一

企業推進數字化轉型的需求分析

黨的十九屆五中全會提出“發展數字經濟，推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合，打造具有國際競爭力的數字產業集群”。推動數字經濟和實體經濟深度融合，需要加強數字基礎設施建設，促進互聯互通，通過智能化、協同化的新生產方式對實體經濟進行改造升級，全面提高實體經濟的質量、效益和競爭力，打造數字經濟形態下的實體經濟，進而推動經濟體系優化升級。

現階段，國內建筑行業的數字化進程相對滯后，迫切需要利用大數據、云計算、物聯網、人工智能、工業互聯網等新一代信息技術助推管理方式由粗放型向集約型、精細化轉變；迫切需要以數字化、智能化升級為動力，加大智能建造在工程建設各環節應用，實現建筑業轉型升級和持續健康發展。

在當前建筑業面臨綠色施工、環保風暴等政策壓力，利潤空間壓縮的背景下，中鐵大橋局建橋主業面臨國有企業和民營企業的全面競爭，市場空間進一步壓縮。中鐵大橋局亟待圍繞橋梁智能設計、智能施工及裝備、裝配式結構及高性能材料、智能管養等方面，全面開展橋梁智能建造技術研發與實踐。通過基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力等新型能力體系的打造，顯著提升橋梁建造的工業化、信息化和智能化水平，推動以“智能建造”為目標的企業數字化轉型，以“智慧服務”為目標的橋梁服務市場新業態的打造，推動中鐵大橋局不斷向網絡化、數字化、智能化方向前進，推動橋梁產業轉型升級，以爭取在新一輪建筑業競爭中能占領新的制高點，塑造建筑業新業態。

二

企業新型能力識別和打造的方法和路徑

（一）新型能力識別的方法和路徑

中鐵大橋局圍繞“打造世界一流建橋國家隊”愿景和“智能建造”數字化轉型目標，以在橋梁工程智能建造、橋梁管養智慧服務、數據集成驅動的高效決策、施工技術智能化研發、橋梁產業生態服務、集團化協同管控等方面獲取可持續競爭優勢為具體方向，通過SWOT分析并結合內部需求分析，識別了中鐵大橋局新型能力體系，主要包括：基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力、橋梁施工技術數字化研發能力、以數據為驅動的高效決策能力、橋梁管養綜合服務能力、集團化協同管控能力、建橋產業鏈協同管理能力。

重點新型能力--基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力，旨在通過以BIM平臺為基礎，運用虛擬仿真技術開展工程設計，融合智能化建造技術交付，開展橋梁建造過程的智慧管理，包括項目信息、報表與文檔、工作流程、工作協同、人機料等資源、計劃與進度、安全質量、成本與計量、監測監控、大數據分析、可視化和報表、職能垂直管理等。同時以數據集成、業務協同為主線，積極引進改造智能化建筑裝備、智能化船舶等。開展智慧梁場和智慧工地示范、協同、融合、創新發展，實現信息展示可視化、業務管理數字化、建造過程智能化，以實現中鐵大橋局“智能建造”數字化轉型。

中鐵大橋局確立了基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力的量化指標，主要有：箱梁預制周期縮短率、關鍵施工過程自動化率、材料損耗降低率、生產數據實時采集率、設備利用率、預制箱梁產品合格率等；基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力的目標為實現橋梁預制構件生產工廠化、現場施工裝配化、關鍵施工過程自動化、可視化，提升項目管理能力和橋梁建造信息化水平。

（二）新型能力打造過程的方法和路徑

1. 實施方案策劃

與其他土木工程相比，橋梁建造工程具有空間結構復雜、管理時空跨度大、高空和水上作業多、易受自然環境條件影響等特點，在橋梁建設過程中面臨著施工作業面多，工序復雜，施工組織難度大等問題。中鐵大橋局亟需通過橋梁構件預制的工廠化、現場施工的裝配化、專用機械設備的智能化及工藝設計的流程化，施工組織的標準化來提升橋梁建造信息化水平。為打造基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力，中鐵大橋局結合橋梁施工特點，選取深中通道項目部作為試點，對新型能力的建設過程進行了策劃，涵蓋了業務流程與組織結構優化、技術實現和數據開發利用等方面。

深中通道項目是世界級超大的“橋、島、隧、地下互通”集群工程，中鐵大橋局負責全線60m混凝土梁及40m小箱梁預制架設，全線110m、60m鋼箱梁板運輸安裝、40m鋼箱梁架設。受建設場地限制及項目標準化建設要求，需運用BIM技術，構建智慧梁場協同管理平臺，提升梁場生產管理水平及智能化水平。

