上海建工：數(shù)字化建造打造“智慧建筑”

  上海中心大廈、上海迪士尼樂園、國家會展中心、港珠澳大橋澳門口岸旅檢大樓……近年來，由上海建工集團承建的一項又一項“超級工程”相繼落成，刷新多項紀錄，引來世界矚目。不為人知的是，這些工程建筑不僅外觀優(yōu)美曼妙，內在更凝聚著無比精密先進的技術力量。這一股技術力量，來自上海建工數(shù)十年的精心耕耘，并成為上海建工加快轉型的重要引擎。

  建筑行業(yè)已經邁入轉型升級關鍵期，不少龍頭企業(yè)開始廣泛普及數(shù)字化應用。作為中國建筑行業(yè)龍頭企業(yè)和科技創(chuàng)新工作先行者，上海建工從上世紀80年代起就開始涉足數(shù)字化應用，歷經數(shù)十載鑄就精品工程。

  數(shù)字技術： 從單一向體系轉變

  “數(shù)字化”聽起來雖然抽象，實際運用后可以真真切切“看得到”。在建設上海中心大廈的過程中，上海建工最快可實現(xiàn)每3天“長高”一層樓，背后支撐就是一項數(shù)字化技術。

  這項數(shù)字化技術是由上海建工自主研發(fā)的鋼平臺整體液壓爬升體系，可以確保工程又快又穩(wěn)。在數(shù)百米高空，施工人員始終能在一個大約1000平方米的鋼平臺上實施鋼筋綁扎、模板封閉等工序，穩(wěn)穩(wěn)地像從來沒離開地面一樣。從大樓躍出地面起，這個鋼平臺隨著大樓的長高而逐漸向上攀升。比起傳統(tǒng)的機械爬升技術來，液壓爬升體系在大樓轉換層無需拆卸，工序少、建設快。

  超高層建筑建設是上海建工的強項，液壓爬升體系曾在多個數(shù)百米建筑建設中加以應用，技術本身也在不斷優(yōu)化。2016年，國家“十二五”科技支撐計劃項目《千米級超高層建造整體鋼平臺模架及輸送泵裝備研發(fā)與示范》通過專家驗收，這項科研項目就是由上海建工所承擔。

  然而，數(shù)字化并不是單一技術“一枝獨秀”，而是“百花齊放”的大花園。近年來，上海建工在數(shù)字化技術領域不斷拓展，基本形成了關于數(shù)字化技術和管理的系統(tǒng)。其中包括：數(shù)字化建造技術方法、數(shù)字化加工與拼裝技術、數(shù)字化虛擬建造與控制技術、數(shù)字化設計及控制技術、大型機械設備數(shù)字化技術、智能化人員安全控制技術、數(shù)字化集成管理技術、數(shù)字化輔助施工技術、數(shù)字化協(xié)同平臺系統(tǒng)、數(shù)字化建造體系研究等，走在了行業(yè)發(fā)展的前列。尤其是BIM（建筑信息模型）技術的應用，讓建設的技術和管理有了整體提升。

  上海軌道交通網絡運營指揮調度大樓工程，被譽為上海軌交系統(tǒng)“數(shù)字大腦”，更是一塊“數(shù)字工地”。上海建工自主研發(fā)出了基于BIM技術的智慧建造平臺，建設過程實現(xiàn)全流程“數(shù)字化”。通過這個智慧建造平臺，建設者不僅可以通過三維的BIM模型了解建筑結構，還可以隨時隨地通過網頁、微信遠程察看工地情況，施工過程進度、質量、安全、技術、商務、工程資料、人員管理都可以在智慧平臺上實現(xiàn)。上海首個采用全預制高架橋技術的嘉閔高架工程，也通過BIM和二維碼技術預制工廠信息管理平臺，打造高效的數(shù)字化預制構件生產線，實現(xiàn)全流程信息化和標準化管理。

  數(shù)字應用： 助力城市更新發(fā)展

  建筑可以最直觀地體現(xiàn)城市的發(fā)展變化。近年來，上海建工依托數(shù)字化技術打造“智慧建筑”，不僅滿足個性化設計，而且綠色智能。如今，這些建筑或成為區(qū)域性地標，乃至城市名片，象征著上海的綜合實力；或改頭換面，注入新活力，助推上海轉向內涵式發(fā)展。

  坐落于上海國際旅游度假區(qū)中心的上海迪士尼樂園，充滿異國風情，夢幻景致，今年春節(jié)期間再度成為熱門景點，游客紛至沓來。要知道，這里有著世界上最高、最大的迪士尼城堡夢幻世界，流光溢彩的童話城堡看起來復雜，造起來更加復雜。

