《智能建造導(dǎo)論》 課件 劉占省 第6-12章 智能規(guī)劃與數(shù)字設(shè)計-中國智能建造之路

第6章

智能規(guī)劃與數(shù)字設(shè)計6.1智能規(guī)劃與設(shè)計概述6.2智能規(guī)劃與設(shè)計國內(nèi)外發(fā)展概況6.3智能規(guī)劃與設(shè)計的應(yīng)用6.1智能規(guī)劃與設(shè)計概述

智能規(guī)劃是對周圍環(huán)境進行認識與分析，基于狀態(tài)空間搜索、定理證明、控制理論和機器人技術(shù)等，針對帶有約束的復(fù)雜建造場景、建造任務(wù)和建造目標，對若干可供選擇的路徑及所提供的資源限制和相關(guān)約束進行推理，綜合制定出實現(xiàn)目標的動作序列，每一個動作序列即稱為一個規(guī)劃。例如，基于多智能體的三維城市規(guī)劃、基于智能算法的路面壓實施工規(guī)劃和材料運輸路徑規(guī)劃、基于遺傳算法的塔吊布置規(guī)劃等。

智能規(guī)劃應(yīng)用范圍6.1.1智能規(guī)劃與設(shè)計的定義6.1智能規(guī)劃與設(shè)計概述

智能設(shè)計是采用計算機模擬人類的思維的設(shè)計活動。智能設(shè)計系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括：設(shè)計過程的再認識、設(shè)計知識表示、多專家系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)、再設(shè)計與自學(xué)習機制、多種推理機制的綜合應(yīng)用、智能化人機接口等。按設(shè)計能力可分為三個層次：常規(guī)設(shè)計，即設(shè)計屬性、設(shè)計進程、設(shè)計策略已經(jīng)規(guī)劃好，智能系統(tǒng)在推理機的作用下，調(diào)用符號模型(如規(guī)則、語義網(wǎng)絡(luò)、框架等)進行設(shè)計?；谑吕蛿?shù)據(jù)的設(shè)計,一類是收集工程中已有的、良好的、可對比的設(shè)計事例，進行比較，基于設(shè)計數(shù)據(jù)，指導(dǎo)完成設(shè)計；另一類是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習、概率推理、貪婪算法等，從設(shè)計數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)中獲得關(guān)于設(shè)計的隱含知識，以指導(dǎo)設(shè)計。進化設(shè)計，借鑒生物界自然選擇和自然進化機制，制定搜索算法，通過進化策略，進行智能設(shè)計，例如遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法等。例如，生成設(shè)計、自動合規(guī)檢查、人工智能施工圖審查等。6.1智能規(guī)劃與設(shè)計概述

在項目建設(shè)之初，項目的投資者需要收集市場數(shù)據(jù)、消費者數(shù)據(jù)等進行投資決策和產(chǎn)品定位。此時，項目投資者將項目需求信息，如產(chǎn)品功能、產(chǎn)品風格、施工進度等要求輸入到BIM模型中，形成BIM模型1.0。然后該模型流入到設(shè)計方。設(shè)計單位則基于BIM模型1.0進行BOM支撐的IPD（IntegratedProductDevelopment）產(chǎn)品集成設(shè)計，形成BIM模型2.0。

在BIM模型2.0形成并產(chǎn)出物料清單設(shè)計BOM，然后進行深化設(shè)計并產(chǎn)出可生產(chǎn)、可裝配、具有實施性的設(shè)計圖紙，集成到計劃BOM。計劃BOM會向構(gòu)件供應(yīng)商、施工單位和運維單位推送數(shù)據(jù)包，表明建筑需要直接采購、工廠生產(chǎn)或者現(xiàn)場現(xiàn)澆部分。6.1.2智能規(guī)劃與設(shè)計的特點BIM6.1智能規(guī)劃與設(shè)計概述BIM模型作為數(shù)據(jù)的入口和出口，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)格式，確保了數(shù)據(jù)的完整性，為技術(shù)應(yīng)用的集成提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。具體總結(jié)為如下幾點：1）以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)。智能設(shè)計的發(fā)展，從根本上取決于對設(shè)計本質(zhì)的理解。設(shè)計方法學(xué)對設(shè)計本質(zhì)、過程設(shè)計思維特征及其方法學(xué)的深入研究是智能設(shè)計模擬人工設(shè)計的基本依據(jù)。2）以人工智能技術(shù)為實現(xiàn)手段。借助專家系統(tǒng)技術(shù)在知識處理上的強大功能，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器學(xué)習技術(shù)，較好地支持設(shè)計過程自動化。3）以新一代BIM技術(shù)為數(shù)值計算和圖形處理工具。提供對設(shè)計對象的優(yōu)化設(shè)計、有限元分析和圖形顯示輸出上的支持。4）面向集成智能化。不但支持設(shè)計的全過程，而且考慮到與CAM的集成，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交換接口。5）提供強大的人機交互功能。使設(shè)計師對智能設(shè)計過程的干預(yù)，即與人工智能融合成為可能。6.1智能規(guī)劃與設(shè)計概述智能規(guī)劃階段升級包括規(guī)劃思路的升級和規(guī)劃工具的升級。（1）決策思路由“經(jīng)驗決策”升級為“數(shù)據(jù)決策”。工程建造活動中產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中隱藏著消費規(guī)律、市場趨勢等，利用新技術(shù)來挖掘數(shù)據(jù)規(guī)律、輔助決策。（2）決策工具從“統(tǒng)計分析”改為“智能分析”。大數(shù)據(jù)等技術(shù)利用決策階段的信息搭建數(shù)據(jù)模型對實際情況進行模擬仿真和預(yù)測，從而優(yōu)化決策。智能設(shè)計新技術(shù)對建筑設(shè)計階段的升級包括設(shè)計工具的升級和設(shè)計邏輯的轉(zhuǎn)化。（1）設(shè)計工具的升級：人工智能等新技術(shù)推動了設(shè)計工具從CAD繪圖到三維建模設(shè)計、計算機建模輔助設(shè)計的飛躍。（2）設(shè)計邏輯的升級：BIM為建筑業(yè)和制造業(yè)之間搭起橋梁，促進建筑業(yè)的設(shè)計邏輯向制造邏輯轉(zhuǎn)變。6.1.3智能規(guī)劃與設(shè)計的優(yōu)勢6.2智能規(guī)劃與設(shè)計國內(nèi)外發(fā)展概況BIM的概念最早在上世紀70年代就已經(jīng)提出，但直到2002年美國的Autodesk公司發(fā)表了一本BIM白皮書之后，其它一些相關(guān)的軟件公司也加入，才使得BIM逐漸被大家了解。

美國BIM發(fā)展歷程6.2智能規(guī)劃與設(shè)計國內(nèi)外發(fā)展概況

英國1987年，英國主要建筑業(yè)機構(gòu)的代表聯(lián)合成立了BPIC（建設(shè)項目信息委員會）。它為建筑生產(chǎn)信息的內(nèi)容、形式和編制提供了最佳實踐指導(dǎo),并在整個行業(yè)中傳播。到1997年，英國的BIM標準Uniclass發(fā)布，最新版為Uniclass2015。2007年，英國也推出BIM實用指南。2011年的時候，英國政府宣布英國的BIM戰(zhàn)略，要求政府項目在2016年時全面BIM化。

