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坪山區(qū)沙湖保障性租賃住房項(xiàng)目

自2022年10月深圳入選國(guó)家智能建造試點(diǎn)城市以來(lái)，深圳嚴(yán)格落實(shí)住建部和省住建廳的部署要求，按照先行示范標(biāo)準(zhǔn)，全力打造智能建造新模式。全市已遴選并發(fā)布了100個(gè)智能建造試點(diǎn)項(xiàng)目，為進(jìn)一步推廣經(jīng)驗(yàn)做法，現(xiàn)對(duì)試點(diǎn)項(xiàng)目之一“坪山區(qū)沙湖保障性租賃住房項(xiàng)目”（以下簡(jiǎn)稱項(xiàng)目）創(chuàng)新內(nèi)容進(jìn)行整理推送。

坪山區(qū)沙湖保障性租賃住房項(xiàng)目占地面積約4.7萬(wàn)平方米，總建筑面積約28萬(wàn)平方米。由2棟145米超高層住宅、7棟100米高層住宅、1棟幼兒園及相關(guān)配套組成。周邊現(xiàn)狀為已建成的坪山區(qū)湯坑小學(xué)、坪山人民醫(yī)院(在建)、康寧醫(yī)院、新城東方麗園公交站等公共配套設(shè)施。

△坪山沙湖保障性租賃住房項(xiàng)目效果圖

本項(xiàng)目是全國(guó)首個(gè)保障性租賃住房建筑機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目，作為深圳入選全國(guó)首批智能建造試點(diǎn)城市重要支撐項(xiàng)目，旨在打造高品質(zhì)公共住房示范樣板，建筑機(jī)器人系統(tǒng)化應(yīng)用與智能建造的標(biāo)桿，基于建筑機(jī)器人系統(tǒng)化應(yīng)用，采用“8+9+N”點(diǎn)面機(jī)器人應(yīng)用模式，結(jié)合先進(jìn)的無(wú)人值守建造監(jiān)測(cè)及智能安全帽立體定位等智能技術(shù)，運(yùn)用“最強(qiáng)大腦”智慧建造平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理模式的創(chuàng)新、管理技術(shù)的創(chuàng)新、建造技術(shù)的創(chuàng)新，首創(chuàng)保障性住房智能建造技術(shù)的集成應(yīng)用。

△建筑機(jī)器人系統(tǒng)化應(yīng)用示意圖

造樓機(jī)是采用云端建造工廠建造，它主要由鋼平臺(tái)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)、模板系統(tǒng)組合而成，集成模板吊掛、遙控布料機(jī)、可開合雨棚、自動(dòng)噴淋、巡檢機(jī)器人等裝置，提高作業(yè)功效和安全保障，為全天候施工作業(yè)創(chuàng)造條件。相對(duì)于傳統(tǒng)的爬架、爬模、頂模系統(tǒng)，云端建造工廠具有模塊化高適應(yīng)性自升力降鋼平臺(tái)、高承載力附墻支座、類工廠施工作業(yè)環(huán)境、施工裝備集成平臺(tái)、掛架和模板吊掛及自動(dòng)化程度高等點(diǎn)。云端建造工廠秉承“輕量化、標(biāo)準(zhǔn)化、類工廠化、產(chǎn)品化”設(shè)計(jì)理念，致力于打造類工廠化作業(yè)空間，可進(jìn)一步提升工程質(zhì)量、安全、效益和品質(zhì)。

△造樓機(jī)相關(guān)圖片（可滑動(dòng)）

項(xiàng)目建設(shè)單位為深圳市坪山安居有限公司，安居公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人定期召集施工總承包單位中建一局及中建四局、設(shè)計(jì)單位香港華藝、機(jī)器人施工單位等單位相關(guān)人員，就智能建造推進(jìn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行會(huì)議討論，并協(xié)調(diào)各家單位將問(wèn)題會(huì)上解決，再將成果及時(shí)整理匯總。各家單位“一體同心”,以坪山沙湖項(xiàng)目為依托，通過(guò)歸納總結(jié)形成智能建造示范及建筑機(jī)器人既有平臺(tái)、功能改造關(guān)鍵技術(shù)的研究報(bào)告，從而共同推進(jìn)智能建造方案的落實(shí)。