基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力打造主要內容有：通過實施智慧梁場協同管理平臺，新增智慧梁場綜合管理、生產管理、設備管理、鋼筋自動化加工管理、混凝土生產管理及監控監測管理等功能模塊，通過運用BIM技術、智能傳感設備等手段，實現對施工過程的可視化管理；通過運用三維建模及自動化鋼筋加工設備，實現鋼筋自動加工，并實時統計材料消耗量及材料利用率；通過視頻監控、無線傳輸以及物聯網等技術，實現預應力張拉、壓漿、養護及混凝土生產數據自動采集、無線傳輸、自動分析；通過視頻監控、結構應力應變監測等手段，實現對設備運行狀態及安全狀況等實時監控、預警；通過建設企業級BIM系統，圍繞施工過程管理，新建施工進度、施工計劃、機械設備、人員管理、成本管理、質量安全管理等功能模塊，實時監測施工現場的施工狀況，自動采集施工過程的關鍵數據，并通過大數據的建模、分析及預警，實現橋梁施工“過程可模擬、質量可追溯、成本可預測、進度可管控”的目標，實現施工過程的標準化、精細化及可視化智能管理，改善施工質量，提高施工效率，降低質量安全風險，基本實現橋梁工程建造數字化管控能力。

2. 業務流程優化

傳統業務流程按矩陣模式執行，會出現信息流轉及傳達的時效性不強，可能出現信息偏差及指令沖突，出現冗余流程，過程趨于復雜，降低各節點工作效率。通過采用協同式管理，及時采集共享信息，實現業務流程簡化。在打造基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力過程中，主要對建筑模型應用及深化設計流程、鋼筋自動化加工流程、智能張拉生產流程、噴淋養護流程等業務流程進行了優化。

建筑模型應用及深化設計流程優化主要是通過利用BIM模型進行碰撞檢測，檢查設計圖紙和BIM模型的“錯，漏、碰、缺”，提前發現圖紙和模型問題，進一步優化施工圖設計，減少施工階段可能存在的錯誤損失和避免返工，提升深化后建筑信息模型的準確性、可校核性，加快施工進度、降低建造成本。

鋼筋自動化加工流程優化主要是通過采用自動加工鋼筋設備，安裝自動生產管理系統，對鋼筋生產的材料庫存、生產流程進行自動管理，同時將鋼筋加工BIM模型的鋼筋數據傳輸至鋼筋加工數控系統，實現鋼筋按模型自動加工。

智能張拉生產流程主要通過采用智能張拉設備，使用無線傳輸技術以及物聯網技術自動采集智能張拉系統數據，將施工數據通過無線網絡實時傳輸至智慧梁場管理平臺，項目管理人員可以通過網頁或者手機端實時、遠程了解項目施工信息，實現張拉施工信息自動記錄，施工過程實時監督，確保項目安全和質量。

噴淋養護流程主要通過系統控制實現混凝土養護遠程化、自動化控制，記錄、查詢混凝土的養護狀態、溫濕度趨勢、歷史噴淋數據等，實現噴淋養護自動化、智能化現場管理。

3. 組織結構變革

企業內部總體組織架構未發生變化，但進一步明確了相關部門的兩化融合職責，針對新型能力的打造，成立新型能力小組負責實施。

深中通道項目部按項目法施工原理組建，按建設工程常規做法設立管理組織機構，設工程部、工經部、安環部、質檢部、物機部、財務部及辦公室、試驗室，下轄兩個分部，分別負責陸域引橋施工和梁體架設及預制梁場建設和梁體生產。深中通道項目工程部設有專職信息管理員，工作職責覆蓋項目內的全部信息化作業；新增信息化控制中心，由專職信息管理員協同2名兼職管理員落實日常的系統運行、維護等工作。

在組織結構變革方面，由于業務流程改進和優化，使得作業區施工設備自動化程度提高60%，場區作業人員減少40%，主要體現在每條鋼筋加工生產線由原來的10人減少為5人（鋼筋自動化加工）、模板安裝拆卸由原來的20人減少為10人（自行式液壓模板）、振搗由原來的16人減少為10人（智能布料機）、張拉、壓漿、封錨由原來的6人減少為4人。

4. 技術實現

通過實施智慧梁場協同管理平臺，新增智慧梁場綜合管理、生產管理、設備管理、鋼筋自動化加工管理、混凝土生產管理及監控監測管理等功能模塊，以預制混凝土箱梁為切入點，建設混凝土預制梁智能化預制生產線，包括基于BIM技術的數控加工、視頻監控系統、智能噴淋系統，智能張拉壓漿系統等智能工裝設備，對箱梁預制施工進行優化，實現箱梁鋼筋加工安裝、混凝土生產運輸、澆筑、養護、智能張拉壓漿、存梁、移梁全過程的數字化管控。

智慧梁場生產管理主要通過二維碼掃描對箱梁的生產工序和臺座使用情況進行填報，系統在模型中分析對應時段內整個梁場的生產情況及產值分析；同時與建設單位共享數據，導入其他標段施工進度安排進行智能排產，將制架梁施工計劃與整體工程進度相協調。

設備管理主要是在各種設備加裝定位設備，識別其位置信息及運行狀態。重點監測架橋機、縱橫移臺車、“天一號”運架一體船等大型設備的地圖位置和狀態（空閑、運梁、架梁、空回），通過自動化數據采集反饋管理平臺，實現其智能化管理。

鋼筋自動加工管理主要通過運用BIM技術，實現三維建模，生成XML數據，并通過模型數據傳輸，識別加工設備，自動下料批量生產，材料消耗量、利用率等指標同步生成并反饋于管理平臺。