英國BIM發(fā)展歷程6.2智能規(guī)劃與設(shè)計國內(nèi)外發(fā)展概況2011年5月，住建部發(fā)布的《2011-2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中，明確指出:在施I階段開展BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用，推進BIM技術(shù)從設(shè)計階段向施工階段的應(yīng)用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減;研究基于BIM技術(shù)的4D項目管理信息系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程的應(yīng)用，實現(xiàn)對建筑工程有效的可視化管理等。這拉開了BIM在中國應(yīng)用的序幕。

中國BIM發(fā)展歷程6.3智能規(guī)劃與設(shè)計的應(yīng)用人工智能設(shè)計軟件平臺--小庫（XKool）。它依靠深度學(xué)習、大數(shù)據(jù)和智能顯示等多種技術(shù)，只需要一臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備就能在小庫智能設(shè)計云平臺上進行工作。同濟大學(xué)袁烽及其團隊自2011年起就致力于數(shù)字化設(shè)計的研究，提出了“數(shù)字設(shè)計與建造一體化”的理念，即在工廠通過計算機算法和程序，利用機械臂將構(gòu)件定制生產(chǎn)，在現(xiàn)場由工人組裝。美國賓夕法尼亞州米爾斯維爾大學(xué)的EbrahimKaran以及賓夕法尼亞州立大學(xué)建筑工程系的SomayehAsadi提出了一種基于人工智能技術(shù)的智能設(shè)計器，設(shè)計環(huán)境被公式化為馬爾可夫決策過程，并提供了數(shù)學(xué)框架，用于理解客戶的需要和期望，生成有效的設(shè)計。韓國首爾漢陽大學(xué)SeonghoonBan等通過計算草圖合成和交互式三維重建來促進早期設(shè)計階段的探索過程，開發(fā)了一個三維計算草圖綜合框架，可以探索未見過的設(shè)計方案，使設(shè)計者能夠快速評估大量設(shè)計變化的潛力。6.3.1智能規(guī)劃與設(shè)計的主要應(yīng)用內(nèi)容（房屋建筑領(lǐng)域）6.3智能規(guī)劃與設(shè)計的應(yīng)用

廣聯(lián)達“云+端”設(shè)計產(chǎn)品的一站式多專業(yè)設(shè)計解決方案，以構(gòu)件級設(shè)計數(shù)據(jù)為核心，提供精準、高效、實時的協(xié)同，深化設(shè)計業(yè)務(wù)，幫助設(shè)計企業(yè)有效管理設(shè)計項目，促進設(shè)計業(yè)務(wù)標準化，規(guī)?；?。通過協(xié)同平臺聯(lián)結(jié)設(shè)計企業(yè)上下游，實現(xiàn)工程全過程的一體化設(shè)計與管理，助力設(shè)計企業(yè)拓展業(yè)務(wù)。一體化設(shè)計架構(gòu)6.3智能規(guī)劃與設(shè)計的應(yīng)用

廣聯(lián)達在算量造價領(lǐng)域也具有強大的優(yōu)勢，為設(shè)計師提供算量維度的精準信息，從而輔助設(shè)計質(zhì)量的提升。應(yīng)用廣聯(lián)達云算量服務(wù)，提供實時的工程量信息，助力設(shè)計師在設(shè)計過程應(yīng)對方案比選、設(shè)計優(yōu)化、經(jīng)濟性呈現(xiàn)等場景。無需跨越平臺，在設(shè)計平臺內(nèi)部即可完成實時算量服務(wù)；此外，為設(shè)計師提供設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出工程量造價數(shù)據(jù)的接口，依照廣聯(lián)達數(shù)據(jù)標準，設(shè)計模型無縫轉(zhuǎn)接至算量模型，同時覆蓋變更場景，將設(shè)計數(shù)據(jù)變更同步至算量數(shù)據(jù)。設(shè)計算量施工一體化方案6.3智能規(guī)劃與設(shè)計的應(yīng)用

隨著三維建模技術(shù)的出現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)建模的安全性、建模速度、建模精度上都提出了更高的要求，給建模技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。在此情況下，智能設(shè)計帶來了很大的應(yīng)用價值。

建筑標準化設(shè)計解決方案從工具到平臺為住宅施工圖設(shè)計提供BIM技術(shù)助力，為高效優(yōu)質(zhì)的出具住宅項目施工圖提供新的設(shè)計方式，也為設(shè)計企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型找到新的突破。建筑標準化設(shè)計解決方案從工具到平臺為住宅施工圖設(shè)計提供BIM技術(shù)助力，為高效優(yōu)質(zhì)的出具住宅項目施工圖提供新的設(shè)計方式，也為設(shè)計企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型找到新的突破。

從當前智能建筑的發(fā)展趨勢來看，智能設(shè)計的一個明顯的趨勢就是綠色化。為了評價智能建筑的節(jié)能效果，需要采用對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行評價和分析。所以，不管是新建筑還是老建筑，通過建立其能耗實時監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)的方式將為建筑物設(shè)備運行狀態(tài)的自我診斷、建筑能耗的估計提供條件，從而為建筑內(nèi)部設(shè)備及系統(tǒng)的運行參數(shù)調(diào)試、運行方式的選擇提供科學(xué)依據(jù)，有效避免能源的浪費。6.3.2智能規(guī)劃與設(shè)計的應(yīng)用價值思考題與習題：智能設(shè)計的內(nèi)涵是什么？智能設(shè)計有哪些優(yōu)勢？智能設(shè)計的國內(nèi)外發(fā)展情況怎么樣？智能設(shè)計有哪些應(yīng)用？智能設(shè)計的價值體現(xiàn)在哪？有哪些更好的發(fā)展前景？

第7章

智能裝備與施工7.1智能裝備與施工的定義7.2智能裝備與施工國內(nèi)外發(fā)展概況7.3智能裝備與施工的應(yīng)用7.1智能裝備與施工的定義

智能裝備（Intelligentequipment）是具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是先進制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。而智能施工是以建造過程中所使用的材料、機械、設(shè)備的智能為前提，在建造的設(shè)計與仿真、構(gòu)件加工生產(chǎn)、安裝、測控、結(jié)構(gòu)和人員的安全監(jiān)測、建造環(huán)境感知中采用信息技術(shù)與先進建造技術(shù)的建造方式。7.1.1智能裝備與施工的定義地下車庫噴涂機器人7.1智能裝備與施工的定義

施工智能化旨在連接物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，通過提供用戶BS，APP端可視化操作軟件來接入系統(tǒng)中的各個模塊，主要模塊應(yīng)涵蓋材料模塊，物資申領(lǐng)與工時模塊，人員管理模，BIM協(xié)同模塊等內(nèi)容。智能建造包括多方面的技術(shù)和管理體系，技術(shù)在施工階段的應(yīng)用主要帶來了施工生產(chǎn)要素、建造技術(shù)和項目管理的智慧化，產(chǎn)生了新的施工組織方式、流程和管理模式。具體體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）施工生產(chǎn)要素升級包括新型建筑材料和智能機械設(shè)備的應(yīng)用。（2）建造技術(shù)的升級是指施工方式從傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土施工到裝配化施工。（3）項目管理的智慧化體現(xiàn)在智慧工地整體解決方案。7.1智能裝備與施工的定義