△建筑機(jī)器人系統(tǒng)化應(yīng)用的相關(guān)研究

AI方案比選：創(chuàng)建或局部調(diào)整的方式形成多個(gè)備選設(shè)計(jì)方案BIM模型，對(duì)比不同設(shè)計(jì)方案優(yōu)缺點(diǎn)。

周邊環(huán)境分析：通過(guò)BIM建立場(chǎng)地模型能夠更好的對(duì)項(xiàng)目做出總體規(guī)劃，結(jié)合場(chǎng)地BIM模型分析交通組織，豎向布置等，并且可以得出大量的直觀數(shù)據(jù)作為方案決策的支撐。

BIM設(shè)計(jì)協(xié)同：正向設(shè)計(jì)工作流逐漸形成，進(jìn)行項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新，嘗試形成“CIM+BIM+UE5+Al+機(jī)器人”的智能建造流程，進(jìn)行多技術(shù)聯(lián)動(dòng)。

△基于BIM的設(shè)計(jì)協(xié)同

項(xiàng)目采用紅瓦的協(xié)同大師和品茗CCBIM平臺(tái)，形成了高效協(xié)同辦公及模型輕量化預(yù)覽，在施工前進(jìn)行BIM可視化交底，使作業(yè)工人掌握設(shè)計(jì)意圖，減少現(xiàn)場(chǎng)返工情況。

△CCBIM平臺(tái)

模型創(chuàng)建過(guò)程中通過(guò)利用在線文檔，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)各專業(yè)問(wèn)題，查找圖紙錯(cuò)漏碰缺問(wèn)題并進(jìn)行優(yōu)化。

BIM輕量化子系統(tǒng)：可在線查看BIM模型，通過(guò)輕量化解決模型體量大、容易卡頓的現(xiàn)象，隨時(shí)查看模型輔助現(xiàn)場(chǎng)施工。但在平臺(tái)上接入為模型分享鏈接，只能查看1個(gè)模型，無(wú)法對(duì)CCBIM平臺(tái)每個(gè)模型查看，涉及平臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)。

無(wú)人機(jī)巡檢子系統(tǒng)：通過(guò)無(wú)人機(jī)平臺(tái)生成項(xiàng)目點(diǎn)云模型，可實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的形象進(jìn)度、全景圖查看及土方測(cè)量。但無(wú)法與無(wú)人機(jī)航線系統(tǒng)打通，存在1個(gè)無(wú)人機(jī)航線系統(tǒng)及1個(gè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)。

△施工工地?cái)?shù)字化管理

智能升降機(jī)子系統(tǒng)：對(duì)8#樓智能施工升降機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可在線查看所在樓層、運(yùn)行速度、運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。但無(wú)法實(shí)時(shí)查看施工升降機(jī)視頻監(jiān)控情況。

塔機(jī)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：在現(xiàn)場(chǎng)4臺(tái)塔吊中均安裝傳感器，可進(jìn)行塔群碰撞預(yù)警，但塔機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)查看塔吊作業(yè)狀態(tài)。

△施工安全監(jiān)測(cè)

外墻掃描儀子系統(tǒng)：可將外墻檢測(cè)報(bào)告及原始點(diǎn)云上傳至平臺(tái)上，在8#樓墻面的東北面為98分，東南面為97分。但無(wú)法對(duì)點(diǎn)云模型在線三維查看。

室內(nèi)掃描儀子系統(tǒng)：可將實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)上，并可對(duì)室內(nèi)環(huán)境掃描三維查看。目前室內(nèi)掃描儀在8#樓開展實(shí)施應(yīng)用，正進(jìn)一步開通設(shè)備運(yùn)平臺(tái)管理服務(wù)，拓展應(yīng)用場(chǎng)景。但墻上有爬架附著點(diǎn)會(huì)存在測(cè)量偏差。

