自動化將以多種方式對建筑行業(yè)的未來發(fā)展產(chǎn)生革命性影響，從自動化數(shù)字設(shè)計(jì)和分析程序到自動化施工文檔創(chuàng)建，以及最終的自動化施工本身。無論是應(yīng)用于現(xiàn)場施工機(jī)器人還是模擬先進(jìn)制造最佳實(shí)踐的場外預(yù)制施工，施工過程的自動化將決定建筑行業(yè)能否成功應(yīng)對未來的雙重挑戰(zhàn)：對建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的需求以及整個生命周期的可持續(xù)性要求。
自動化制造流程在其他行業(yè)幫助解決的類似機(jī)會和問題也可以通過建筑自動化來解決。這些問題包括與勞動力短缺、減少環(huán)境影響、新設(shè)計(jì)機(jī)會、工人健康和安全、生產(chǎn)時間、材料效率、勞動生產(chǎn)率等相關(guān)的問題。
什么是建筑自動化？
建筑自動化包括在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)展中使用自動化流程、工具和設(shè)備。它由基于云的數(shù)據(jù)交換模型、場外和現(xiàn)場自動化以及基于軟件的設(shè)計(jì)組成。
實(shí)時傳感、工業(yè)化建筑（將制造技術(shù)集成到施工過程中）和協(xié)作機(jī)器人是推動施工自動化的三大技術(shù)。通過消除舊流程并立即將數(shù)字模型集成到生產(chǎn)線中，自動化可以提高生產(chǎn)力、安全性和質(zhì)量。人機(jī)合作的目標(biāo)仍然是平衡對環(huán)境、工人安全和投資回報(bào)的影響。
建筑自動化的類型
建筑自動化涉及采用自動化施工工作流程、工具和設(shè)備來建造結(jié)構(gòu)。以下是一些示例：
1. 場外施工自動化
概述：通過將流程轉(zhuǎn)移到工廠，模仿現(xiàn)代生產(chǎn)。技術(shù)：利用 DfMA(面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì))技術(shù)、預(yù)制和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：減少浪費(fèi)、最大限度地利用資源并提高安全性。2. 現(xiàn)場施工自動化
困難：設(shè)備需要靈活且便攜，適合工作地點(diǎn)。示例：包含混凝土鋼筋自動化和布局機(jī)器人。3. 建筑機(jī)器人
作用：在建筑工地上，機(jī)器人技術(shù)（尤其是協(xié)作機(jī)器人）可以提高準(zhǔn)確性和生產(chǎn)力。例如：SAM100 等砌磚機(jī)器人和 NeXtera 的 Oliver 等現(xiàn)場掃描機(jī)器人。4. 自主施工設(shè)備
概述：自主機(jī)械和汽車提高效率和安全性。示例：包括用于可再生能源項(xiàng)目的自動推土機(jī)和挖溝系統(tǒng)。12項(xiàng)建筑自動化前沿技術(shù)
建筑自動化通過提高生產(chǎn)力、降低費(fèi)用和更好的項(xiàng)目成果正在徹底改變該行業(yè)。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代建筑項(xiàng)目越來越多地使用建筑自動化。
1. BIM，即建筑信息模型
建筑信息模型 (BIM) 是對建筑的結(jié)構(gòu)和操作特征的數(shù)字描述。通過為利益相關(guān)者提供模擬、可視化和決策的通用模型，它增強(qiáng)了利益相關(guān)者的協(xié)作。在項(xiàng)目過程中，BIM 可以提高協(xié)調(diào)性、準(zhǔn)確性和效率。
2. 人工智能驅(qū)動的機(jī)器人
使用人工智能 (AI) 的機(jī)器人正在徹底改變焊接、混凝土澆筑和砌磚等建筑工作。這些機(jī)器人利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)以極高的準(zhǔn)確性和效率開展活動。它們適用于各種建筑用途的多功能性源于它們適應(yīng)不同條件和任務(wù)的能力。
3. 3D打印
建筑自動化中的3D 打印機(jī)器人使用多種材料，需要逐層創(chuàng)建建筑組件。通過使用這項(xiàng)技術(shù)，可以快速生產(chǎn)復(fù)雜的幾何形狀，并且?guī)缀醪划a(chǎn)生浪費(fèi)，從而提高可持續(xù)性并加快施工速度。此外，它還為不同的任務(wù)提供了可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。
4. 無人機(jī)
施工中的無人機(jī)廣泛用于進(jìn)度跟蹤、現(xiàn)場測量和檢查。配備高清攝像頭和建筑傳感器的無人機(jī)可以提供建筑工地的實(shí)時航拍圖像，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的規(guī)劃和監(jiān)控。通過降低危險(xiǎn)區(qū)域人工檢查的要求，他們改進(jìn)了安全解決方案。
5.模塊化建造和預(yù)制化
建筑構(gòu)件在場外施工后在現(xiàn)場預(yù)制、組裝。由于模塊化建筑可以最大限度地減少浪費(fèi)并減少現(xiàn)場施工時間，因此可以實(shí)現(xiàn)更快、更經(jīng)濟(jì)的建筑程序。
6. AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)疊加到現(xiàn)實(shí)世界中，促進(jìn)決策和可視化。通過提供施工自動化以及實(shí)時數(shù)據(jù)和視覺效果，施工中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以幫助建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、項(xiàng)目規(guī)劃和現(xiàn)場問題解決。
7. 可穿戴技術(shù)
外骨骼和智能頭盔是建筑中可提高效率和安全性的可穿戴技術(shù)的例子。外骨骼通過支持工人的運(yùn)動來減輕身體壓力，而智能頭盔則提供有關(guān)環(huán)境因素和工人健康狀況的實(shí)時數(shù)據(jù)。
8. 自主機(jī)械
借助人工智能和傳感器，起重機(jī)和推土機(jī)等其他自主機(jī)器可以自行工作。通過精確地完成危險(xiǎn)和重復(fù)性的工作，這些設(shè)備可以減少人為錯誤，提高建筑工地的效率和安全性。
9. 物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的施工自動化通過收集和傳輸施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)來改善設(shè)備管理和預(yù)測性維護(hù)。它們可以實(shí)時監(jiān)控環(huán)境因素和機(jī)械，從而提高操作安全性和效率。
10.基于云的施工管理軟件
施工自動化和基于云的解決方案使項(xiàng)目管理變得更加容易，其中包括分析、實(shí)時數(shù)據(jù)訪問和協(xié)作功能。這些系統(tǒng)改善了利益相關(guān)者的溝通并加快了項(xiàng)目運(yùn)營。
11. 建筑中的激光掃描
可以使用激光掃描在三個維度上詳細(xì)測量場地和建筑。該技術(shù)提供極其準(zhǔn)確的空間數(shù)據(jù)，有助于質(zhì)量控制、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和竣工文檔記錄。
12.數(shù)字孿生
數(shù)字孿生是物理資產(chǎn)的數(shù)字副本，可實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)和實(shí)時監(jiān)控。它們通過提供有關(guān)結(jié)構(gòu)功能和狀態(tài)的深入信息來提供主動管理和運(yùn)營效率。
施工自動化各個方面的好處和挑戰(zhàn)
| 方面 | 好處 | 挑戰(zhàn) |
| 效率 | 減少任務(wù)所需的時間品質(zhì)穩(wěn)定加快項(xiàng)目完成速度 | 初期投資高潛在的技術(shù)故障需要維護(hù) |
| 質(zhì)量 | 確保始終如一的質(zhì)量減少缺陷工作精密、準(zhǔn)確 | 適應(yīng)性方面可能存在的限制可能難以完成非標(biāo)準(zhǔn)任務(wù) |
| 生產(chǎn)率 | 實(shí)現(xiàn) 24/7 全天候運(yùn)營提高整體生產(chǎn)力優(yōu)化工作流程 | 對技術(shù)的依賴需要熟練的操作人員和技術(shù)人員 |
| 可持續(xù)發(fā)展 | 提高能源效率減少浪費(fèi)推廣環(huán)保實(shí)踐 | 可能會造成電子垃圾自動化系統(tǒng)的能耗 |
| 勞動 | 在技術(shù)和維護(hù)領(lǐng)域創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會使員工能夠騰出時間來完成更復(fù)雜的任務(wù) | 潛在的工作轉(zhuǎn)移勞動力再培訓(xùn)的需要 |
| 項(xiàng)目管理 | 利用實(shí)時數(shù)據(jù)做出更好的決策增強(qiáng)的項(xiàng)目跟蹤和數(shù)據(jù)分析 | 與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成可能很復(fù)雜數(shù)據(jù)安全與管理問題 |
| 靈活性 | 適應(yīng)各種施工工藝允許自定義任務(wù) | 某些任務(wù)的靈活性有限適應(yīng)變化可能具有挑戰(zhàn)性 |
總結(jié)
建筑自動化通過同時關(guān)注幾個主要障礙，正在迅速改變行業(yè)。先進(jìn)的機(jī)器人、人工智能驅(qū)動的設(shè)備和創(chuàng)造性的制造方法的融合不僅解決了勞動力持續(xù)短缺的問題，而且還提高了整體效率和產(chǎn)量。
自動化可以更準(zhǔn)確、一致地完成復(fù)雜的活動，從而降低人為錯誤的風(fēng)險(xiǎn)并提高建筑工地的安全性。此外，通過減少浪費(fèi)和改善資源利用，這場技術(shù)革命為環(huán)境可持續(xù)性做出了重大貢獻(xiàn)。
CIBIS峰會
由千家網(wǎng)主辦的2024年第25屆CIBIS建筑智能化峰會即將開啟，本屆峰會主題為：“匯智提質(zhì)：開啟未來新篇章”。屆時，我們將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更智慧、更高效、更安全、更低碳的智慧技術(shù)，共同開啟未來美好智慧生活。
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