基于智能裝備發(fā)展而來得智能施工也較傳統(tǒng)的施工有巨大的不同，智能施工很好地解決了傳統(tǒng)施工方法所存在的弊端。智能施工解決方案旨在提高作業(yè)效率、降低施工成本，同時保證施工安全。在未來的智能施工時代施工人員會大大減少，取而代之的是各類機器人，他們的出現(xiàn)會緩解我國目前勞動力短缺以及環(huán)境污染的問題。智能施工階段各種工種可以通過各種先進設(shè)備協(xié)調(diào)工作，避免了目前施工過程中的推諉扯皮、窩工等現(xiàn)象，這樣一來就很好的提升工程質(zhì)量、縮短工期以及降低造價等。利用智能化設(shè)備，開發(fā)一系列的智能化管理平臺，可以從監(jiān)測、管理、防范幾個方面提升工程質(zhì)量，減少目前施工過程中臟亂差的現(xiàn)象。7.1.2智能裝備與施工的特點7.1智能裝備與施工的定義例如京張高鐵八達嶺長城站從隧道智能化勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測四方面采用了智能模板臺車、智能養(yǎng)護臺車、人機定位管理系統(tǒng)一系列智能先進設(shè)備，打造智慧工地，采用新型智能施工方案，為工程的高質(zhì)量、低成本、低污染的目標提供了有力的保障。智能模板臺車橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖智能養(yǎng)護臺車7.1智能裝備與施工的定義智慧工地較傳統(tǒng)工地有很大的不同，主要有如下幾個特點：其一，智能網(wǎng)站互聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)可以有效監(jiān)控人員的考勤，施工數(shù)據(jù)和資料的使用，提高施工人員的工作效率；實時檢測設(shè)備材料，避免材料浪費，保證機械設(shè)備的合理使用，降低維修成本；管理人員可以使用移動APP或互聯(lián)網(wǎng)平臺及時準確地了解施工現(xiàn)場的情況，并及時發(fā)布指令，提高科學(xué)管理的效率。其二，結(jié)合BIM系統(tǒng)，智能施工現(xiàn)場可在施工前模擬項目全生命周期，提前發(fā)現(xiàn)問題并提前解決問題，避免施工過程中類似情況造成的損失，模擬項目中的資金使用情況，預(yù)測實際施工中的資金消耗。在施工過程中，對工程進度進行實時監(jiān)控，與模擬進度進行對比，通過信息收集和分析，及時反饋和糾正，發(fā)現(xiàn)問題。同時對施工過程中的成本進行動態(tài)監(jiān)控，明確資金流向，確保施工各方利益。在保證工程質(zhì)量的前提下，指導(dǎo)和監(jiān)督施工過程，有效提高施工效率。其三，隨著建設(shè)規(guī)模越來越大，施工現(xiàn)場的安全和秩序問題越來越突出，智能現(xiàn)場的出現(xiàn)正好解決了這一問題。施工現(xiàn)場全覆蓋監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，系統(tǒng)會自動報警，同時識別進出施工現(xiàn)場的人員信息，確保施工現(xiàn)場的安全有序。7.1智能裝備與施工的定義7.1.3智能裝備與施工的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)施工階段有下面幾種特點：1.領(lǐng)工員管理工作面較多，無法專注在一個工作面工作；2.各種機械的操作對駕駛員工作經(jīng)驗要求高；3.各種粗糙的施工手段會對施工質(zhì)量造成較大的影響；4.場地臟亂差，對于一些參考點有影響，增加施工人員工作量。5.一些施工工具沒有得到很好的管理，無法循環(huán)利用。6.一些受人為決策主觀因素較多，如機械進場路徑規(guī)劃問題。

應(yīng)對以上問題智能裝備與施工就能很好地解決，智能裝備有對于傳統(tǒng)施工有以下幾方面的優(yōu)勢:1、可利用智能裝備，如智能手環(huán)、智能頭盔來定位搭配研發(fā)管理平臺可實時對人員、材料、設(shè)備進行管控。2、采用機器人施工可用于危險工程，更好的保證施工質(zhì)量和人員安全。3、利用智能設(shè)備進行操作施工，減少人員工作量，如測量機器人、三維掃描儀等。4、利用大數(shù)據(jù)以及一些風險評估算法可很好的對施工方案進行優(yōu)化和決策。

由上述可知，智能裝備和施工較傳統(tǒng)施工有很大的優(yōu)勢?？梢院艽蟪潭鹊母纳苽鹘y(tǒng)施工方案的弊端，能夠保證施工質(zhì)量和控制施工成本。7.1智能裝備與施工的定義數(shù)字化施工流程與傳統(tǒng)施工流程對比數(shù)字化施工流程與傳統(tǒng)施工流程對比7.2智能裝備與施工國內(nèi)外發(fā)展概況

日本為應(yīng)對老齡化社會下勞動力人口減少的難題，于2015年提出“i-construcion（建設(shè)工地生產(chǎn)力革命）戰(zhàn)略”，即以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為支撐提高建筑工地的生產(chǎn)效率，到2030年實現(xiàn)建筑建造與三維數(shù)據(jù)全面結(jié)合。

德國聯(lián)邦交通與數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部于2015年發(fā)布了《數(shù)字化設(shè)計與建造發(fā)展路線圖》，提出了工程建造領(lǐng)域的數(shù)字化設(shè)計、施工和運營的變革路徑，核心內(nèi)容是通過推廣應(yīng)用BIM技術(shù)，不斷優(yōu)化設(shè)計精度和成本績效。7.2.1智能裝備與施工國外發(fā)展概況7.2智能裝備與施工國內(nèi)外發(fā)展概況

我國現(xiàn)代建筑工程的智能建筑技術(shù)研究和應(yīng)用目前仍處于初期階段，部分核心技術(shù)依賴從國外引進。但是據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2017年，全球人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過370億美元，中國人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比超過15％。在政策與市場的支持下，目前出現(xiàn)了一大批優(yōu)秀的智能建造裝備企業(yè)，有的能在建筑結(jié)構(gòu)中利用人工網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)進行結(jié)構(gòu)健康檢測；在施工過程中應(yīng)用人工智能機械手臂進行結(jié)構(gòu)安裝；以及在工程管理中利用人工智能系統(tǒng)對項目全周期進行管理。

與發(fā)達國家相比，國內(nèi)建筑業(yè)與先進制造技術(shù)、信息技術(shù)、節(jié)能技術(shù)融合不夠，工程軟件“卡脖子”問題突出，機器人和智能化施工裝備能力不強，以智能建造推動行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求非常迫切。隨著新一代信息技術(shù)的推廣應(yīng)用，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、機器人等技術(shù)日益成熟，為開展智能建造工作奠定了較好的發(fā)展基礎(chǔ)。

