，精准控制养护升温、恒温、降温等过程，提高构件质量;激光投影辅助检验，提高产品检验的正确率。综合所述，智能生产线的应用，大幅提升了产品的质量，降低了产品缺陷率，并提高了员工的工作效率。

（三）应用价值

　　1.经济效益

　　该智能化生产线被应用于宝业新桥风情百年住宅示范项目、上海市青浦区赵巷镇新城一站大型社区63A-03A地块项目、杭州师范大学仓前校区项目、柯桥CBD商业中心、上海青浦爱多邦项目等几十余个绿色建筑项目的构件生产，近三年新增销售额超22000万元，取得了显著的经济效益。

　　2.社会效益

　　该智能化生产线相关项目已获授权专利33项，包含2项发明专利，3项软件著作权，主编及参编国家及省市标准13项，承担国家级重点专项2项，荣获国家级、省部级、行业级荣誉共9项。该智能化生产线的建立，推动了装配式建筑智能制造的发展，促进了建筑业向制造业的转型升级，推进了建筑工业化的高质量发展。

　　执笔人:

　　浙江宝业现代建筑工业化制造有限公司(余亚超，王亚辉)

　　上海紫宝实业投资有限公司(夏锋，恽燕春，吴海)

　　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)