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    用無極焊網機和工大銀豐智能識圖軟件解決:中科協發布的2022“如何通過自動化生產,裝配式建造系統性解決建筑工業化和高能耗問題?”重大科學問題研討會在天津舉行

    2022.08.24

    2022年8月21日,關于用無極焊網機和工大銀豐智能識圖軟件解決:中科協發布的2022“如何通過標準化設計,自動化生產,機器人施工和裝配式建造系統性解決建筑工業化和高能耗問題?”重大科學問題研討會在天津銀豐舉行。

    高校、企業攜手,科技經濟深度融合發展創變未來。河北工業大學智慧基礎設施研究院副院長黃軼淼,天津市銀豐機械系統工程有限公司總經理丁國民,副總經理梅曉彬、劉利建,技術經理郝瑞彬參加了會議。

    河北工業大學智慧基礎設施研究院副院長黃軼淼受馬國偉副校長委托,向會議的召開表示祝賀。他強調,智能制造是指采用自動化加工設備和管理軟件,實現產品智能化的生產、存儲、發運。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、自動化控制等科技前沿技術,結合自動化生產線實現智能制造。

    PC構件成本中,改善成本主要有兩種方式:1.優化裝配式設計,可顯著降低PC構件的直接生產成本和運輸費;2. 規?;?、自動化生產可有效降低PC構件的間接生產成本、直接生產成本和運輸費,提高企業的盈利能力。

    目前的PC工廠生產管理軟件利用水平低,沒有采用相應的軟件減少技術人員,管理人員,用人工拆圖,畫圖,手工錄入BOM編碼,鋼筋手工翻樣等,增加管理成本等行業痛點,這些問題需要解決。

     

    丁國民首先代表承辦方對會議召開表示熱烈祝賀。他強調,在科技創新蓬勃發展的浪潮下,校企合作的產業協作模式,在推動高科項目落地、高校成果轉化等方面展現出獨特優勢。

    2022年5月23日,*召開常務會議指出,在堅持“房住不炒”的基礎上,支持各地從當地實際出發完善房地產政策,支持剛性和改善性住房需求,優化商品房預售資金監管,促進房地產市場平穩健康發展。受疫情影響,各行各業都不景氣,建筑業也一樣,很多人對未來信心不足。但對比其他一些*的數據,我們來分析一下: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,根據自身發展和需求,隨著人們對生活環境要求的提高,需求依然很大。一些城市的老城區改造,公建項目,路橋管廊等項目建設,建筑業還是有很大的發展空間?!笆奈濉苯ㄖI發展規劃的2035遠景目標中明確提出“以建設世界建造強國為目標,著力構建市場機制有效、質量~可控、標準支撐有力、市場主體有活力的現代化建筑業發展體系。到2035年,建筑業發展質量和效益大幅提升,建筑工業化多方面 實現,建筑品質顯著提升,企業創新能力大幅提高,高素質人才隊伍多方面 建立,產業整體優勢*增強,邁入智能建造世界強國之列,多方面 服務社會主義現代化強國建設”為裝配式建筑的發展指明了方向。

    據不完全統計,截至2021年8月,全國規模在3萬立方米以上的預制工廠已超過1200家。目前,裝配式混凝土結構建筑造價*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較高,是制約裝配式建筑推廣發展的主要障礙。因此,如何降低PC構件成本是裝配式建筑未來在全國能夠大面積推廣的關鍵所在。

    PC構件成本主要包括生產成本、運輸費、營銷費用、財務費用、管理費用和稅費等。與現澆構件相比,PC構件增加了工廠生產和物流環節。其中,生產成本占比較高,生產成本又可以分為直接生產成本和間接生產成本。直接生產成本主要包括材料費、人工費、模具費等;間接生產成本主要包括購置土地形成的無形資產攤銷、廠房及設備等固定資產折舊等費用的分攤。運輸費包含了構件從廠家生產到消費者所在場地的所有運輸費用。

    造成上述四種費用較高的主要原因有:

