用無(wú)極焊網(wǎng)機和工大銀豐智能識圖軟件解決：中科協(xié)發(fā)布的2022“如何通過(guò)標準化設計，自動(dòng)化生產(chǎn)，機器人施工和裝配式建造系統性解決建筑工業(yè)化和高能耗問(wèn)題？”重大科學(xué)問(wèn)題研討會(huì )在天津舉行

  2022年8月20日，關(guān)于用無(wú)極焊網(wǎng)機和工大銀豐智能識圖軟件解決：中科協(xié)發(fā)布的2022“如何通過(guò)標準化設計，自動(dòng)化生產(chǎn)，機器人施工和裝配式建造系統性解決建筑工業(yè)化和高能耗問(wèn)題？”重大科學(xué)問(wèn)題研討會(huì )在天津銀豐舉行。

    高校、企業(yè)攜手，科技經(jīng)濟深度融合發(fā)展創(chuàng )變未來(lái)。河北工業(yè)大學(xué)智慧基礎設施研究院副院長(cháng)黃軼淼，天津市銀豐機械系統工程有限公司總經(jīng)理丁國民，副總經(jīng)理梅曉彬、劉利建，技術(shù)經(jīng)理郝瑞彬參加了會(huì )議。              

    河北工業(yè)大學(xué)智慧基礎設施研究院副院長(cháng)黃軼淼受馬國偉副校長(cháng)委托，向會(huì )議的召開(kāi)表示祝賀。他強調，智能制造是指采用自動(dòng)化加工設備和管理軟件，實(shí)現產(chǎn)品智能化的生產(chǎn)、存儲、發(fā)運。管理軟件包括：智能識圖、MES、數字孿生系統，綜合應用人工智能、圖像識別、數字孿生、自動(dòng)化控制等科技前沿技術(shù)，結合自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現智能制造。

    在PC構件成本中，改善成本主要有兩種方式：1.優(yōu)化裝配式設計，可顯著(zhù)降低PC構件的直接生產(chǎn)成本和運輸費；2. 規?；?/span>、自動(dòng)化生產(chǎn)可有效降低PC構件的間接生產(chǎn)成本、直接生產(chǎn)成本和運輸費，提高企業(yè)的盈利能力。

    目前的PC工廠(chǎng)生產(chǎn)管理軟件利用水平低，沒(méi)有采用相應的軟件減少技術(shù)人員，管理人員，用人工拆圖，畫(huà)圖，手工錄入BOM編碼，鋼筋手工翻樣等，增加管理成本等行業(yè)痛點(diǎn)。  

    丁國民首先代表承辦方對會(huì )議召開(kāi)表示熱烈祝賀。他強調，在科技創(chuàng )新蓬勃發(fā)展的浪潮下，校企合作的產(chǎn)業(yè)協(xié)作模式，在推動(dòng)高科項目落地、高校成果轉化等方面展現出獨特優(yōu)勢。

    2022年5月23日，國務(wù)院召開(kāi)常務(wù)會(huì )議指出，在堅持“房住不炒”的基礎上，支持各地從當地實(shí)際出發(fā)完善房地產(chǎn)政策，支持剛性和改善性住房需求，優(yōu)化商品房預售資金監管，促進(jìn)房地產(chǎn)市場(chǎng)平穩健康發(fā)展。受疫情影響，各行各業(yè)都不景氣，建筑業(yè)也一樣，很多人對未來(lái)信心不足。但對比其他一些國家的數據，我們來(lái)分析一下：各國人均住房面積：德國39.4平米，美國67平米，澳大利亞235平米，我國41.76平米，從人均面積上看，根據自身發(fā)展和需求，隨著(zhù)人們對生活環(huán)境要求的提高，需要依然很大。一些城市的老城區改造，公建項目，路橋管廊等項目建設，建筑業(yè)還是有很大的發(fā)展空間?！?/span>十四五”建筑業(yè)發(fā)展規劃的2035遠景目標中明確提出“以建設世界建造強國為目標，著(zhù)力構建市場(chǎng)機制有效、質(zhì)量安全可控、標準支撐有力、市場(chǎng)主體有活力的現代化建筑業(yè)發(fā)展體系。到2035年，建筑業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益大幅提升，建筑工業(yè)化全面實(shí)現，建筑品質(zhì)顯著(zhù)提升，企業(yè)創(chuàng )新能力大幅提高，高素質(zhì)人才隊伍全面建立，產(chǎn)業(yè)整體優(yōu)勢明顯增強，邁入智能建造世界強國之列，全面服務(wù)社會(huì )主義現代化強國建設”為裝配式建筑的發(fā)展指明了方向。

