数字化钢结构——“汉堡巴肯港”桥梁项目牛刀小试

马格德堡的桥梁建设者整装待发,迈向工业4.0时代

每座钢桥都不尽相同。对马格德堡钢结构有限公司而言,这意味着:每份合同都是单件生产,生产过程也很复杂。因此,这家萨克森–安哈特州企业踏上了工业4.0征程。该企业与弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所(IFF)及 Cosmo Consult TIC有限公司携手合作,为萨克森–安哈特州“数字化钢结构生产”开辟新的道路。

步行桥梁和自行车桥梁、公路和铁路桥、工厂、设备脚手架和仓库——总部位于萨克森–安哈特州首府马格德堡的马格德堡钢结构有限公司名副其实,拥有超过60年的金属材料加工经验。他们的钢结构设计充满美感。这些钢结构犹如天然饰品,与大自然融为一体。德国全国范围内的参考案例图片集锦令人印象深刻。

高瞻远瞩的桥梁施工

桥梁建造企业高瞻远瞩,尤其是马格德堡的桥梁建造企业。总经理Ralf Luther和Dirk Linke正密切关注着工作领域所发生的变化。他们在15年前就已经在公司内部实施数字化生产。“如果能通过数字化优化生产过程中的物流, 如果能够减少故障和错误并降低其影响,我们每年可多建八座桥梁,“Dirk Linke说道。他谈到了和马格德堡弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所(IFF)的紧密合作。这家萨克森–安哈特州的钢结构企业两年前加入了欧盟和萨克森–安哈特州资助的“工业4.0——数字化工地”倡议活动。“这一研发项目的目标是建立从数字化工程到数字化施工的整个过程链”,Andrea Urbansky说道。 她是弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所的科研工作者,负责“工业4.0——数字化钢结构生产”联合项目。除了弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所和马格德堡钢结构有限公司,软件开发商Cosmo Consult TIC有限公司是联合项目的第三个合作伙伴。

“工业4.0——数字化钢结构生产”联合项目的目标是实现项目、生产和安装过程及生产和施工现场物流的数字化。“此外,数字化还包括生产基地的数字化平面图,虚拟3D工厂布局图和数字化库存规划”,Andrea Urbansky说道。马格德堡钢结构有限公司在这方面堪称典范。“每个工程项目都不尽相同。因此,不同于批量生产,每个订单都要重新规划。每个工作步骤都要重新设置设备参数。”

凭借建筑信息模型(BIM)赢得市场优势

马格德堡钢结构有限公司凭借专业和技术优势以及数十年的经验进行规划和施工。即便在数字化的将来,这一切也不会发生改变。然而,生产过程将发生翻天覆地的变化,Dirk Linke洞悉未来,并用三个字母总结了未来愿景:BIM“Building Information Modeling,翻译过来就是建筑信息模型”。数字化提取和处理相关数据, 最终获得规划施工项目的虚拟计算机模型。再过几年,人们在建筑行业只能采用这类虚拟模型参与公共项目招标,Dirk Linke说道。“我们没有大笔的培训预算,因此我们踏上了工业4.0的征程”,Ralf Luther笑着说道。两位总经理期望通过数字基础设施方面的高投入赢得市场优势。

约70,000平米宽敞的工厂已经实现数字化全覆盖,并可通过计算机屏幕进行监测。每个模具、每台机器、每个零件都存储并记录在数据库中。“下一步,我们将采用数字化库存和数字化组件,模拟生产过程中的所有动作和过程”,项目经理Andrea Urbansky说。“如果将数字模型扩展为数字化的组件跟踪,您便可以看到哪台设备正在加工哪个零件。这可以帮助我们快速比较目标值和实际值。”对工人而言,采用创新的方法生成和呈现信息也大有裨益。施工现场工序等内部流程会变得更加透明。

Rumdum模拟使生产流程更为高效

马格德堡钢结构有限公司通常实行两班轮岗。根据订单需要,可增设夜班。在数字化工地上,就生产进度和机器状况的沟通更为迅速,Dirk Linke说。“而且配备应答器的零部件之间可进行通信。如果在通信过程中使用手机和平板电脑等电子传感设备,库管、装配工、焊工、保养员、质检员、施工监理和现场所有工程人员均可节省大量时间,“项目经理补充道。

顺便说一下节约的问题:企业需要高素质人才,总经理Ralf Luther和Dirk Linke说。因此,数字化工地需要更多的IT专业人士——最近完工的桥梁施工试点项目也证明了这一点。

“汉堡巴肯港”桥梁项目牛刀小试

“汉堡巴肯港”桥梁是三方合作伙伴开展的首个联合项目,采用了无线电跟踪技术,追踪桥梁部件从生产车间到施工现场的生产和安装。监控系统处理信息,以便建筑承包商和客户实时了解项目状态。弗劳恩霍夫工厂运行和自动化研究所发开的现场信息系统实现了信息可视化。“该系统也能模拟物流过程”,Andrea Urbansky放眼未来的数字化工地。“对建筑行业而言,实时讯息非常重要”,Dirk Linke强调。这位企业家进行了计算:数字化生产可为其企业降低30%的成本。

作者/图片:Kathrain Graubaum

www.iff.fraunhofer.de

www.stahlbau-magdeburg.de