△施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：可對(duì)環(huán)境的PM2.5、PM10、噪聲及溫度等監(jiān)測(cè)，但存在數(shù)據(jù)采集精度不足，響應(yīng)不及時(shí)等問(wèn)題。

配電箱監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：現(xiàn)場(chǎng)5臺(tái)傳感設(shè)備部署于不同材料堆放區(qū)的配電箱上，用于監(jiān)測(cè)電流及電纜溫度。但系統(tǒng)無(wú)法對(duì)漏電流及電壓等安全隱患預(yù)警。

△施工環(huán)境監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目采用中建一局自主研發(fā)的智能安全帽，采用行業(yè)首創(chuàng)的一種新型傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多模融合定位技術(shù)，有效解決市面上其他智能安全帽室內(nèi)定位難、通信難和成本高的問(wèn)題，開發(fā)了星璇智能項(xiàng)目管理系統(tǒng)，一攬子實(shí)現(xiàn)建筑施工的人員安全、考勤、工期、工效和產(chǎn)業(yè)化工人管理。目前已投入285頂智能安全帽，項(xiàng)目部及分包管理人員50頂，工人150頂，特種作業(yè)人員30頂。逐步使安全帽全覆蓋，讓安全生產(chǎn)閉環(huán)管理。

△智能安全帽應(yīng)用

根據(jù)項(xiàng)目建筑機(jī)器人系統(tǒng)化應(yīng)用特點(diǎn)，開展機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用，結(jié)合星璇定位模塊，聯(lián)合研發(fā)設(shè)備空間定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多廠商多品類機(jī)器人定位可視化，可對(duì)項(xiàng)目所有進(jìn)場(chǎng)建筑機(jī)器人進(jìn)行集中管理及施工作業(yè)數(shù)據(jù)的分析。組織工人佩戴智能安全帽，通過(guò)星璇系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄工人的行動(dòng)軌跡及作業(yè)時(shí)長(zhǎng)，提高考勤數(shù)據(jù)真實(shí)性，協(xié)助項(xiàng)目安全管理。

△機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用

工期管理：勞動(dòng)力流動(dòng)熱力圖更新頻率為10分鐘1次，通過(guò)熱力圖分析，幫助管理人員實(shí)時(shí)精準(zhǔn)掌握現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力情況。勞動(dòng)力分析，可以發(fā)現(xiàn)在5#樓人數(shù)相對(duì)其他棟較多，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注人員的交叉作業(yè)，在8#樓上人均時(shí)長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注工人的安全狀態(tài)，避免工人作業(yè)過(guò)度疲憊。

△工期管理

采集現(xiàn)場(chǎng)工人的立體位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以下應(yīng)用：

①現(xiàn)場(chǎng)工作面上的人員分布數(shù)據(jù)透明可視，便于總包和分包之間因用工投入數(shù)量進(jìn)行協(xié)調(diào)。

②工長(zhǎng)通過(guò)APP實(shí)時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的工人投入數(shù)據(jù)，大大節(jié)約人工清點(diǎn)人數(shù)的時(shí)間。

③生產(chǎn)例會(huì)上，提供精確的當(dāng)日用工數(shù)據(jù)分析，幫助項(xiàng)目部及時(shí)進(jìn)行用工計(jì)劃糾偏，保障工期進(jìn)度。

△工期管理

建設(shè)工程項(xiàng)目管理產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)除了工期管理，還有勞務(wù)管理，安全管理、人員分布可視化、危險(xiǎn)源語(yǔ)音預(yù)警、應(yīng)急疏離、管理行為、出勤人數(shù)變化、出勤天數(shù)分布等。

云筑集采不僅將傳統(tǒng)線下詢價(jià)、招投標(biāo)、訂單、合同、結(jié)算等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)通過(guò)電子商務(wù)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到線上進(jìn)行，有效保證了供求雙方遵循公開、公正、公平的契約原則實(shí)現(xiàn)采購(gòu)全流程的公開透明，有效控制企業(yè)的采購(gòu)成本。