    據不完全統計，截至2021年8月，全國規模在3萬(wàn)立方米以上的預制工廠(chǎng)已超過(guò)1200家。目前，裝配式混凝土結構建筑造價(jià)明顯高于傳統現澆建筑，其中PC構件成本在裝配式增量成本中占比最高，是制約裝配式建筑推廣發(fā)展的主要障礙。因此，如何降低PC構件成本是裝配式建筑未來(lái)在全國能夠大面積推廣的關(guān)鍵所在。

PC構件成本主要包括生產(chǎn)成本、運輸費、營(yíng)銷(xiāo)費用、財務(wù)費用、管理費用和稅費等。與現澆構件相比，PC構件增加了工廠(chǎng)生產(chǎn)和物流環(huán)節。其中，生產(chǎn)成本占比最高，生產(chǎn)成本又可以分為直接生產(chǎn)成本和間接生產(chǎn)成本。直接生產(chǎn)成本主要包括材料費、人工費、模具費等；間接生產(chǎn)成本主要包括購置土地形成的無(wú)形資產(chǎn)攤銷(xiāo)、廠(chǎng)房及設備等固定資產(chǎn)折舊等費用的分攤。運輸費包含了構件從廠(chǎng)家生產(chǎn)到消費者所在場(chǎng)地的所有運輸費用。

     造成上述四種費用較高的主要原因有：

    （1）人工費：各生產(chǎn)環(huán)節工人的人工費，包括制作人工費、鋼筋人工費、修補人工費、輔助人工費等。產(chǎn)品標準化程度低，經(jīng)常出現異形構件，只能采用固定模臺生產(chǎn)，不能實(shí)現流水作業(yè)；PC構件的鋼筋規格和間距不統一，連接部位都有外漏鋼筋，沒(méi)有采用無(wú)極焊網(wǎng)機代替人工生產(chǎn)，只采用人工綁扎，降低了工人的有效工時(shí)，從而影響了生產(chǎn)線(xiàn)效率；生產(chǎn)管理軟件利用水平低，沒(méi)有采用相應的軟件減少技術(shù)人員，管理人員，用人工拆圖，畫(huà)圖，手工錄入BOM編碼，鋼筋手工翻樣等，增加管理成本等行業(yè)痛點(diǎn)。

    （2）材料費：目前很多企業(yè)缺乏裝配式設計經(jīng)驗，只是在傳統建筑設計圖上進(jìn)行修改，裝配式各環(huán)節認識不充分，使得在構件生產(chǎn)過(guò)程中設計圖往往需要修改，造成原材料的浪費。

    （3）模具費：模具周轉次數低，通常鋼模具模板的厚度在6~10mm，理論上可以周轉使用200次以上。但由于標準化設計程度低，未實(shí)現自動(dòng)化、規?；a(chǎn)，目前行業(yè)內模具的重復使用率較低，一般行業(yè)平均在50次左右，對應模具成本高達326元/m3。

    （4）運輸費：運輸費高的原因主要有兩方面。一是設計標準化程度低導致的單車(chē)裝載率較低；二是運輸距離過(guò)遠導致的單次運輸成本較高，一般的經(jīng)濟運輸距離為100~150km。運輸距離與運輸成本大致呈線(xiàn)性關(guān)系，運距越遠，成本越高。