  上海迪士尼樂園有數(shù)以萬計的構件需要制造，其中很多都是獨一無二的，采用傳統(tǒng)工藝加工就會極其繁瑣，很難保證每一個制品都完美符合標準。來自上海建工的技術人員通過3D技術導入模型信息，可以直接打印出標準的藝術構件和所需模具，再利用模具進行規(guī)模生產。只要掌握軟件和機器的使用方法，一名技術人員就可以設計并制作出工藝非常復雜的作品，而在過去，這可能需要一整個車間才能實現(xiàn)，人力、財力、工期大大減少。除了3D打印和雕刻技術，三維可視化技術、4D模擬、三維掃描技術等數(shù)字化技術“各顯神通”，讓上海迪士尼樂園在建筑工業(yè)上創(chuàng)造了多方位的新高度。

  位于滬西的國家會展中心（上海）又是另一種挑戰(zhàn)：看起來簡約，造起來極端復雜。國家會展中心總建筑面積147萬平方米，地上建筑面積127萬平方米，是目前世界上面積最大的建筑單體和會展綜合體。從空中俯瞰，就像一片巨大的四葉草。不過，“四葉草”只是外觀簡約，內部鋼結構、幕墻、屋面、機電安裝、內裝飾等界面相互關系非常復雜。

  由于屋面造型并不是一個完整平面，有高有低，但是施工又必須確保一次完工成型，沒有任何返工余地，大大增加了施工難度。上海建工技術人員就通過BIM技術建模，讓屋面的建筑結構在計算機中一覽無余，各個專業(yè)工程的技術模型提前在建筑整體模型中進行“碰撞實驗”，甚至連施工過程中可能出現(xiàn)的問題也及時發(fā)現(xiàn)，可以及時作出調整。

  除了新建筑，數(shù)字化技術在老舊建筑中的用武之地也不小。上海建工相繼參與了第一八佰伴、錦滄文華大酒店、東方醫(yī)院改擴建、浦東機場、虹橋機場改造工程，在城市更新領域形成獨特優(yōu)勢，助推可閱讀的建筑與有溫度的城市營造，提高城市品質。

  去年，上海玉佛寺大雄寶殿平移頂升工程備受矚目，實現(xiàn)了老建筑和前沿科技的完美融合。玉佛寺?lián)碛薪倌隁v史，內部場地擁擠，房屋年久失修，已不能很好地滿足實際使用需求，要消除公共安全隱患，改善環(huán)境，就必須對玉佛寺進行整治、改造、修繕，大雄寶殿的移位工程就是其中之一。大雄寶殿木結構不生根的特點使得平移頂升的過程猶如推一張“桌子”，“桌子”下方還需帶著所有佛像、佛臺一起移動，過程中如何保障整體結構和佛像文物的安全，對于施工方來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。

  為了確保在移位過程中大雄寶殿和佛像安全完好，上海建工研發(fā)出“互聯(lián)網+移位遠程智能監(jiān)控評估平臺”，手機移動端的遠程實時監(jiān)測移位進度和狀態(tài)的可視化管理，對移位的加速度、速度嚴格控制。建筑物和佛像布置全部布滿觀測點，這些觀測點有的是測試力和變形的傳感器，有的是用光學觀測物體表面變化的傳感器。除此之外，平移工程還配備相應的預警措施，通過多元方式實時監(jiān)控移位的整個過程。最終，大雄寶殿成功向北位移30.66米后頂升1.05米，成為國內外建筑史中第一例實現(xiàn)整體建筑和內部佛像、文物同步平移的工程。

  智慧建筑： 助推上海建工“三全”戰(zhàn)略

  依托數(shù)字化應用和技術創(chuàng)新，上海建工將深入貫徹“三全”戰(zhàn)略，即：全國化發(fā)展、全產業(yè)鏈協(xié)同聯(lián)動、打造建筑全生命周期服務商，從傳統(tǒng)“工程承包商”轉向“建筑服務商”，成為中國建筑全生命周期服務商領跑者。

  研發(fā)為基： 為企業(yè)注入新動能

  扎根數(shù)字應用，上海建工收獲頗豐，“插上翅膀”飛得更高更遠：以北京國家大劇院、廣州電視塔為代表的一批重大工程，不斷突破傳統(tǒng)工藝方法，在探索工程建設全生命周期數(shù)字化建造方面取得新成果，大大推動了集團在全國化發(fā)展的布局。一批地標性建筑工程崛地而起，備受贊譽。

  長三角區(qū)域，上海建工在南京金鷹天地廣場項目中，自主研發(fā)鋼連廊整體提升裝備與控制系統(tǒng)，并綜合運用“互聯(lián)網+”、BIM、物聯(lián)網、云計算、視頻監(jiān)控等技術，將重達2800噸的空中連廊鋼桁架結構穩(wěn)穩(wěn)地提升130.3米，至200米高空，實現(xiàn)世界首例三塔連體非對稱高空連廊整體提升。距離上海不遠的江蘇昆山中環(huán)工程，建造過程非常復雜，涉及到3座互通式立交、14組菱形匝道、5座新建大橋、36座輔道中小橋等工程，路程總長44.4公里。技術人員研發(fā)出鋼箱梁頂推信息化施工技術，在高速公路不封閉、高壓線和周邊荷塘限制下，在頂推施工中利用計算機智能控制技術等施工工藝，實現(xiàn)了鋼箱梁的平穩(wěn)頂推。