項(xiàng)目施工過(guò)程中共累計(jì)有32款機(jī)器人進(jìn)場(chǎng)，持續(xù)使用3款機(jī)器人，樣板施工8款機(jī)器人。以下重點(diǎn)介紹幾種有突出特點(diǎn)的幾款機(jī)器人應(yīng)用。

△智能建造機(jī)器人使用情況表

無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航：通過(guò)設(shè)置航線，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勞動(dòng)力、設(shè)備等情況及形象進(jìn)度的實(shí)時(shí)掌控，實(shí)現(xiàn)立體巡檢。將每日定點(diǎn)拍攝的照片數(shù)據(jù)留存于無(wú)人機(jī)平臺(tái)上，可實(shí)時(shí)進(jìn)行追溯。通過(guò)無(wú)人機(jī)定時(shí)巡查日?qǐng)?bào)自動(dòng)推送，可使管理人員準(zhǔn)確掌握工程建設(shè)的形象進(jìn)度與進(jìn)度計(jì)劃的偏差。

△無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航

采用SC200/200G系列的智能施工升降機(jī)，對(duì)接智慧建造平臺(tái)，實(shí)時(shí)查看升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，司機(jī)無(wú)需進(jìn)行操作，把控人員進(jìn)出安全即可。可選配自動(dòng)平層方便運(yùn)輸。

△智能施工升降機(jī)

采用全回轉(zhuǎn)壁架式布料結(jié)構(gòu)：具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)輕便靈活配用φ125mm輸送管，整機(jī)自動(dòng)操作，只需輕松拉動(dòng)繩索，即可任意改變布料方位>360°全方位正反向回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)半徑可任意調(diào)節(jié)。

△智能布料機(jī)

智能布料機(jī)是混凝土輸送泵的輔助配套設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的輸送配管與混凝土輸送泵連接，有效地解決了現(xiàn)場(chǎng)墻體澆注布料的難題，通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)控制大小臂運(yùn)動(dòng)，只需30%的人力，即可完成布料工作，從而減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

項(xiàng)目秉持著開放合作的理念，積極對(duì)接機(jī)器人企業(yè)，為校企合作提供良好的試驗(yàn)環(huán)境，鼓勵(lì)新產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)的試用，香港智能建造研發(fā)中心的鋼筋綁扎機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)板面筋試用，助力于產(chǎn)品的更新迭代走向市場(chǎng)化。

△鋼筋綁扎機(jī)器人

經(jīng)過(guò)在項(xiàng)目上對(duì)外墻智能噴涂機(jī)器人應(yīng)用的測(cè)算，1分鐘噴涂長(zhǎng)度6m寬度0.5m為2道，機(jī)器人的準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，綜合考慮噴涂效率可110m2/h,對(duì)比傳統(tǒng)人工約為60m2/h,約為傳統(tǒng)人工效率的2倍。通過(guò)市場(chǎng)化應(yīng)用并更新迭代，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接縫功能，噴涂效果打造得更加連續(xù)和無(wú)縫，提高涂裝效率和質(zhì)量。對(duì)外墻面涂料自動(dòng)化噴涂，可減少人員投入2名，減少人工高空作業(yè)，可避免高空作業(yè)的安全隱患。

△外墻智能噴涂機(jī)器人

層層打麿，質(zhì)感升華。通過(guò)自行駛+人工輔助定向，實(shí)現(xiàn)貼邊輕松研磨，同時(shí)還具有自動(dòng)吸塵、集塵、清塵、急停保護(hù)等功能。適用于混凝土地面精密找平，尤其適用于樓層混凝土地需澆筑施工。地坪研磨機(jī)器人行走速度約50mm/s,工效約=0.8[研磨寬度]*50[速率]/1000*60*60=144m2/h,工效可達(dá)傳統(tǒng)人工的2倍。

△地坪研磨機(jī)器人

△人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比

涂不停，上漆神器。自動(dòng)規(guī)劃路徑完成環(huán)氧樹脂地坪漆的施工作業(yè)，涵蓋底漆、中涂和面漆的涂敷。適用于整個(gè)地下車庫(kù)環(huán)氧地坪漆的底漆、中涂漆以及面漆的施工。地坪漆涂敷機(jī)器人行走速度約50mm/s,工效約=2[涂敷寬度]*50[速率]/1000*60*60=360m2/h,工效可達(dá)傳統(tǒng)人工的2倍。