    我國PC構件的鋼筋規格和間距不統一，連接部位都有外漏鋼筋，過(guò)去沒(méi)有合適的設備代替人工生產(chǎn)，天津銀豐根據市場(chǎng)需求，研發(fā)了無(wú)極焊網(wǎng)機，填補了世界空白，解決了中國裝配式鋼筋網(wǎng)片自動(dòng)化生產(chǎn)的難題。采用無(wú)極焊網(wǎng)機和工大銀豐智能識圖軟件解決pc構件工廠(chǎng)的智能制造，降低成本，把每立方構件的鋼筋加工成本由95元，降到18.2元，每立方降低76.8元，按目前全國的1200家工廠(chǎng)平均年產(chǎn)3萬(wàn)立方計算，每年可節約27.6億元，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。

    梅曉彬表示，用無(wú)極焊網(wǎng)機和工大銀豐智能識圖軟件解決：中科協(xié)發(fā)布的2022“如何通過(guò)標準化設計，自動(dòng)化生產(chǎn)，機器人施工和裝配式建造系統性解決建筑工業(yè)化和高能耗問(wèn)題？”，廣受各方關(guān)注，中國建筑學(xué)會(huì )建筑產(chǎn)業(yè)現代化發(fā)展委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)葉明，中國建筑材料流通協(xié)會(huì )重大工程委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)于海，中建科技有限公司有關(guān)領(lǐng)導，中交四公局有關(guān)領(lǐng)導等對項目情況多次提供指導意見(jiàn)，對研發(fā)方向做過(guò)指導性規劃。

    為此，我們要抓緊時(shí)間多推廣項目，讓更多的項目落地，讓更多的用戶(hù)享受到新技術(shù)、新裝備為用戶(hù)帶來(lái)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

    劉利建以蘇州綠建住工科技科技有限公司、北京建工唐山工廠(chǎng)為例，做項目實(shí)施后的對比說(shuō)明。

    一，生產(chǎn)管理軟件應用的重要性：

    一）用人工拆圖，畫(huà)圖，手工錄入BOM編碼，鋼筋手工翻樣等，年產(chǎn)6萬(wàn)立方需要的人工分析。人員構成：拆圖、畫(huà)圖等技術(shù)人員4人，MES物料編碼錄入人員3人，鋼筋手工翻樣人員2人，合計9人。

    二）利用識圖軟件，導出BOM編碼和物料信息，轉設備自動(dòng)生產(chǎn)，把傳統的人工工作時(shí)間縮短幾十倍，自動(dòng)識圖拆圖，自動(dòng)導入BOM編碼，鋼筋自動(dòng)翻樣。人員構成：識圖、轉BOM編碼2人，合計2人。

    設備自動(dòng)讀圖加工，生產(chǎn)、檢驗過(guò)程全部自動(dòng)化，生產(chǎn)過(guò)程利用人工智能

識別檢驗，精簡(jiǎn)了大量檢驗人員，生產(chǎn)、庫存數據管理清晰準確。生產(chǎn)流程和設備管理利用數字孿生系統管理，數字孿生技術(shù)是通過(guò)數字化的手段來(lái)構建一個(gè)數字世界中一模一樣的實(shí)體，藉此來(lái)實(shí)現對物理實(shí)體的了解、分析和優(yōu)化。數字孿生是實(shí)現智能制造2025、工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、基于CPS的制造等的關(guān)鍵之一?？商崆巴蒲菸磥?lái)的生產(chǎn)訂單，找到痛點(diǎn)和問(wèn)題，提前解決。數字孿生系統全過(guò)程管控設備，提示及時(shí)準確的生產(chǎn)信息、設備狀況、維護保養提醒、自動(dòng)關(guān)停機等功能。

    綜上所述，每年生產(chǎn)300天，生產(chǎn)200立方，可節省7名技術(shù)和管理人員。

    二，無(wú)極焊網(wǎng)機應用的重要性：

    目前裝配式構件鋼筋制品生產(chǎn)中，箍筋、桁架等已經(jīng)實(shí)現了自動(dòng)化生產(chǎn)，但在鋼筋網(wǎng)片生產(chǎn)方面，除了蘇州綠建等極個(gè)別企業(yè)外，還都是用人工綁扎。人工綁扎成本高、勞動(dòng)強度大、產(chǎn)品質(zhì)量不好控制，網(wǎng)片人工綁扎工藝與裝配式建筑的自動(dòng)化生產(chǎn)要求已經(jīng)不匹配，制約著(zhù)裝配式建筑的正常發(fā)展。    

