《新型装配式钢结构建筑智能综合生产线技术要求》编制说明

一、标准制定的必要性国内现有装配式建筑企业仍以PC混凝土预制为主，受装配率、连接方式、绿色施工要求等因素影响，PC企业发展遭遇严重的技术瓶颈和市场瓶颈。钢结构预制件是建筑生产中非常重要的结构部件，同时国内又没有自动化的钢结构装配式生产线，大都采用人工下料、焊接、灌浆、振捣。人工成本高、施工效率低、质量不可控、养护需求空间大，一直是行业痛点。目前，国外厂商都是局部实现自动化，但是还未实现全流程自动化，国内尚未实现智能制造生产线工厂化、自动化生产新型装配式钢结构建筑。针对装配式钢结构建筑部品部件中型钢下料、异形件加工、钢框架组合焊接、AFC新材料和高性能砂浆的混配和浇筑，以及生产构件流转搬运等工艺过程，存在工人劳动强度大、生产效率低、产品加工质量不稳定、安全隐患难管控等问题，我公司将智能制造和装配式钢结构建筑深度融合，自主研发了新型“板架合一”装配式钢结构建筑生产线成套设备。该生产线能够将装配式住宅建筑的主要构件实现工厂化生产，主要解决了企业用工问题、现场施工环保问题，提高生产效率，降低生产成本，保证产品质量。生产线成套设备主要包括钢框架自动焊接成型成套设备和超高性能泡沫混凝土及砂浆保护层浇筑自动成型成套设备两部分，关键生产工序为：型材切割工序、型材自动搬运装置、自动焊接工序、焊接成型的墙板框架搬运装置、墙板框架入模装置等，配有三维六轴切割机器人、地轨七轴焊接机器人、九轴龙门焊接机器人、桁架运输机械手、线激光3D工业相机、大功率翻转变位机、边模组立机、精准入模桁架机器人、精细C型钢机等具有自主知识产权的一系列设备，可实现将外墙板、内墙板、楼（屋）面板、楼梯板等构件在工厂自动化和智能化生产。二、标准编制原则及依据1.按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T12-2009《标准化工作导则第2部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法》要求编写。2.参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可操作性。三、主要试验（或验证）的情况分析（1）应用了三维六轴切割机器人。三维六轴切割机器人切割下料装备（如图1所示）代替人工切割下料，可自主定制下料长度尺寸，采用离线编程，实现三维空间内任意角度的切割、打孔、坡口等工序，可以精确到0.5mm，解决了钢结构下料的人工丈量，多工序作业的缺点。相比于传统人工切割（如图2所示）效率提高3-4倍以上。图1三维六轴切割机器人切割下料装备图2传统人工切割下料作业（2）搬运装置采用桁架机械手。采用桁架机械手搬运装置（如图3所示）代替传统吊车/桁车搬运（如图4所示），实现钢架点对点自动精确搬运，降低工人的劳动强度，提高了精度，减少人为操作带来的组装误差。图3桁架机械手搬运装置图4传统桁车/吊车搬运（3）3D工业相机引导焊接机器人自动焊接。3D工业相机引导自动焊接装备（如图5所示）代替传统人工焊接（如图6所示），采用智能实时焊缝跟踪技术，通过传感器测量焊缝偏移，引导并控制焊枪精准定位，避免因工件位置偏差造成的焊接缺陷，提高生产效率及产品质量，跟踪精度可达0.1mm-0.3mm。图53D工业相机引导自动焊接装备图6传统人工焊接（4）钢框架自动精准入模。钢框架自动精准入模（如图7所示）代替传统桁车搬运，利用3D视觉识别定位技术，引导机械手精准入模，解决人工搬运劳动强度大、放置位置误差大问题。图7钢框架自动精准入模（5）泡沫混凝土精准配料、自动浇筑。自动控制的泡沫混凝土精准配料、自动浇筑装置（如图8所示）代替传统人工配料浇筑（如图9所示），解决泡沫混凝土配料难以掌控，发泡不均匀，破损率高、强度低、保温性能差等技术难题。图8自动控制的泡沫混凝土精准配料、自动浇筑装置图9人工现场浇筑灌装（6）大负载AGV自动搬运车。