    1)人工費:各生產環節工人的人工費,包括制作人工費、鋼筋人工費、修補人工費、輔助人工費等。產品標準化程度低,經常出現異形構件,只能采用固定模臺生產,不能實現流水作業;PC構件的鋼筋規格和間距不統一,連接部位都有外漏鋼筋,沒有采用無極焊網機代替人工生產,只采用人工綁扎,降低了工人的有效工時,從而影響了生產線效率;生產管理軟件利用水平低,沒有采用相應的軟件減少技術人員,管理人員,用人工拆圖,畫圖,手工錄入BOM編碼,鋼筋手工翻樣等,增加管理成本等行業痛點。

    2)材料費:目前很多企業缺乏裝配式設計經驗,只是在傳統建筑設計圖上進行修改,裝配式各環節認識不充分,使得在構件生產過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,未實現自動化、規?;a,目前行業內模具的重復使用率較低,一般行業平均在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裝載率較低;二是運輸距離過遠導致的單次運輸成本較高,一般的經濟運輸距離為100~150km。運輸距離與運輸成本大致呈線性關系,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,過去沒有合適的設備代替人工生產,天津銀豐根據市場需求,研發了無極焊網機,填補了世界空白,解決了中國裝配式鋼筋網片自動化生產的難題。采用無極焊網機和工大銀豐智能識圖軟件解決pc構件工廠的智能制造,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家工廠平均年產3萬立方計算,每年可節約27.6億元,經濟效益顯著。

     

    梅曉彬表示,用無極焊網機和工大銀豐智能識圖軟件解決:中科協發布的2022“如何通過標準化設計,自動化生產,機器人施工和裝配式建造系統性解決建筑工業化和高能耗問題?”,廣受各方關注,中國建筑學會建筑產業現代化發展委員會秘書長葉明,中國建筑材料流通協會重大工程委員會秘書長于海,中建科技有限公司有關領導,中交四公局有關領導等對項目情況多次提供指導意見,對研發方向做過指導性規劃。

    為此,我們要抓緊時間多推廣項目,讓更多的項目落地,讓更多的用戶享受到新技術、新裝備為用戶帶來的經濟效益和社會效益。

     

    劉利建以蘇州綠建住工科技科技有限公司、北京建工唐山工廠為例,做項目實施后的對比說明。

    一,生產管理軟件應用的重要性:

    用人工拆圖,畫圖,手工錄入BOM編碼,鋼筋手工翻樣等,年產6萬立方需要的人工分析。人員構成:拆圖、畫圖等技術人員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。

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

    設備自動讀圖加工,生產、檢驗過程全部自動化,生產過程利用人工智能識別檢驗,精簡了大量檢驗人員,生產、庫存數據管理清晰準確。生產流程和設備管理利用數字孿生系統管理,數字孿生技術是通過數字化的手段來構建一個數字世界中一模一樣的實體,藉此來實現對物理實體的了解、分析和優化。數字孿生是實現智能制造2025、工業4.0、工業互聯網、基于CPS的制造等的關鍵之一??商崆巴蒲菸磥淼纳a訂單,找到痛點和問題,提前解決。數字孿生系統全過程管控設備,提示及時準確的生產信息、設備狀況、維護保養提醒、自動關停機等功能。

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

     

    二,無極焊網機應用的重要性:

    目前裝配式構件鋼筋制品生產中,箍筋、桁架等已經實現了自動化生產,但在鋼筋網片生產方面,除了蘇州綠建等極個別企業外,還都是用人工綁扎。人工綁扎成本高、勞動強度大、產品質量不好控制,網片人工綁扎工藝與裝配式建筑的自動化生產要求已經不匹配,制約著裝配式建筑的正常發展。

    針對上述種種行業痛點,銀豐公司已經研發出適合中國鋼筋質量、標準要求的無極焊網機,技術更先進,性能更優越??梢宰詣痈鼡Q不同直徑的鋼筋,具有自動調直、焊接、彎曲等功能,網片橫筋、縱筋間距不受50mm倍數的制約,可無極調整,適合于裝配式建筑用鋼筋網片的全自動生產。具有焊接質量好、節能減排效果顯著、工人勞動強度小、生產效率高等特點。