目前，以中建科技集團、中建科工集團、三一集團、廣東博智林機器人有限公司、睿住科技有限公司、廣聯(lián)達科技股份有限公司和建誼集團為代表的企業(yè)已經(jīng)在智能建造領(lǐng)域先行先試，積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。7.2.2智能裝備與施工國內(nèi)發(fā)展概況7.3智能裝備與施工的應(yīng)用7.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容

在測量工程中RTS放樣機器人也已經(jīng)得到了應(yīng)用。該機器人主要包括全站儀與平板計算機兩部分：（1）全站儀。全站儀的結(jié)構(gòu)左側(cè)為測距系統(tǒng)，右側(cè)為磁懸浮系統(tǒng)。在全站儀運行中，測距系統(tǒng)可直接測量施工現(xiàn)場物體的表面，無需安排放樣人員在施工現(xiàn)場放置目標，可降低施工現(xiàn)場測量放樣的安全性，適用于復(fù)雜或惡劣施工環(huán)境的測量放樣工作；磁懸浮系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速為

115°/s，運行效率與可靠性較高，可避免全站儀在惡劣最終環(huán)境下出現(xiàn)棱鏡丟失問題，在短距離施工現(xiàn)的測量放樣中優(yōu)勢顯著。（2）平板計算機。RTS放樣機器人的平板計算機配置的顯示屏為電容觸摸屏，可支持手勢控制，有效保障放樣點擊操作的靈敏度與準確性。平板電腦共包括四個方向鍵、一個確認鍵、一個功能鍵、一個電源鍵與一個鍵盤鎖按鍵，為軍工級平板電腦，整體結(jié)構(gòu)堅固耐用，適應(yīng)不同施工現(xiàn)場環(huán)境的測量放樣。7.3智能裝備與施工的應(yīng)用7.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容智能控制模塊電路控制原理圖

在人員管理方面也應(yīng)用了很多智能設(shè)備。人工智能安全帽最核心就是它的智能控制模塊，智能控制包含數(shù)據(jù)通信模塊、微處理模塊、傳感模塊、GPS模塊等，通過電子電路設(shè)計以及微處理程序設(shè)計，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集、處理分析、上傳等功能。智能控制模塊設(shè)計由模塊元件選型、電子電路設(shè)計、功能設(shè)計與開3部分組成。應(yīng)用人工智能安全帽搭配智能智能管理平臺可以解決建筑工人實名制和考勤管理缺乏、建筑工人定位困難、施工效率管理低、突發(fā)事件處置緩慢、安全帽穿戴管理不完善等幾個問題。實現(xiàn)安全防護、定位、穿戴設(shè)備、突發(fā)事件告警、施工效率、建筑工人出勤和實名制7個功能。7.3智能裝備與施工的應(yīng)用龍門式建筑3D打印機圖

塔吊式建筑三D打印機

建筑3D打印機直接打印成型技術(shù)，取消了模板工序，降低了工程造價成本，用機械施工代替人工，縮短施工工期，加快了施工速度。解決了建筑業(yè)中勞動力不足的困境，減少了工人趕工期而披星戴月工作的場景。三D打印機能夠減少施工現(xiàn)場的勞動力，緩解我國日前老齡化以及勞動力不足的窘境。并且廣泛推動建筑三D打印技術(shù)能夠減少施工污染，一些構(gòu)件在工廠內(nèi)生產(chǎn)可減少噪音及粉塵污染，更加環(huán)保，符合當前綠色建筑、綠色施工的理念。7.3智能裝備與施工的應(yīng)用7.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容

其實目前還有很多智能裝備已經(jīng)應(yīng)用到施工領(lǐng)域，比如裝修建筑機器人-RoboTab－200石膏板安裝機器，韓國仁荷大學(xué)與大宇建筑技術(shù)研究所合作研發(fā)的一款外墻自動噴漆機器人、維護建筑機器人-可重構(gòu)模塊化外墻體清洗機器人。以及博智林旗下的眾多施工機器人，例如測量機器人，墻面施工機器人，地面整平機器人螺桿洞封堵機器人等都已經(jīng)投入實際工程中應(yīng)用。RobotTab-2000型石膏安裝機器人可重構(gòu)模塊化外墻清洗機器人外墻自動噴漆機器人7.3智能裝備與施工的應(yīng)用

建造對接是將建筑各個部分、組件連接到一起，其中涉及到二維切割、減材制造、增材制造、數(shù)字拼裝等先進技術(shù)；除了物理實體之間的建造對接之外還包括虛擬實體和物理實體之間的對接。

二維切割顧名思義是對平面圖形進行簡單的分割等。隨著現(xiàn)代機械加工業(yè)地發(fā)展，對切割的質(zhì)量、精度要求的不斷提高，對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、具有高智能化的自動切割功能的要求也在提升。數(shù)控切割機的發(fā)展必須要適應(yīng)現(xiàn)代機械加工業(yè)發(fā)展的要求。切割機分為火焰切割機、等離子切割機、激光切割機、水切割等?；炷燎懈?.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容7.3智能裝備與施工的應(yīng)用7.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容

減材制造是去除坯料或工件上多余材料層的制造工藝，通過對金屬、木材、泡沫、塑料等進行切割、銑削、開孔和打磨等，使加工產(chǎn)品擁有精準的幾何造型和節(jié)點構(gòu)造。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，機器人逐漸進入減材制造領(lǐng)域，解決傳統(tǒng)的加工設(shè)備無法解決的工藝難題。在金屬加工行業(yè)，高質(zhì)量、高精度、高穩(wěn)定性的自動化加工成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。減材制造7.3智能裝備與施工的應(yīng)用7.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容

目前也有很多增材制造裝備，它們主要有以下優(yōu)勢：1）滿足大尺度構(gòu)件的規(guī)模化生產(chǎn)。2）生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定可控。通過Robim軟件連接視覺傳感器與自動化的工藝模板，實現(xiàn)高精度的增材制造。3）非標構(gòu)件的柔性生產(chǎn)。自動識別建筑模型的幾何參數(shù)，通過自主的機器人路徑規(guī)劃適應(yīng)建筑構(gòu)件的多變性，減少現(xiàn)場編程施教的成本，提高生產(chǎn)效率。4）視覺技術(shù)提供質(zhì)量檢測。通過Robim搭載的傳感器，提供生產(chǎn)過程中實時精準的數(shù)據(jù)采集。3D打印現(xiàn)場7.3智能裝備與施工的應(yīng)用

數(shù)字拼裝技術(shù)是根據(jù)各構(gòu)件之間的空間關(guān)聯(lián)性，在對構(gòu)件接口的特征點進行坐標采集的基礎(chǔ)上進行坐標間的轉(zhuǎn)換，并在專用軟件中進行數(shù)字建模，從而達到精度分析的一種方法。