  京津翼地區(qū)，北京國家大劇院76天完成原計劃半年的鋼結構安裝任務，創(chuàng)造了世界罕見的巨型殼體鋼結構安裝新紀錄。這一座超級橢球殼體建筑，猶如一顆飄浮的巨型“水上明珠”，建造難度非常大。技術人員通過長達兩年的技術準備，自主創(chuàng)新出一套數(shù)字化測量校正方案，確保大型構件分段對接精度控制在2毫米內，以近乎苛刻的精度完成了國家文化地標。

  中原區(qū)域，由上海建工承建的武漢恒隆廣場一期寫字樓工程在去年榮獲“江城十大建設工地”。技術人員開展“頭腦風暴”，采用多種“高大上”的數(shù)字化手段。比如，自主研發(fā)的第三代液壓爬升鋼平臺系統(tǒng)，可以讓建筑每3天增加一層樓高度，大大節(jié)約工序和時間。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)施工平臺的整體一次性提升，并采用全自動化控制，控制中心只需1名工人操作，即可頂升590噸重量，相關儀器還能顯示位移、承載力等參數(shù)，位移甚至精確到毫米級別，系統(tǒng)若發(fā)現(xiàn)問題就會立即報警。智慧化施工產生了良好的經濟效益。

  華南區(qū)域，“細腰芊芊”的廣州新電視塔以600米挺拔身姿，被譽為世界第一高電視觀光塔。塔身萬余構件無一相同，施工技術難度較以往近乎幾何級數(shù)提升。技術人員迎難而上，通過用數(shù)字化成型技術，最終讓萬余枚構件、重達5萬多噸鋼材構造出充滿藝術美感的造型，創(chuàng)下了多個國內超高層建筑新紀錄，工程獲得魯班獎。

  持續(xù)深耕數(shù)字化應用，讓上海建工有了一顆“智慧大腦”，人才濟濟。一支強大的科研團隊為轉型發(fā)展持續(xù)注入新動能。去年，上海建工R&D支出（研發(fā)支出）占到主營業(yè)務收入比重超過3%，并且逐年顯著增加。

  目前，上海建工已經形成一批多元化研發(fā)平臺作為企業(yè)的“大腦中樞”。集團作為國家級企業(yè)技術中心，下屬15家市級企業(yè)中心全部通過2017年上海市級企業(yè)技術中心評價，其中5家獲得優(yōu)秀，占全市優(yōu)秀企業(yè)數(shù)的25%。去年，新增1家高新技術企業(yè)，新增2家省部級以上研發(fā)平臺。

  以研發(fā)平臺作為支撐，一批優(yōu)秀人才脫穎而出。2017年，上海建工再有5人獲得2016年度國務院特殊津貼。自1990年以來，集團共有76名作出突出貢獻的專業(yè)技術人員和高技能人員獲此殊榮。2017年，上海建工共有2人獲得“上海市領軍人才”稱號，迄今共有18人獲此殊榮。此前，已有1人入選2017年“國家百千萬人才工程”，有1個工作室獲得2017年上海市新建技能大師工作室。

  2017年，上海建工的科研成果實現(xiàn)爆發(fā)式增長。通過初評的國家科技進步獎有2項，通過初評的上海市科學技術獎達到12項； 共申請專利992項，申請發(fā)明專利476項，獲得授權專利589項；獲得授權發(fā)明專利188項； 中國土木工程詹天佑大獎4項獲獎，省部級以上優(yōu)秀設計獎102項。此外，上海建工于去年獲批“國家裝配式建筑產業(yè)基地”，國家科技計劃項目課題立項同樣取得優(yōu)異成績。

  前期積淀豐富，未來依然可期。從技術領域來看，物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、智能制造等技術將最具有產業(yè)顛覆意義，信息技術的深度應用也將成為焦點，這意味數(shù)字化發(fā)展具有巨大的發(fā)展空間。要向中國建筑全生命周期服務商領跑者繼續(xù)邁進，上海建工未來將實現(xiàn)科技工作全面信息化，即建立科技管理協(xié)同平臺，通過科技服務平臺、技術管理平臺、科研管理平臺系統(tǒng)的逐步建立，實現(xiàn)一體化資源共享、一體化支撐服務和一體化協(xié)同管理。

  未來，建筑企業(yè)的傳統(tǒng)工作方式會實現(xiàn)顛覆性變革。上海建工是國家工業(yè)和信息化部兩化融合管理體系貫標全國首批試點單位。接下來，要積極推進信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展，深入研究行業(yè)發(fā)展趨勢，結合自身發(fā)展戰(zhàn)略需要，系統(tǒng)梳理信息化環(huán)境下的新型能力建設，進一步提升數(shù)字化技術應用水平，引領行業(yè)數(shù)字化技術發(fā)展。