中交二航局常泰大橋項(xiàng)目R20000-720超大型上回轉(zhuǎn)移動(dòng)平衡重智能塔機(jī)（馬弟/攝）

9月26日，國(guó)內(nèi)首條空軌線路——武漢光谷觀光線正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)?？哲壘€路串起水道和綠道，形成一個(gè)不斷變化的“空中觀景平臺(tái)”，透過(guò)車(chē)廂兩側(cè)的大開(kāi)度玻璃窗、地板部分區(qū)域的透明觀景窗，讓乘客體驗(yàn)到“人在空中游，景在窗外動(dòng)”的科幻感。

為實(shí)現(xiàn)6座車(chē)站“一站一景”的效果，光谷空軌運(yùn)用了多項(xiàng)智能建造技術(shù)。“每一塊曲面玻璃和弧形鋁板均實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量和定位，采用全方位紅外立體三維掃描儀成像建模，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工。”武漢光谷交通建設(shè)有限公司空軌項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人張雨告訴《瞭望東方周刊》。

光谷空軌是武漢智能建造在工程建設(shè)領(lǐng)域交出的最新作品。

2022年10月，武漢入選全國(guó)智能建造試點(diǎn)城市。2023年4月，武漢市印發(fā)《武漢市智能建造試點(diǎn)城市建設(shè)實(shí)施方案》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》），提出打造全國(guó)智能建造標(biāo)桿城市，到2025年，形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)研發(fā)成果，培育一批智能建造專(zhuān)業(yè)人才，打造一批建筑互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，形成可復(fù)制可推廣的武漢經(jīng)驗(yàn)。

武漢制造

武漢的建筑業(yè)居全國(guó)同等城市龍頭地位，行業(yè)吸納從業(yè)人員近百萬(wàn)。2022年，全市擁有資質(zhì)以上建筑業(yè)企業(yè)1698家。2023年上半年建筑業(yè)總產(chǎn)值6366億元，同比增長(zhǎng)6.7%。“在推進(jìn)智能建造方面，武漢有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。”武漢市城鄉(xiāng)建設(shè)局副局長(zhǎng)陳聰說(shuō)。

2023年國(guó)慶假期，由中建三局首創(chuàng)的空中造樓機(jī)現(xiàn)身長(zhǎng)江武漢段岸邊，如一個(gè)巨大的鋼罩，附著在建設(shè)中的武漢長(zhǎng)江中心大樓頂部，吸引了往來(lái)行人的目光。

走進(jìn)造樓機(jī)，猶如進(jìn)入一座空中智能建造工廠——其內(nèi)部由上而下覆蓋三層半的建筑結(jié)構(gòu)層，形成工廠化流水線，以先進(jìn)的遙控技術(shù)，通過(guò)預(yù)設(shè)程序和指令，實(shí)現(xiàn)高精度施工。百米高空，建筑工人不再受腳手架上的日曬雨淋之苦，而是在內(nèi)部各作業(yè)層接力完成各項(xiàng)工序。隨著工序逐步完成，空中造樓機(jī)逐層頂升，直至大樓建成。

空中造樓機(jī)全稱(chēng)“超高層建筑智能建造一體化裝備平臺(tái)”，中建三局科技部總經(jīng)理盧松告訴《瞭望東方周刊》：“空中造樓機(jī)采用輕量化定模集成平臺(tái)技術(shù)，將模板、鋼筋、混凝土等多種施工材料進(jìn)行集成設(shè)計(jì)。智能建造技術(shù)不但顯著提升建筑效率，還降低了人為因素對(duì)施工精度的影響，大大提高了建筑質(zhì)量和穩(wěn)定性。”

《方案》提出，研發(fā)智能化工程機(jī)械與建造機(jī)器人及其關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑、構(gòu)部件安裝等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)的少人化、無(wú)人化。“在這些方面，以中建三局、中交二航局為首的在漢央企研發(fā)的空中造樓機(jī)、住宅造樓機(jī)、智能架橋機(jī)、5G遠(yuǎn)程操控塔機(jī)、高精度測(cè)量機(jī)器人等一大批硬核裝備和成果領(lǐng)跑行業(yè)。”武漢建筑業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)劉慶說(shuō)。

