一、基本情况 

　　获奖项目名称:大跨度钢结构智能建造关键技术创新及应用

　　主要完成单位:北京市建筑工程研究院有限责任公司、北京工业大学、上海宝冶集团有限公司、北京建工集团有限责任公司、中铁建工集团有限公司、中国建筑一局（集团）有限公司、北京道亨软件股份有限公司、中铁二十二局集团轨道工程有限公司 

　　主要完成人:王泽强、刘占省、庞洪海、付雅娣、严晗、李浩、隗刚、郭建波、赵一峰、史国梁、侯振峰、曹永贝、严心军、詹必雄、孙敏杰

　　二、项目背景

本项目属智能建造领域。主要聚焦数字孪生技术与大跨度钢结构建造的深度融合，突破动态孪生建模、智能预测控制等关键技术，旨在构建“感知-分析-决策-控制”一体化的大跨度钢结构智能化建造体系。项目主编国际标准2部，主编或参编国家、地方和团体标准12部，授权发明专利96件，出版著作10部，发表论文180余篇，获得软件著作权30余项，培养研究生45名。

　　三、创新成果

　　（1）提出了大跨度钢结构智能建造的数字孪生建模理论与方法，建立了数字孪生驱动的智能建造场景逻辑模型，揭示了多模态耦合的数字孪生映射与交互机制，构建了大跨度钢结构智能建造的数字孪生理论方法体系（图1）。

图1 面向智能建造的大跨度钢结构数字孪生建模理论与方法

　　（2）提出了基于数字孪生的钢结构智能制造管控方法，开发了一站式智能制造信息管理平台，研发了集成模型重构、精益加工与虚拟预拼装的大跨度钢结构智能制造技术及焊接与分拣机器人等智能装备（图2）。

图2 基于数字孪生的钢结构智能加工制造关键技术与装备

　　（3）研发了基于人工智能的建造安全质量预测控制方法与技术，建立了融合多源数据的钢结构建造安全质量数字孪生场景构建技术，提出了基于人工智能的建造安全风险数字孪生预测推演方法（图3）。

图3 大跨度钢结构建造安全质量智能预测控制方法与技术

　　（4）建立了基于数字孪生的施工精度智能预测与形态控制理论，研发了集成力学模拟、工艺仿真、可视化监测与动态控制的施工智能控制技术和系统，形成了大跨度钢结构智能建造关键技术（图4）。

图4 大跨度钢结构智能建造关键技术集成与应用模式

　　（5）创新了基于大模型的数据压缩算法和参数化建模方法，自主开发了具备模型存储、三维浏览、场景交互、施工推演等功能的大跨度钢结构建造数字孪生管控平台，编制了多部国内外数字孪生技术标准（图5）。

图5 面向智能建造的数字孪生标准体系与智能管控平台 

　　四、推广应用

　　研发的智能建造装备、关键技术和系统平台软件成功应用于北京城市副中心三大文化建筑与交通枢纽、北京丰台站、首都国际会展中心、雄安站、2022世界杯主体育场、乌兹别克斯坦自行车馆等100余项国内外大型工程。