其原理可以歸結(jié)于如下兩點：1)對單個已經(jīng)加工完畢構(gòu)件建立坐標系，通過測量得出控制端口(控制點)的坐標。2)將多個相關(guān)構(gòu)件建立統(tǒng)一的整體坐標系，將單個構(gòu)件控制點單獨的坐標轉(zhuǎn)化為整體坐標系下的坐標，每個接口形成2個接口面，分析接口面的間隙、錯邊情況。角柱數(shù)字拼裝效果圖7.3.1智能裝備與施工的主要應(yīng)用內(nèi)容思考題與習題：用自己的語言概括智能裝備與施工的定義？智能裝備與施工有哪些特點？對比傳統(tǒng)施工方法，概述一下智能裝備與施工的優(yōu)勢。簡要概述智能裝備在國內(nèi)外的發(fā)展概況？列舉以下目前有哪些智能裝備和施工機器人？智能裝備與施工有哪些應(yīng)用價值。你可以自己構(gòu)思一款施工機器人嗎？如果有請簡要論述。談?wù)勀銓χ悄苎b備與智慧工地未來發(fā)展趨勢？第8章智能監(jiān)測與防災(zāi)8.1智能監(jiān)測與防災(zāi)概述8.2智能監(jiān)測與防災(zāi)國內(nèi)外發(fā)展概況8.3智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用8.1智能監(jiān)測與防災(zāi)概述人工智能（AI）的蓬勃發(fā)展為我國災(zāi)害風險管理工作提供了一種新的發(fā)展思路和強有力的技術(shù)支撐。在大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，基于人工智能技術(shù)的數(shù)據(jù)挖掘和風險評估技術(shù)能快速高效地做出響應(yīng)，凸顯人工智能技術(shù)處理不確定性和復(fù)雜性的優(yōu)勢。由于具有強大且敏銳的數(shù)據(jù)挖掘與分析能力，人工智能技術(shù)對災(zāi)害風險管理工作能起到較強的技術(shù)支撐作用，在災(zāi)害預(yù)警、風險識別、災(zāi)害救援與恢復(fù)等方面均有涉及，可為防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)工作提供及時準確的信息和應(yīng)對方案，可以實現(xiàn)以下基本功能，如表所示。智能監(jiān)測與防災(zāi)定義人工智能技術(shù)對災(zāi)害風險管理工作表8.1智能監(jiān)測與防災(zāi)概述智能監(jiān)測技術(shù)可連續(xù)采集高精度監(jiān)測數(shù)據(jù),實時反饋監(jiān)測信息，對結(jié)構(gòu)變形及安全狀況進行分析和評估，數(shù)據(jù)異常時及時預(yù)警，是一種信息化、智能化的監(jiān)測手段，利用物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、深度學(xué)習等技術(shù)手段，可實現(xiàn)對歷史文化建筑結(jié)構(gòu)全生命周期的在線監(jiān)測與安全預(yù)警。智能結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)是在結(jié)構(gòu)中集成傳感器和無線采集傳輸設(shè)備，結(jié)合大數(shù)據(jù)云平臺，賦予結(jié)構(gòu)健康自診斷和報警功能的一種結(jié)構(gòu)健康無線監(jiān)測系統(tǒng)。目前，智能結(jié)構(gòu)監(jiān)測正在朝著智能結(jié)構(gòu)發(fā)展，即在智能結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加控制器，根據(jù)系統(tǒng)算法反饋至控制器，增加結(jié)構(gòu)的主動性。智能監(jiān)測與防災(zāi)的特點傳統(tǒng)健康監(jiān)測8.1智能監(jiān)測與防災(zāi)概述隨著智能監(jiān)測和防災(zāi)技術(shù)的深入發(fā)展，災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、風險防治、公共服務(wù)和應(yīng)急保障能力顯著提高，精密智控的自然災(zāi)害風險防治格局基本建立，高質(zhì)量防災(zāi)減災(zāi)公共服務(wù)體系加速構(gòu)建，為加快建設(shè)更高水平的平安城市提供了很好的支撐。智能監(jiān)測與防災(zāi)也有著如下一些優(yōu)點：1）體制機制運行更加高效?；凇按蟀踩?、大應(yīng)急、大減災(zāi)”體系的防災(zāi)減災(zāi)體制機制運行更加高效，市縣防災(zāi)減災(zāi)機構(gòu)職能配置、機構(gòu)設(shè)置和人員配備更加合理。2）風險防治能力全面提升。自然災(zāi)害重大風險防范化解機制不斷健全，災(zāi)害風險識別、災(zāi)害風險區(qū)劃、災(zāi)害隱患監(jiān)測及風險防治的災(zāi)害治理體系全面建成。3）精密智控水平大幅提高。建成統(tǒng)一的多災(zāi)種預(yù)警發(fā)布和信息管理平臺，災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布的準確性、時效性覆蓋率顯著提升。4）服務(wù)保障效能顯著增強。防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)標準和預(yù)案體系不斷完善，應(yīng)急物資保障體系科學(xué)合理，科技資源、人才資源、信息資源、產(chǎn)業(yè)資源配置更加優(yōu)化，數(shù)字防災(zāi)減災(zāi)建設(shè)示范引領(lǐng)。智能監(jiān)測與防災(zāi)優(yōu)勢8.2智能監(jiān)測與防災(zāi)國內(nèi)外發(fā)展概況智能監(jiān)測與防災(zāi)國外發(fā)展概況韓國首爾地鐵項目通過結(jié)合GIS和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)了IT-TURISK地鐵施工風險評估系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對地面塌陷、建筑物損害地鐵評估系統(tǒng)以及地下水補給的模擬。意大利某公司基于B/S架構(gòu)模式，研發(fā)出一套解決施工安全管理的軟件系統(tǒng)GDMS，該系統(tǒng)可以自動采集、管理、顯示施工監(jiān)測數(shù)據(jù)，借助可視化技術(shù)，用戶可以在地圖上直觀查看監(jiān)測信息及圖像，當預(yù)警值超過設(shè)定的闊值時，系統(tǒng)會及時地通過發(fā)送短信或者郵件告知相關(guān)負責人。法國開發(fā)了PANDA大壩監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過internet傳輸數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)的分層管理。日本則研發(fā)出一套實時監(jiān)控管理系統(tǒng)BRIMOS。國外建立監(jiān)測監(jiān)管平臺的典型還有國的Flint?shire、美國的Sun-shineSkywayBridge以及加拿大的Confed-eratioBridge。8.2智能監(jiān)測與防災(zāi)國內(nèi)外發(fā)展概況區(qū)別于國外單一監(jiān)測監(jiān)管平臺，國內(nèi)在單一監(jiān)測監(jiān)管平臺之外相對搭建了簡單平臺。近年來，由于動態(tài)設(shè)計及信息化施工技術(shù)的提出，國內(nèi)外學(xué)者對建筑工程監(jiān)測技術(shù)進行了更深入的研究，具體表現(xiàn)在兩方面：（1）監(jiān)測方法及儀器本身快速發(fā)展。隨著測量技術(shù)和傳感器及自動控制技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測技術(shù)亦不斷向自動化和高精度的方向發(fā)展。另外，傳感器制造技術(shù)也在不斷發(fā)展，新一代的傳感器將更堅固、可靠、穩(wěn)定和高精度。（2）監(jiān)測內(nèi)容不斷完善，分析方法不斷提高。分析方法也提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測預(yù)報方法、實時建模時序分析預(yù)測預(yù)報法、模糊數(shù)學(xué)預(yù)測預(yù)報分析法及灰色系統(tǒng)預(yù)測預(yù)報法等多種建筑基坑預(yù)測預(yù)報分析方法。智能監(jiān)測與防災(zāi)國內(nèi)發(fā)展概況8.3智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用目前我國正處于城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展的時期，隨著建設(shè)施工項目規(guī)模的不斷擴大、各類重大建設(shè)項目的穩(wěn)步推進，隨之面臨著施工工藝復(fù)雜、施工組織結(jié)構(gòu)多樣、并行穿插施工等帶來的監(jiān)管難題與施工安全隱患。