△地坪漆涂敷機(jī)器人

△人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比

一機(jī)多能，輕松上陣。適用于混凝土結(jié)構(gòu)工程、砌筑工程以及抹灰工程等土建工程分部分項(xiàng)施工質(zhì)量檢測(cè)-實(shí)測(cè)實(shí)量。

△建筑施工場(chǎng)地平整測(cè)量

△人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比

刮平如畫，一抹順滑。自動(dòng)完成砂漿均勻上墻、自動(dòng)刮平等施工作業(yè)，抹灰厚度精度可控。適用于室內(nèi)混凝土墻面抹灰施工的機(jī)器人。

△砂漿抹灰機(jī)器人

△人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比

智能化膩?zhàn)樱屖覂?nèi)裝修變輕松。不需要人工參與，根據(jù)規(guī)劃路徑自動(dòng)行駛并完成涂覆作業(yè)，適用于住宅室內(nèi)的墻面、飄窗、天花板的兩遍膩?zhàn)尤詣?dòng)涂覆。

△膩?zhàn)訃娡繖C(jī)器人

△人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比

機(jī)器修面，智能磨皮，一鍵美顏。采用參數(shù)化打磨工藝設(shè)置，智能恒力控制，精準(zhǔn)激光測(cè)距，施工質(zhì)量一致性好，適用于建筑內(nèi)墻和天花板膩?zhàn)哟蚰プ鳂I(yè)。

△膩?zhàn)哟蚰C(jī)器人

△人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)比

噴涂打磨一體機(jī)器人集合乳膠漆噴涂、膩?zhàn)訃娡考澳佔(zhàn)哟蚰ヒ惑w的建筑機(jī)器人，融合環(huán)境感知、柔性控制等技術(shù)，集成導(dǎo)航底盤，基于無(wú)人控制軟件平臺(tái)及機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)對(duì)墻面膩?zhàn)优c乳膠漆等墻面的無(wú)人自主噴涂打磨作業(yè)。

首次在底板使用混凝土類機(jī)器人，該類機(jī)器人適用于地下室底板大面積施工，不適用于塔樓區(qū)域面積小的施工，同時(shí)受鋁模斜撐體系的影響，需要進(jìn)行預(yù)埋套筒代替?zhèn)鹘y(tǒng)凸起鋼筋的形式，其中會(huì)投入大量的人力、物力，如未能找到預(yù)埋套筒需要進(jìn)行返工處理。

△地面圓盤抹光機(jī)器人

智能巡檢機(jī)器人（機(jī)器狗）通過(guò)搭載各種傳感器和攝像頭，結(jié)合機(jī)器視覺、人工智能和自主導(dǎo)航等技術(shù)，能夠自主地巡視和監(jiān)測(cè)建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備和環(huán)境，實(shí)現(xiàn)平面自動(dòng)巡檢，從而確保工地安全，同時(shí)，機(jī)器狗還可以幫助檢查工程質(zhì)量，包括建筑物的結(jié)構(gòu)、排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等方面。

△智能巡檢機(jī)器人

參建單位信息

工程名稱：坪山區(qū)沙湖保障性租賃住房項(xiàng)目

工程地址：坪山區(qū)碧嶺街道、南坪三期與坪鹽通道交匯處西北側(cè)

建設(shè)單位：深圳市坪山安居有限公司

勘查單位：深圳市勘察研究院有限公司

支護(hù)設(shè)計(jì)單位：深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司

設(shè)計(jì)單位：香港華藝設(shè)計(jì)顧問(wèn)(深圳)有限公司

監(jiān)理單位：深圳市大眾工程管理有限公司

施工單位：中國(guó)建筑一局(集團(tuán))有限公司（Ⅱ標(biāo)）

中國(guó)建筑第四工程局有限公司（Ⅰ標(biāo)）

編輯：朱禹諾

審核：李洪東