采用激光导航AGV控制系统定制化的运输车（如图10所示），功能是将墙板和楼板运输到料场，可以实现远程遥控和多车调度。解决了从车间到料场的人工搬运问题，提高了搬运效率。图10部品部件AGV搬运出厂通过对装配式钢结构建筑生产线关键工序和关键设备进行智能化设计后，解决了异形件、大工件加工难、测量难、加工精度低、效率低等问题，实现了钢结构装配式建筑构建工厂化智能生产，同时也在一定程度上缓解了企业用工难的问题，可实现生产效率提高100%，运营成本降低55%，产品研制周期缩短60%，产品不良品率降低95%，能源利用率提高40%。四、项目背景及工作情况（一）任务来源根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管理办法》的有关规定，经中国国际科技促进会标准化工作委员会及相关专家技术审核，批准《新型装配式钢结构建筑智能综合生产线》团体标准制定计划，项目计划号为：T/CIXXX-2022。本标准由新蔚来智能科技（山东）有限公司提出，中国国际科技促进会归口。根据计划要求，本标准完成时限为6个月。（二）标准起草单位本标准的主要起草单位是新蔚来智能科技（山东）有限公司，负责标准文档起草及相关文件的编制等。新蔚来智能科技（山东）有限公司、新蔚来智能科技（深圳）有限公司、青岛科技大学，山东联兴绿厦建筑科技有限公司，山东省青东智能科技有限公司为主要参与单位，负责标准中重要技术点的研究和建议，并参与标准内容的讨论。（三）标准研制过程及相关工作计划（一）前期准备工作项目立项前，标准编制小组查阅、研读相关国内外文献，广泛搜集新型装配式钢结构建筑智能生产线有关材料。同时，标准编制小组安排相关人员，多次前往传统装配式建筑现场、钢结构加工生产等流程工业进行现场调研，与现场操作人员及安全管理人员进行了深入座谈交流，广泛征求标准制订方面的意见和建议。（二）标准起草过程团体标准立项通知公示后，标准编制小组首先组织了标注制定工作会议，各编写人员根据工作计划分工和编写要求开展了相关工作。在标准起草期间，编制小组主编单位及参编单位组织了数次内部研讨会和专家咨询会，经过多次修改，于2022年7月底完成了标准初稿及编制说明的撰写工作。（三）征求意见情况2022年6月中上旬，标准编制小组先后通过电话、邮件等多种形式征集行业专家相关意见和建议。针对征集的意见，标准编制小组召开了研讨会，将收集到的意见进行汇总处理分析，在充分吸纳合理意见的基础上，先后修改和完成标准内容，与2022年7月中旬形成团体标准文件最终稿,由中国国际科技促进会报送全国标准信息平台向全社会公开征求意见。五、标准制定的基本原则标准编制过程中，遵循了以下基本原则：1)标准需要具有行业特点，指标及其对应的分析方法要积极参照采用国家标准和行业标准。2)标准能够体现出产品的具有关键共性的技术要素。3)标准能够为产品的开发、改进指出明确的方向。4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。5)要能够结合行业实际情况和产品特点。6)与相关标准法规协调一致。7）促进行业绿色健康发展与技术进步。六、标准主要内容本标准规定了新型装配式钢结构建筑智能综合生产线技术要求，正文部分共分七章，本标准规定了新型装配式钢结构建筑智能综合生产线的术语和定义、体系架构、工艺流程相关原理、技术要求、试验方法、基础环境要求、生产管理标准和工作标准等。七、与有关法律法规和强制性标准的关系本标准依据GB/T1.1－2020和GB/T12-2009制订，遵循“自主制定、及时修订、不断完善”的原则，以保证标准制定的科学性、规范性、时效性和可操作性。八、重大分歧意见的处理经过和依据本标准在编写过程中无重大意见分歧。九、采标程度，国内外同类标准水平的对比情况本标准没有采用国际标准。本标准制定过程中未查到同类国内外新型装配式钢结构建筑智能综合生产线。十、后续贯彻措施建议