（1）將建設(shè)施工過程中工人的行為作為獨立監(jiān)控對象，基于多傳感器融合研究對施工工人行為的智能監(jiān)控方法，實現(xiàn)了對施工現(xiàn)場人員行為安全的評估。

（2）針對大型建設(shè)工程項目結(jié)構(gòu)形式多、工序繁雜等特點，通過對既有技術(shù)與管理資料的全面分析、針對不同結(jié)構(gòu)形式以及結(jié)構(gòu)功能的重要性、分別按不同尺度建立結(jié)構(gòu)單元的數(shù)字化模型圖庫，為結(jié)構(gòu)安全分析提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，對整體工程項目進行節(jié)點識別，并進行節(jié)點施工風險評估，建立基于BIM技術(shù)的實時動態(tài)反饋機制，實現(xiàn)高風險節(jié)點工程施工精細化管控與智能決策技術(shù)，確保施工安全。

（3）針對建設(shè)工程項目監(jiān)管源多且雜以及信息流并行穿插的監(jiān)管難點，運用大數(shù)據(jù)、云計算、信息技術(shù)、通信技術(shù)等先進的科學(xué)技術(shù)，研究構(gòu)建多源異構(gòu)監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施分布式信息管理平臺。智能監(jiān)測與防災(zāi)的主要應(yīng)用內(nèi)容8.3智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用人工智能技術(shù)為城市災(zāi)害風險管理研究提供了多源數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，能夠更全面、動態(tài)地了解城市災(zāi)害風險。結(jié)合人工智能技術(shù)的災(zāi)害風險管理可實現(xiàn)智能的災(zāi)前監(jiān)測、評估與預(yù)警，及時的災(zāi)中應(yīng)急救援與響應(yīng)，以及高效的災(zāi)后協(xié)同應(yīng)對與恢復(fù)重建，為提高城市防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)能力提供了一種創(chuàng)新性的路徑。通過構(gòu)建融合多源數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的災(zāi)害風險管理平臺，完善智能化的監(jiān)測、預(yù)警與評估體系，明確不同階段關(guān)注的人工智能關(guān)鍵技術(shù)，強化不同利益相關(guān)者之間的協(xié)作，能夠積極促進人工智能技術(shù)在我國城市災(zāi)害風險管理領(lǐng)域的深度應(yīng)用和實施落地，促進城市安全韌性發(fā)展。對施工機械監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)控各類機械的工作狀態(tài)，如速度、重量、位置、狀態(tài)、操作者信息等，并做出語音提示.配合塔機智能安全監(jiān)控系統(tǒng)和揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以完整地實現(xiàn)施工現(xiàn)場的全面監(jiān)測，并將這些施工設(shè)備和施工環(huán)境監(jiān)測信息傳輸?shù)浇y(tǒng)一的監(jiān)測平臺上，極大地方便管理者和監(jiān)督部門對有可能出現(xiàn)的安全隱患進行及時處理，以確保施工過程安全有序進行。智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用價值8.3智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用對于綠色建筑也有一定的積極作用。利用集成化監(jiān)測系統(tǒng)管理平臺，將監(jiān)測系統(tǒng)各子系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合，對監(jiān)測過程實施精細化、動態(tài)化、數(shù)字化管理及分級權(quán)限，從而全方面掌控建筑運行數(shù)據(jù)報告，提高運行質(zhì)量，為綠色建筑的智慧建造提供及時、準確的數(shù)據(jù)分析，進一步加強了建筑結(jié)構(gòu)安全和施工過程的監(jiān)測和管理，特別是項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)、大型設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、架體監(jiān)測系統(tǒng)抗震、支座監(jiān)測系統(tǒng)四個監(jiān)測系統(tǒng)，具有很大的推廣前景。在防災(zāi)方面中，對于山洪災(zāi)害的監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，達到了一定的防治效果。對于今后的發(fā)展趨勢，防治工作預(yù)警指標方法和構(gòu)想：以自動監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)測預(yù)警平臺和水文模型為基礎(chǔ)的實時動態(tài)預(yù)警指標分析方法；適合簡易雨量站，考慮累積降雨量、前期影響雨量、雨強等因素的復(fù)合預(yù)警指標分析方法；及應(yīng)用于氣象預(yù)警的預(yù)警理論方法，進而建立平臺預(yù)警、現(xiàn)地預(yù)警及氣象預(yù)警三種模式。以提高我國山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息發(fā)布的精準度，實現(xiàn)預(yù)警指標的科學(xué)化。8.3智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用對于智能樓宇通過綜合解決方案，將多項重要技術(shù)、技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新結(jié)合起來，使其技術(shù)分布式、獨立于各子系統(tǒng)的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享和融合，同時也提高了數(shù)據(jù)相位同步的能力。利用圖形和直方圖進行可視化顯示、分析和比較。最后，通過監(jiān)控系統(tǒng)平臺，獲取了大量不同類型設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)。能源決策者或節(jié)能專家將對能耗設(shè)備的峰谷數(shù)據(jù)進行詳細研究和分析，得出降低建筑能耗的方案和策略?？偟膩碚f，人工智能的發(fā)展極大地促進了監(jiān)測與防災(zāi)的發(fā)展，智能監(jiān)測與防災(zāi)無論是在建筑施工、施工機械還是在災(zāi)害預(yù)測、智能樓宇的運維中都有一定的積極作用。智能監(jiān)測與防災(zāi)解決了傳統(tǒng)手段監(jiān)測防災(zāi)的不足，可持久不間斷的提供監(jiān)測服務(wù)，二十四小時為我們的生產(chǎn)活動保駕護航！思考題與習題：智能檢測與防災(zāi)的定義？對比以下傳統(tǒng)的監(jiān)測防災(zāi)手段，論述一下智能監(jiān)測有哪些不同。你認為智能監(jiān)測與防災(zāi)有哪些不足？列舉一下你知道的智能監(jiān)測與防災(zāi)涉及的設(shè)備。用自己的語言概述一下智能監(jiān)測與防災(zāi)的應(yīng)用內(nèi)容。搜集一下國外智能監(jiān)測與防災(zāi)的案例，說說我國在這方面存在那些差距。你能涉及一個監(jiān)測與防災(zāi)方法嗎？如果能請簡要概述。搜集一下資料，陳列一些目前存在的智能檢測與防災(zāi)的應(yīng)用案例。談?wù)勀銓ξ磥碇悄鼙O(jiān)測與防災(zāi)的展望。第9章智能運維與服務(wù)9.1智能運維與服務(wù)概述9.2智能運維與服務(wù)國內(nèi)外發(fā)展概況9.3智能運維與服務(wù)的應(yīng)用9.1智能運維與服務(wù)概述