“為了科學(xué)、精準(zhǔn)、高效進(jìn)行橋梁各類(lèi)復(fù)雜、隱蔽、高空部位的檢測(cè)，中鐵大橋局創(chuàng)新研發(fā)及應(yīng)用了巡檢無(wú)人機(jī)、纜索機(jī)器人、水下機(jī)器人等各種智能設(shè)備。”中鐵大橋局橋科院總經(jīng)理王波告訴《瞭望東方周刊》，自2012年國(guó)內(nèi)首臺(tái)“探索者”斜拉索檢測(cè)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，在武漢長(zhǎng)江二橋、天興洲長(zhǎng)江大橋、舟山跨海大橋等100余座跨江跨海大橋工程實(shí)踐中不斷開(kāi)展升級(jí)研發(fā)，現(xiàn)已升級(jí)至第6代。最新一代機(jī)器人比上一代質(zhì)量減輕了50%多，速度提升了40%。機(jī)器人“身體”是高強(qiáng)碳纖維構(gòu)件，內(nèi)部安裝的電磁探傷無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)拉索內(nèi)部鋼絲銹蝕的感知靈敏度提升了10倍。“眼睛”采用最先進(jìn)的CCD成像技術(shù)和工業(yè)攝像鏡頭，在高速爬行中也能看得清毫米級(jí)裂紋。

智慧工地全覆蓋

《方案》鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)應(yīng)用智慧工地管理平臺(tái)、項(xiàng)目管理平臺(tái)，推進(jìn)建筑信息模型(BIM)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)通信、人工智能等技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。到2025年，武漢將實(shí)現(xiàn)全市智慧工地100%覆蓋。

近幾年，在漢建筑龍頭企業(yè)大力推廣智慧工地管理平臺(tái)應(yīng)用，已經(jīng)形成了一批先進(jìn)應(yīng)用案例。

2022年5月7日，在武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋上，“探索者”機(jī)器人在斜拉索上快速“爬行”，僅僅10分鐘，長(zhǎng)達(dá)300米的一根斜拉索就完成了檢測(cè)。與此同時(shí)，在岸邊的人行道上，技術(shù)人員通過(guò)相關(guān)智能平臺(tái)終端，保持對(duì)拉索的外觀狀態(tài)和內(nèi)部鋼絲健康情況的監(jiān)測(cè)。

2022年5月7日，中鐵大橋局橋科院第六代拉索檢測(cè)機(jī)器人對(duì)武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋進(jìn)行檢測(cè)（中鐵大橋局供圖）

在橋梁康養(yǎng)階段，過(guò)去日常巡檢、定期檢測(cè)一般依賴(lài)于技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)爬上橋墩、纜索去采集、記錄數(shù)據(jù)，效率低且安全風(fēng)險(xiǎn)高。武漢“建橋國(guó)家隊(duì)”——中鐵大橋局研發(fā)了橋梁智慧管養(yǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，管理人員通過(guò)手機(jī)App就能隨時(shí)掌握施工全過(guò)程的數(shù)據(jù)。

“智能建造實(shí)現(xiàn)了工程要素資源數(shù)字化，其本質(zhì)特征是用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工程，促進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)。”中國(guó)工程院院士、土木與建筑工程管理專(zhuān)家、華中科技大學(xué)教授丁烈云說(shuō)。通過(guò)各類(lèi)智能建造數(shù)字化平臺(tái)的建立和運(yùn)營(yíng)，建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈正在武漢獲得重塑。

在張靖皋長(zhǎng)江大橋應(yīng)用的混凝土數(shù)字化云工廠系統(tǒng)，就在發(fā)揮這樣的重塑產(chǎn)業(yè)鏈作用。據(jù)中交二航局技術(shù)專(zhuān)家劉可心向《瞭望東方周刊》介紹，在土木工程總價(jià)中，材料費(fèi)占了工程造價(jià)的60%左右，而混凝土作為土木工程主體結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)的材料，消耗量巨大，其質(zhì)量對(duì)工程質(zhì)量的影響巨大。在常泰長(zhǎng)江大橋建設(shè)過(guò)程中，中航二交局應(yīng)用了自主研發(fā)的混凝土數(shù)字化云工廠系統(tǒng)，將混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸、檢測(cè)和原材料供應(yīng)工序進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，對(duì)不同的項(xiàng)目工程，分別建立虛擬車(chē)間，每個(gè)車(chē)間數(shù)據(jù)匯集到云工廠，實(shí)現(xiàn)實(shí)體車(chē)間與虛擬車(chē)間的對(duì)應(yīng)，把設(shè)備管理、物資管理、技術(shù)管理等都放在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行互聯(lián)互通、資源共享、產(chǎn)業(yè)鏈共生。