混凝土生產管理主要是集成智能張拉、壓漿、養護以及混凝土輸送中心ERP系統的綜合體，同時輔以管理平臺可通過視頻監控、無線傳輸以及物聯網等技術實現預應力張拉、壓漿、養護及混凝土生產數據自動采集、無線傳輸、自動分析，實現施工過程可視化、信息化、遠程化控制的管理。

監控監測管理主要利用場區內布設的視頻攝像頭及智能傳感設備，通過數據接口開發，管理平臺集成實現視頻監控、結構應力應變監測等功能，對構件應力應變、設備運行狀態及安全狀況等實時監控、預警、反饋。

5. 數據開發利用

在數據開發利用方面，中鐵大橋局通過新型能力打造，實現了對生產數據的管理。

（1）產值完成情況統計報表：對項目當月產值完成情況、累計產值及年度產值完成情況進行統計分析；

（2）梁體生產進度報表：對梁體生產各專業工程的設計產量、開工累計產量及周完成量進行實時統計，實時查詢制梁及架梁進度；

（3）安全質量問題月度統計報表：對每月質量問題、安全問題以及問題的實時狀態進行統計分析；

（4）水泥實驗室檢測數據報表：對水泥的試驗日期、安定性、規范性、水泥品種、數量、出廠日期、擬使用部位、初凝時間、終凝時間等關鍵信息進行管理；

（5）鋼筋加工報表：可實時對鋼筋加工的單號、生產設備、客戶、鋼材編號、工序等加工信息進行查詢；

（6）混凝土生產統計報表：實現了對各混凝土生產線的生產進度、計劃澆筑時間、混凝土標記、施工部位、累計生產、累計發貨等信息實時查詢；

（7）混凝土車輛調度報表：實時對混凝土運輸車輛派車編號、派車時間、產線狀態、司機信息、運送位置等信息進行跟蹤查詢。

同時，中鐵大橋局正在研發基于智慧梁場協同管理平臺的箱梁預制、架設及下部結構的進度管控系統，通過與建設單位的數據共享，導入其他標段下部結構施工計劃，同步與制架梁進度進行關聯，實現各作業面協同管控，統籌計劃、智能排產的目標。

三

實施效果與主要作用

中鐵大橋局兩化融合管理體系貫標的階段成效，主要體現在以下幾個方面：

（一）實施成效

1. 環境污染減少。混凝土輸送中心采用大型循環環保設備，砂、石、水回收再利用，利用率提高10%，實現污水零排放；運用低壓打料系統，噪聲由原來的100分貝減少到70分貝，減少噪聲污染。

2. 產品質量得到保證。鋼筋制造精度達±5mm，鋼筋綁扎采用胎架定位，間距精度達±2mm，預制箱梁合格率100%，材料損耗率降低1.8%。

3. 生產成本得到降低。由于智能化水平的提高，作業區智能化設備施工程度提高60%，采用流水線作業模式，場區作業人員人工減少40%以上。

4. 精益水平得到提升。運用智能排產系統，箱梁預制由進度調動生產，依據架梁主線順序對臺座、模板等資源實時調整安排，縮短周轉時間25%；梁體架設根據日排產隨制隨架，節省有限的存梁空間，從而達到提高制梁效能的目的。

（二）主要作用

1. 為企業戰略轉型提供了管理方法和手段

持續實施戰略循環，引導中鐵大橋局將兩化融合充分融入企業總體發展戰略之中，通過“發展戰略—可持續競爭優勢需求—新型能力”的戰略循環過程及跟蹤評測，尋求中鐵大橋局戰略、可持續競爭優勢需求、新型能力建設的互動改進，進而實現企業可持續發展。

2. 為企業搭建了兩化融合實施框架

以管理體系的思路和方式系統推進兩化融合，引導中鐵大橋局實現了從關注局部向統籌全局、從單純強調技術向規范全要素的協同與創新、從重點關注技術應用轉向能力提升、從傳統粗放運營模式向數據驅動精細運營模式的“四個”轉變。

3. 有效提高了全員兩化融合意識

通過對兩化融合管理體系的不斷學習和深入推動，中鐵大橋局全員（尤其是管理層）認識到貫標是企業提升核心競爭力的有效途徑，兩化融合不僅涉及技術的融合，更是一個業務流程優化、組織結構優化和管理變革的過程。

4. 有效保障了戰略目標落地

建立從戰略到兩化融合落地的實施過程和管控的監測與績效評價指標體系，能夠適時監控中鐵大橋局兩化融合建設的進展及績效，確保兩化融合管理體系有效運轉，并提供持續改進的框架，幫助企業通過不斷打造新型能力持續獲取與戰略相匹配的可持續競爭優勢。

5. 有效提升了企業影響力

2021年1月，中鐵大橋局榮獲工信部2020年制造業與互聯網融合發展試點示范企業。基于BIM技術的橋梁工程建造數字化管控能力所涉及的中鐵大橋局深中通道項目部“智慧梁場”，多次接受交通運輸部、湖北省、廣東省、江蘇省、遼寧省等社會各界領導及同仁的檢查調研及學習考察。