T_CI 033-2023 新型装配式钢结构建筑智能综合生产线技术要求.docx

T/CI 033-2023新型装配式钢结构建筑智能综合生产线技术要求1 范围本文件规定了新型装配式钢结构建筑智能生产线的术语和定义、总则、基础环境要求、功能模块要求、系统集成要求等内容本标准适用于新型装配式钢结构建筑智能生产线的规划、建设和验收2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB  51231  装配式混凝土技术标准GB/T  40399-2021  装配式混凝土建筑用预制部品通用技术条件GB  11291.1-2011 工业环境用机器人  安全要求 第1部分：机器人GB/T  41255-2022  智能工厂通用技术要求GB  37393  数字化车间通用技术要求GB/T  36132-2018  数字工厂的评价要求3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件3.1装配式建筑 prefabricated building由预制部品部件在工地装配而成的建筑3.2钢结构 steel structure由钢制材料组成的结构，主要的建筑结构类型之一结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。

各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域2T/CI 033-20233.3工序 operation一个或一组工人在同一工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程被称为工序3.4生产线 production line专用于生产特定数量产品或产品系列的一系列设备3.5智能生产线 intelligent production line利用智能制造技术实现产品生产过程的一种生产组织形式3.6工业机器人 industry robot广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能3.7桁架机械手 truss manipulator是一种建立在直角X，Y，Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备其控制核心通过工业控制器（如：PLC，运动控制，单片机等）实现通过控制器对各种输入（各种传感器，按钮等）信号的分析处理，做出一定的逻辑判断后，对各个输出元件（继电器，电机驱动器，指示灯等）下达执行命令，完成X，Y，Z三轴之间的联合运动，以此实现一整套的全自动作业流程。

3.8工业相机 industrial camera机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能是进行现场图像的采集与识别，并进行数据分析3.9应用 application机器人系统的预期使用，即机器人系统的加工工艺、任务和预期目的3T/CI 033-2023示例:点焊、切割、喷漆、装配、码垛等3.10自动控制 automatic control是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行4 缩略语下列缩略语适用于本文件AC：自动控制 Automatic ControlERP：企业资源计划 Enterprise Resource PlanningPLM：产品全生命周期管理 Product Lifecycle Management5 总则5.1 体系架构新型装配式钢结构建筑智能生产线重点涵盖产品生产制造过程，其体系结构如图1所示，分为基础层和执行层在智能化生产线之外，还有企业的资源层（不在本标准范围内）智能生产线内部各功能模块、基础设施之间，以及外部信息系统，均通过企业服务总线进行系统集成智能生产线的基础层包括了生产制造所必须的基础设施，如信息基础设施与网络，生产、检验、物流等使用的各种制造设备和辅助设备。

执行层对生产过程中的各类业务、活动或相关资产进行管理，如生产计划与调度、生产物流管理、工序执行管理、质量控制和追溯、生产线设备管理，实现新型装配式钢结构部品构件制造过程的智能化、精益化及透明化4T/CI 033-2023图1 新型装配式钢结构建筑智能生产线体系架构5.2 相关工艺及原理该生产线成套设备在型材和大型异形件自动加工工序、钢框架自动焊接成型工序和钢框架自动精准入模工序中，应用了 3D 视觉系统，消除了离线编程和人工操作带来的实际误差，提高了生产效率和产品质量生产线智能设备之间通过车间内5G组网方式实现无线网络通信，完成了设备之间的协同作业，减少了人工操作对效率的影响，并将生产数据及时同步到全生命周期管理平台通过BIM、物联网、大数据、5G、AI智能制造和AGV导航等信息集成技术的运用，打通生产过程各个环节的数据链，实现新型钢结构装配式建筑部品部件生产制造过程的信息化管理主要生产工艺流程如下图所示：5T/CI 033-2023图 2 生产线工艺流程图运用该生产线可实现将外墙板、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，钢切割、焊接为钢结构骨架，骨架两面绑扎钢丝网，并预置水、电、新风系统等管线，在骨架中间填充超高性能 AFC 泡沫混凝土，两侧浇筑水泥砂浆保护层。