    針對上述種種行業(yè)痛點(diǎn)，銀豐公司已經(jīng)研發(fā)出適合中國鋼筋質(zhì)量、標準要求的無(wú)極焊網(wǎng)機，技術(shù)更先進(jìn)，性能更優(yōu)越?？梢宰詣?dòng)更換不同直徑的鋼筋，具有自動(dòng)調直、焊接、彎曲等功能，網(wǎng)片橫筋、縱筋間距不受50mm倍數的制約，可無(wú)極調整，適合于裝配式建筑用鋼筋網(wǎng)片的全自動(dòng)生產(chǎn)。具有焊接質(zhì)量好、節能減排效果顯著(zhù)、工人勞動(dòng)強度小、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。

    一）無(wú)極焊網(wǎng)機加工與手工綁扎的成本對比：

    1，人工綁扎網(wǎng)片生產(chǎn)成本，我們要先設定一些參數?，F在，我們就按每年生產(chǎn)300天，每天生產(chǎn)200立方來(lái)計算。手工綁扎成本=鋼筋后臺下料人工費+網(wǎng)片綁扎人工費+調直、彎曲設備折舊費+電費+配件費+調直、彎曲設備維護管理費。按照這個(gè)公式推算，我們可以得到下列一組數據：

    1）鋼筋后臺下料人工費：鋼筋后臺下料采用計件的方式，計件單價(jià)為25元/立方。鋼筋后臺下料人工費=300天*200立方*25元=150萬(wàn)元。

    2）網(wǎng)片綁扎人工費：計件單價(jià)為70元/立方。鋼筋綁扎人工費=300天*200立方*70元=420萬(wàn)元。

    3）調直、彎曲設備折舊費：15萬(wàn)*（1-5%）/10年=1.4萬(wàn)元。

    4）調直、彎曲設備電費：15kwh*10h*0.725元*300天=3.2萬(wàn)元。

    5）調直、彎曲設備每年配件費用：1萬(wàn)元。

    6）調直、彎曲設備維護管理費：每月維護保養4次，每次2小時(shí)，每工時(shí)成本40元。4次*2h*40元*12月=0.38萬(wàn)元。

    總合計：575.98萬(wàn)元。

    2，無(wú)極焊網(wǎng)機生產(chǎn)成本，我們也按照每年生產(chǎn)300天，每天生產(chǎn)200立方計算，生產(chǎn)成本=網(wǎng)片生產(chǎn)線(xiàn)操作人工費+桁架、網(wǎng)片綁扎人工費+設備折舊費+電費+配件費+設備維護管理費。我們也可以得到下列一組數據：

    1）網(wǎng)片生產(chǎn)線(xiàn)操作人工費：網(wǎng)片機班產(chǎn)能約260張，需要2名操作工，平均日工資300元/人。網(wǎng)片機操作工人工費=300天*300元*2人*2班=36萬(wàn)元。

    2）桁架、網(wǎng)片綁扎人工費：經(jīng)蘇州綠建、北京建工等單位現場(chǎng)使用調研，使用焊接網(wǎng)片，疊合板鋼筋綁扎工位只需要2人，不需要綁扎網(wǎng)片、只需要把鋼筋桁架和網(wǎng)片綁扎在一起，可將鋼筋綁扎人數控制在2人。人工費=300天*300元*2人*2班=36萬(wàn)元。

    3）設備折舊費：網(wǎng)片機的設備折舊費=320萬(wàn)元*（1-5%）/10=30.5萬(wàn)。

    4）電費：與鋼筋綁扎時(shí)使用的鐵絲相抵扣。

    5)每年配件費用6萬(wàn)元。

    6)設備維修管理費：網(wǎng)片機每月保養4次，每次4個(gè)工時(shí)。4次*4h*40元*1合計：109.26萬(wàn)元。

    綜上所述，每年生產(chǎn)300天，單班生產(chǎn)200立方，人工綁扎成本為575.98萬(wàn)元，無(wú)極焊網(wǎng)機生產(chǎn)成本為109.26萬(wàn)元，使用全自動(dòng)網(wǎng)片機比手工綁扎生產(chǎn)可節約466.72萬(wàn)元。