“云工廠本身就可以形成一條完整的供應(yīng)鏈，挑選最經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)最優(yōu)良的混凝土產(chǎn)品進(jìn)行組合，并在此基礎(chǔ)上不斷迭代，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)成本的降低。”劉可心說(shuō)。

由丁烈云院士領(lǐng)銜，在鄂院士團(tuán)隊(duì)力量提供戰(zhàn)略支撐，今年2月，由華中科技大學(xué)牽頭建設(shè)的國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心、國(guó)家智能設(shè)計(jì)與數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新中心兩個(gè)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心在漢揭牌。至今，武漢已經(jīng)打造了數(shù)字化設(shè)計(jì)與城市信息模型(CIM)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)研發(fā)平臺(tái)。

人才為先

2023年初，東湖實(shí)驗(yàn)室一期拓展區(qū)人才公寓交付，項(xiàng)目上設(shè)置了全國(guó)建筑業(yè)首創(chuàng)的全新崗位——數(shù)字工程師。來(lái)自中信工程所屬中信數(shù)智公司的高級(jí)工程師黃開(kāi)泰作為數(shù)字工程師，負(fù)責(zé)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字化工作。

黃開(kāi)泰介紹，數(shù)字工程師與建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方協(xié)同工作。“基于中信智能建造平臺(tái)，我們要把施工任務(wù)分解到每一天，當(dāng)天施工結(jié)束后，任務(wù)完成率和現(xiàn)場(chǎng)影像與建筑信息模型(BIM)同步實(shí)時(shí)呈現(xiàn)；同時(shí)我們也要常跑工地現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)地了解施工的具體進(jìn)展進(jìn)行驗(yàn)證，保障平臺(tái)信息精準(zhǔn)。”

此后，武漢在建項(xiàng)目——湖北東湖實(shí)驗(yàn)室、江夏清水入江等項(xiàng)目中均設(shè)置了數(shù)字工程師崗位。其中，清水入江項(xiàng)目在中信數(shù)智的協(xié)助下組建了數(shù)字工程師團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過(guò)程的智慧運(yùn)維。

智能建造直擊傳統(tǒng)建筑業(yè)建安成本高、安全風(fēng)險(xiǎn)大、生產(chǎn)效率低等痛點(diǎn)，而要適應(yīng)智慧工地，提高工程人員的技術(shù)技能水平是關(guān)鍵。

武漢通過(guò)深化產(chǎn)教融合、校企合作，支持院校開(kāi)設(shè)智能建造相關(guān)課程，鼓勵(lì)企業(yè)與院校共建實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地等多種培養(yǎng)模式，大力培養(yǎng)智能建造專(zhuān)業(yè)人才。本次《方案》也提出，支持高校與企業(yè)共建專(zhuān)業(yè)學(xué)院、實(shí)踐基地、實(shí)訓(xùn)基地等，到2025年，累計(jì)培訓(xùn)2萬(wàn)名中級(jí)工以上的智能建造產(chǎn)業(yè)工人。

2023年3月，武漢理工大學(xué)打破專(zhuān)業(yè)邊界和企業(yè)邊界，開(kāi)設(shè)智能建造微專(zhuān)業(yè)，并聯(lián)合華中科技大學(xué)、中信數(shù)智為學(xué)生提供工程實(shí)踐平臺(tái)與科研教學(xué)平臺(tái)。此外，由中信數(shù)智數(shù)字教育聯(lián)合體聯(lián)合長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院、武漢勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)等多家單位共同建設(shè)的智能建造“專(zhuān)精特新產(chǎn)業(yè)學(xué)院”已獲工信部立項(xiàng)。

武漢市智能建造試點(diǎn)城市建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)小組相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，下一步將進(jìn)一步深化高校、企業(yè)、協(xié)會(huì)、科研平臺(tái)之間的合作，建立智能建造人才培養(yǎng)和發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制，培養(yǎng)一批領(lǐng)軍人才、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、經(jīng)營(yíng)管理人員和產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍，為智能建造發(fā)展提供人才后備保障，探索出一條智能建造人才培養(yǎng)的“武漢路徑”。