以制作内墙板为例，运用该生产线生产成品其加工过程可分为以下几个阶段:（1）钢结构框架自动下料阶段智能下料系统深度采集三维六轴切割机器人、型钢加工中心等设备制造进度、现场操作、设备状态等生产现场信息，对下料范围内的生产系统、智能物流系统、人机互动、自动化运用等方面进行全面管理，采用数字化技术全面管控工艺产品设计、运行、指导、安全预警等，根据生产计划进行任务队列安排和管理2）钢结构框架焊接成型阶段下料完成后进行钢结构框架焊接成型物料拼装好后，将由龙门式九轴悬臂焊接机器人进行焊接，此机器人配套了搭乘焊缝识别、跟踪系统、焊接缺陷检测系统的线激光 3D 相机通过离线编程软件，线激光 3D 相机可自动调整焊接轨迹点，焊接完毕后，自动检测焊缝外部缺陷3）超高性能泡沫混凝土和砂浆保护层浇筑阶段成品钢结构框架由翻转双臂桁架机械手搬运至转料平台运输到灌浆预制区的灌浆模具内然后进行灌浆并得到预制构件5.3 智能化生产线安全要求新型装配式钢结构建筑智能化生产线由于使用机器人、桁架机械手等自动化装备，应在功能安全分析阶段进行危险识别和风险分析，在生产线设计、设备安装调试阶段，进行安全相关系统设计，并在重点位置加装安全防护系统。

针对新型装配式钢结构建筑智能化生产线的工艺和网络布局，应选择适用的信息安全防护措施在新型装配式钢结构建筑生命周期各阶段的功能安全和信息安全工作应符合相关标准要求5.4 技术特征6T/CI 033-2023新型装配式钢结构建筑智能化生产线应具有的技术特征包括：（1）自动化智能化生产线具有以工业机器人、工业相机、桁架机械手为代表的覆盖各项任务的自动化装备2）数字化将生产线资产和制造过程的信息转变为计算机能够识别的信息并进而进行加工和处理，以支持生产运营过程不同单元的活动3）网络化智能化生产线应建有连续的、相互连接的计算机网络、数控设备网络和生产物联/物流网络，所有信息相关者，应可实现基于网络的互联互通4）系统化智能化生产线应具有覆盖各项任务的信息系统5）可集成各信息系统可实现内部集成，也可与企业ERP系统等相集成6）可视化智能化生产线可以通过工序通讯与监测系统，实现生产过程的透明化和可视化6. 基础环境要求6.1 新型装配式钢结构建筑智能化生产线基础设施架构在新型装配式钢结构建筑智能化生产线中，不同类型的设备以及现场装置通过工业网络进行连接，并通过网络设备（包括交换机、路由器、防火墙等）实现了与执行层各功能模块进行数据的交互和处理，如图3所示。

7T/CI 033-2023图3 新型装配式钢结构建筑智能生产线基础设施架构图6.2 信息基础设施要求6.2.1 关键要素新型装配式钢结构建筑智能生产线信息基础设施关键要素包括：（1）互联互通：应保证智能化生产线内人员与设备之间、设备与设备之间能够有效通信；（2）功能保障：应部署相应网络冗余设备，保证车间内通信不受突发事件影响；（3）信息安全：应能够进行人员及设备的身份鉴别与访问控制，具备数据加密保护措施，智能化生产线涉及的网络可进行逻辑隔离，能抵抗一般性质的入侵事件；（4）环境适应性：应满足生产线内防尘、防潮、抗高温、抗低温、防噪音、防辐射以及抗震的要求6.2.2 功能要求6.2.2.1 数据传输要求8T/CI 033-2023可采用有线和/或无线的传输方式，应保证智能生产线内语音、数据、图像、视频、控制等信息无缝传输使用公共通信网络传输时应采取一定的信息安全管理措施6.2.2.2 数据处理/转发要求新型装配式钢结构建筑智能生产线数据处理/转发要求包括：（1） 处理要求：应支持资源调用、日志管理、数据计算、数据加密等功能，数据处理能力满足智能生产线的运行需求；（2） 转发要求：可适配使用不同协议的工业网络及通信网络，支持数据过滤及流量控制。

数据转发能力满足智能生产线的运行需求6.2.2.3 数据存储要求应根据智能生产线需求合理分配存储资源，且存储能力满足智能生产线的运行需求存储数据时，应当对数据的来源、时间、类别等要素有所记录，支持智能生产线内人员或设备进行调用，并可自动备份生产线系统运行所需的重要信息6.2.2.4 数据安全要求支持流量统计、安全审计、状态检测及数据包过滤等功能，并可对多种工业通讯协议深度检测及病毒入侵行为检测，确保生产线网络及设备数据安全，保证生产线安全生产及可靠运行6.3 智能生产线设备要求6.3.1 关键要素智能生产线制造设备（包括加工设备，物流。