    無極焊網機加工與手工綁扎的成本對比:

    1,人工綁扎網片生產成本,我們要先設定一些參數?,F在,我們就按每年生產300天,每天生產200立方來計算。手工綁扎成本=鋼筋后臺下料人工費+網片綁扎人工費+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,計件單價為25元/立方。鋼筋后臺下料人工費=300天*200立方*25元=150萬元。

    2)網片綁扎人工費:計件單價為70元/立方。鋼筋綁扎人工費=300天*200立方*70元=420萬元。

    3)調直、彎曲設備折舊費:15萬*(1-5%)/10年=1.4萬元。

    4)調直、彎曲設備電費:15kwh*10h*0.725元*300天=3.2萬元。

    5)調直、彎曲設備每年配件費用:1萬元。

    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,每工時成本40元。4次*2h*40元*12月=0.38萬元。

    總合計:575.98萬元。

    2,無極焊網機生產成本,我們也按照每年生產300天,每天生產200立方計算,生產成本=網片生產線操作人工費+桁架、網片綁扎人工費+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)網片生產線操作人工費:網片機班產能約260張,需要2名操作工,平均日工資300元/人。網片機操作工人工費=300天*300元*2人*2班=36萬元。

    2)桁架、網片綁扎人工費:經蘇州綠建、北京建工等單位現場使用調研,使用焊接網片,疊合板鋼筋綁扎工位只需要2人,不需要綁扎網片、只需要把鋼筋桁架和網片綁扎在一起,可將鋼筋綁扎人數控制在2人。人工費=300天*300元*2人*2班=36萬元。

    3)設備折舊費:網片機的設備折舊費=320萬元*(1-5%)/10=30.5萬元。

    4)電費:與鋼筋綁扎時使用的鐵絲相抵扣。

    5)每年配件費用6萬元。

    6)設備維修管理費:網片機每月保養4次,每次4個工時。4次*4h*40元*12月=0.76萬元。

    合計:109.26萬元。

    綜上所述,每年生產300天,單班生產200立方,人工綁扎成本為575.98萬元,無極焊網機生產成本為109.26萬元,使用全自動網片機比手工綁扎生產可節約466.72萬元。

    二)生產現場環境對比

     

    整潔干凈的無極焊網機生產現場

     

    雜亂的手工綁扎生產現場


    三)質量保障

    全自動鋼筋網片生產線加工與手工綁扎相比,質量上更有保障是板上釘釘的事實。從經驗豐富實踐層面分析,鋼筋網片由全自動、智能化生產線制造而成,網格尺寸,鋼筋規格和品質都得到嚴格控制,避免了人工綁扎遺漏,焊點堅固。避免了綁扎錯誤和偷工減料的情形發生。其網片鋼度大、彈性好、間距均勻準確、焊接點強度高,大大提高了構件質量。鋼筋網片的縱筋與橫筋形成網狀結構,因此與混凝土粘結錨固性好,承受的載荷均勻擴散分布,*提高預制構件結構的抗震裂性能。據實際測試,道路鋪設焊接鋼筋網比人工綁扎網,能夠減少75%以上的裂縫發生。

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

    MES系統在使用時,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,具有廣闊的市場前景。

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

    我們選取幾個側面來看看中國的數字孿生市場潛力:①智慧城市2019年,中國新型智慧城市規模已超過9000億元人民幣,預計到2023年市場規模將超過1.3萬億。②智慧診治2020年,中國智慧診治行業已突破千億元大關,2021全年規模超過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先進水平。由此可見,TYF數字孿生系統市場潛力巨大,對未來經濟、科技、生活影響深遠。

    此次會議的召開,推動了高??萍汲晒D化,促進了科技經濟融合發展;推動了我國裝配式建筑從勞動密集型生產方式向智能制造自動化生產方式的發展,為未來的裝配式建筑智能制造起到了里程碑式的指導意義。 

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