    二）生產(chǎn)現場(chǎng)環(huán)境對比

        整潔干凈的無(wú)極焊網(wǎng)機生產(chǎn)現場(chǎng) 

             雜亂的手工綁扎生產(chǎn)現場(chǎng)

    三）質(zhì)量保障    

    全自動(dòng)鋼筋網(wǎng)片生產(chǎn)線(xiàn)加工與手工綁扎相比，質(zhì)量上更有保障是板上釘釘的事實(shí)。從專(zhuān)業(yè)實(shí)踐層面分析，鋼筋網(wǎng)片由全自動(dòng)、智能化生產(chǎn)線(xiàn)制造而成，網(wǎng)格尺寸，鋼筋規格和品質(zhì)都得到嚴格控制，避免了人工綁扎遺漏，焊點(diǎn)堅固。避免了綁扎錯誤和偷工減料的情形發(fā)生。其網(wǎng)片鋼度大、彈性好、間距均勻準確、焊接點(diǎn)強度高，大大提高了構件質(zhì)量。鋼筋網(wǎng)片的縱筋與橫筋形成網(wǎng)狀結構，因此與混凝土粘結錨固性好，承受的載荷均勻擴散分布，明顯提高預制構件結構的抗震裂性能。據實(shí)際測試，道路鋪設焊接鋼筋網(wǎng)比人工綁扎網(wǎng)，能夠減少75％以上的裂縫發(fā)生。                   

    郝瑞斌強調，目前 國外知名企業(yè)應用MES系統已經(jīng)成為普遍現象，自2006年以來(lái)，全球制造業(yè)在管理軟件方面的投資，MES系統居第二位，僅次于ERP系統，國內許多企業(yè)也逐漸開(kāi)始采用這項技術(shù)來(lái)增強自身的核心競爭力。IDC（互聯(lián)網(wǎng)數據中心）分析表明，2020年中國制造執行系統(MES)軟件總市場(chǎng)份額達到30.9億元人民幣，年復合增長(cháng)率為24.3%，較過(guò)去三年有了顯著(zhù)上升。

    MES系統在使用時(shí)，必須把大量的BOM編碼人工錄入系統，增加了人工成本和使用難度，影響了MES推廣。TYF數字孿生系統的自動(dòng)識圖導出BOM編碼到MES系統功能，解決了人工錄入的難題，降低了MES系統的使用成本，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

    引自澎湃號的數據：2021年全球數字孿生市場(chǎng)規模在74.7億美元，換算人民幣不到500億元，還是一片藍海市場(chǎng)。到了2025年，預計全球數字孿生市場(chǎng)規模將達到264.6億美元（1684億元人民幣），有很大的市場(chǎng)空間。

我們選取幾個(gè)側面來(lái)看看中國的數字孿生市場(chǎng)潛力：

    ①智慧城市2019年，

    中國新型智慧城市規模已超過(guò)9000億元人民幣，預計到2023年市場(chǎng)規模將超過(guò)1.3萬(wàn)億。

    ②智慧醫療2020年，中國智慧醫療行業(yè)已突破千億元大關(guān)，2021全年規模超過(guò)1200億元，預計在2022年將達1500億元以上。

    ③智慧出行2020年，中國智慧出行市場(chǎng)規模為3547億元，2025年預計將翻一番，達到7000億元。

    目前，美國、德國數字孿生的應用主要在國防、軍工上，中國數字孿生在智慧城市的普及率處于全球領(lǐng)先水平。由此可見(jiàn)，TYF數字孿生系統市場(chǎng)潛力巨大，對未來(lái)經(jīng)濟、科技、生活影響深遠。

    此次會(huì )議的召開(kāi)，推動(dòng)高?？萍汲晒D化，促進(jìn)科技經(jīng)濟融合發(fā)展；推動(dòng)了我國裝配式建筑從勞動(dòng)密集型生產(chǎn)方式向智能制造自動(dòng)化生產(chǎn)方式的發(fā)展，為未來(lái)的裝配式建筑智能制造起到了里程碑式的指導意義。

天津銀豐 劉先生 18822503068