智能運維最初是由Gartner定義的一個概念。建筑智能運維是運用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)對建筑物持續(xù)洞察和改進的運維技術(shù)。建筑智能運維會增強或部分取代現(xiàn)有的運維技術(shù)。智能運維重點關(guān)注運維數(shù)據(jù)全生命周期的管理和利用，從不同數(shù)據(jù)源獲取海量運維數(shù)據(jù)進行存儲，并基于人工智能算法等技術(shù)進行數(shù)據(jù)的分析處理。

智能運維期望通過大數(shù)據(jù)、人工智能及更多新技術(shù)，提供具備主動性、人性化和可視化的能力直接或間接地提升目前傳統(tǒng)運維能力?？偨Y(jié)來說，就是“監(jiān)控、定位和預(yù)測”。智能運維則是借助大數(shù)據(jù)處理和人工智能的賦能，對運維數(shù)據(jù)進行采集存儲并統(tǒng)一管理，并由算法實現(xiàn)異常檢測、報警、根據(jù)定位等智能化場景，從而降低運維成本，并大大縮短平均故障處理時間。近年來，5G、云、人工智能等技術(shù)正加速智能化社會的到來，新技術(shù)正在重構(gòu)建筑行業(yè)。傳統(tǒng)人工、工具化的運維方式已不能滿足當前建筑運維的需求，建筑智能化運維轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為社會的迫切需要。智能運維與服務(wù)的定義9.1智能運維與服務(wù)概述隨著新技術(shù)的發(fā)展，功能不斷齊全，實力強大的智能運維系統(tǒng)脫穎而出，智能運維與服務(wù)能夠?qū)⑦\維服務(wù)變得更加簡單化、人性化。通過物聯(lián)網(wǎng)、基于BIM的綜合監(jiān)控平臺以及云平臺實現(xiàn)了不同廠家智能化子系統(tǒng)的深度融合、智能化系統(tǒng)和企業(yè)信息化系統(tǒng)的整合、互聯(lián)互通及信息共享，徹底打破了“智能孤島”和“信息孤島”，極大地提高了智慧化水平及用戶體驗，實現(xiàn)了智能化系統(tǒng)的功能倍增、性能倍增。第一，智能運維與服務(wù)能夠進行施工安全管理，推動了建筑行業(yè)安全穩(wěn)定運行。建筑工程施工中存在一定的安全隱患，但應(yīng)用BIM技術(shù)時，可以將相關(guān)設(shè)備安裝到施工地中，并調(diào)節(jié)自動報警系統(tǒng)，一旦建筑工程中出現(xiàn)安全問題，系統(tǒng)能夠立即啟動防護系統(tǒng)，保障建筑工程能夠穩(wěn)運行。第二，由于施工設(shè)備需要定期進行運行維護，在檢查時，需要消耗大量的人力、物力，并且檢查工作容易出現(xiàn)疏漏問題。但應(yīng)用BIM技術(shù)，技術(shù)人員可以將設(shè)備與系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，并智能監(jiān)控設(shè)備的運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在故障問題，能夠立即對其進行處理，達到推動施工穩(wěn)定運行的目的。智能運維與服務(wù)的優(yōu)勢9.1智能運維與服務(wù)概述智能運維的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。智慧性：主要體現(xiàn)在信息和服務(wù)這兩個方面，智慧性以信息作為支撐，通過技術(shù)手段及時為用戶提供高度匹配、高質(zhì)量的智慧服務(wù)?？沙掷m(xù)性：智能建造完全切合可持續(xù)性發(fā)展的理念，將可持續(xù)性融入工程項目整個生命周期的每一個環(huán)節(jié)中。采用信息技術(shù)手段，能夠有效進行能耗控制、

綠色生產(chǎn)、資源回收再利用等方面作業(yè)。便利性：智能建造以滿足用戶需求為主要目標，在工程項目建設(shè)過程中，可以為各專業(yè)參與者提供信息共享以及各類智慧服務(wù)，為各專業(yè)參與者提供便利、舒適的工作資源。集成性：集成性主要指將各類信息化技術(shù)手段互補的技術(shù)集成以及將建設(shè)項目各個主體功能集成這兩個方面。協(xié)同性：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將原本沒有聯(lián)系的個體與個體之間相互關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建了智慧平臺的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而能夠為不同的參與用戶提供共享信息，達到協(xié)同工作的效果。9.2智能運維與服務(wù)國內(nèi)外發(fā)展概況（1）日本為了提高工作效率，同時也顯為了改善自身形象，日本NEC、松下、三井、東芝等大型電子公司紛紛建自己的智能辦公大樓。在大樓建設(shè)過程中就形成了智能建造的3A體系(BA,OA,CA也即樓宇自動化，辦公室自動化和通訊自動化）為加速智能建造業(yè)的發(fā)展，日本政府制定了從智能設(shè)備、智能家庭到智能建造、智能城市的發(fā)展計劃。（2）新加坡新加坡相信是首個研發(fā)智能綜合建筑系統(tǒng)的國家。新加坡建屋發(fā)展局與本地兩所大學(xué)簽署研發(fā)協(xié)議，投入總共1070萬元于未來三年研發(fā)能改善傳統(tǒng)工作流程并提高生產(chǎn)力的智能綜合建筑系統(tǒng)。（3）國內(nèi)智能運維在我國雖起步較晚，但隨著我國超高層大廈建設(shè)在國內(nèi)如火如荼地進行，智能運維在我國得到了飛速地發(fā)展。智慧中國尊采用了SAFTOPS6000智慧建筑云平臺和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了建筑內(nèi)各信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享交換。智能運維與服務(wù)國外發(fā)展概況9.3智能運維與服務(wù)的應(yīng)用（1）安全性建筑運維最主要的是保證建筑功能安全，不但包括居民的人身安全，也包括居民的財產(chǎn)安全、精神安全等多方面需求。智能運維服務(wù)根據(jù)新型的人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進行大量的分析與計算，可以提供更加科學(xué)和安全的運維服務(wù)。（2）環(huán)保性智能運維與服務(wù)的引入和應(yīng)用，其提倡的綠色節(jié)能環(huán)保理念，對建筑物節(jié)能的研究和改善給傳統(tǒng)建筑運維帶了解決之道。智能運維與服務(wù)通過增加建筑物的智能控制體系，在增加居民整體生活舒適度的基礎(chǔ)上，整體減少對電能的需求。（3）多樣性智慧城市追求的是多樣化和差異化，在人們享受到智慧城市模式的好處的同時，保持城市原有的獨特性，能夠?qū)鹘y(tǒng)文化和地域特點進行保留和傳承。智能運維可以根據(jù)不同的地域、人文等需求可以提供差異化的建筑運維服務(wù)。智能運維與服務(wù)的應(yīng)用價值思考題與習題：1.什么是智能運維與服務(wù)？2.智能運維與服務(wù)有哪幾方面的應(yīng)用?3.智能運維與服務(wù)的優(yōu)點是什么？4.簡述智能運維與服務(wù)的應(yīng)用價值。5.簡述當下智能運維與服務(wù)的應(yīng)用背景？第10章智能建造與建筑工業(yè)化10.1智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用10.2預(yù)制構(gòu)件智能生產(chǎn)線10.3智能運輸與裝配10.4施工設(shè)備智能化10.5建造智能與控制技術(shù)10.6軟件介紹10.1智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用中國智能建造是逐步發(fā)展起來的，在20世紀八十年代末，九十年代初，隨著改革開放的深入，國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，綜合國力不斷增強，人們對工作和生活環(huán)境的要求也不斷提高，一個安全、高效、舒適的工作和生活環(huán)境已成為人們的迫切需要；同時科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，特別是以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，為滿足人們這些需要提供了技術(shù)基礎(chǔ)。這一時期智能建造主要是一些涉外的酒店和特殊需要的工業(yè)建筑，采用的技術(shù)和設(shè)備主要是從國外引進的。雖然普及程度不高，但是人們的熱情是高漲的，得到設(shè)計單位、產(chǎn)品供應(yīng)商以及業(yè)內(nèi)專家的積極響應(yīng)，可以說他們是智能建造的第一推動。智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用的問題10.1智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用（1）提高對建筑智能化的認識應(yīng)用于智能建造中的諸多科技成果，其內(nèi)容和形式日新月異，技術(shù)標準也不斷提高和翻新。因此，需要澄清關(guān)于智能建造的一些模糊概念，提高認識，轉(zhuǎn)變觀念，把建筑智能化建設(shè)引入正確軌道。在現(xiàn)階段，有必要舉辦各類建筑智能化的技術(shù)交流活動，推廣和普及建筑智能化的知識和技術(shù)，進一步提高全行業(yè)特別是投資商的認識水平，增強智能化意識，否則就無法建設(shè)出適應(yīng)信息時代要求的智能化建筑。（2）建立高素質(zhì)的智能建造設(shè)計、施工隊伍在對智能化建筑進行設(shè)計時，要根據(jù)建筑的實際情況來設(shè)計建筑方案，同時也要按照區(qū)域、位置、規(guī)模的不同來進行設(shè)計。建筑智能化的施工組織設(shè)計任務(wù)，是要按照建筑智能化產(chǎn)品技術(shù)的特點，結(jié)合建筑智能化的4C技術(shù)（Computer、Communication、Control、CRT），根據(jù)智能化建設(shè)的要求，完成每一個階段施工的工作，對人力、物力、財力等進行合理安排。同時也要提高工作人員的素質(zhì)，并且對工作人員進行培訓(xùn)。智能建造在建造工業(yè)化中應(yīng)用的對策10.1智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用建筑業(yè)是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，擁有廣闊的市場，2020年約占我國GDP份額的26%左右，整體雖然占比較大但問題突出，如長期面臨著資源浪費巨大、安全問題突出、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效益低下等問題。針對目前建筑行業(yè)的痛點，建筑機器人成為一個不錯的解題之道。大多數(shù)行業(yè)的發(fā)展會經(jīng)歷三個階段，人工分散式的勞作、自動化、數(shù)字化，逐漸提升生產(chǎn)力，最后達到理想的智能化。為了更好實現(xiàn)建筑機器人在建筑工地智能化的應(yīng)用，我國在諸多核心零部件領(lǐng)域通過自主研發(fā)完成技術(shù)升級和突破，包括控制器、伺服器、驅(qū)動器、傳感器等。在涉及底層開發(fā)框架和算法的軟件層面則幾乎可以說是自主搭建的。此外，還構(gòu)建起整個項目的BIM數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)，在項目工地上，運營者智慧工地指揮中心，通過BIM數(shù)字化手段對所有場景的施工進度和狀態(tài)全程掌控。建筑施工智能化技術(shù)應(yīng)用10.1智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用目前已形成混凝土施工、混凝土修整、砌磚抹灰、內(nèi)墻裝飾等12個建筑機器人產(chǎn)品線，其中絕大多數(shù)機器人可同時適用于現(xiàn)澆混凝土工藝與裝配式建筑施工。卷揚式外墻乳膠漆噴涂機器人，通過自動噴涂作業(yè)，從根本上避免傳統(tǒng)噴涂的高墜風險。極大地降低了施工時的安全隱患，保障了施工人員的生命安全。卷揚式外墻乳膠漆噴涂機器人10.1智能建造在建造工業(yè)化中的應(yīng)用地面整平機器人。整平是混凝土澆筑的重要步驟，過去混凝土布料作業(yè)之后，表面很不平整。針對這個問題和這個工序，通過設(shè)計地面整平機器人來進行實際施工，保證最終成型地面的水平平整度。最終誤差控制在3毫米的范圍之內(nèi)。智能隨動式布料機，用于高層住宅的混凝土澆筑，可根據(jù)指令精準到達指定位置布料。傳統(tǒng)需要3人完成的布料作業(yè)，現(xiàn)在一人即可輕松完成，降低成本的同時還降低了工人們的勞動強度。地面整平機器人智能隨動式布料機10.3智能運輸與裝配（1）裝配式智能運輸裝配式構(gòu)件從工廠到工地，會受到交通事故、天氣等客觀因素的影響。而且按照施工進度的不同需要用到不同的構(gòu)件，在這期間需要精確的信息和及時的運輸來避免延誤。裝配建筑智能運輸通過網(wǎng)絡(luò)智能體化,運用大數(shù)據(jù)平臺和工地互通，能夠做到及時、準確，盡可能的消除各種不利影響，從而提高工程的效率。（2）對加快構(gòu)件運輸效率具有重大意義。讓工地施工更加快速，讓人工操作步驟更簡單快捷，使人工操作失誤變得更少。通過不斷地調(diào)整和適應(yīng)現(xiàn)代化工地工程需求，使得運輸更加智能化。裝配式建筑構(gòu)件將會更加廣泛的得到使用。（3）裝配式建筑將會更加安全。建立健全裝配式建筑構(gòu)件一體化網(wǎng)絡(luò)，能夠減少運輸過程中事故發(fā)生，通過網(wǎng)絡(luò)進行點對點的細致化工作，使得裝配式建筑構(gòu)件運輸?shù)玫搅吮ＷC，讓施工安裝過程也能順利完成，減少了構(gòu)件運輸中因外部和內(nèi)部因素的損失，從而使裝配式建筑更加安全。裝配式建筑的智能運輸意義10.3智能運輸與裝配(1)裝配式構(gòu)件運輸準備不充分。(2)裝配式構(gòu)件與運輸系統(tǒng)還不夠完善。(3)裝配式建筑構(gòu)件運輸上下貨物的效率過低。(4)裝配式建筑構(gòu)件運輸?shù)缆翻h(huán)境較差。裝配式構(gòu)件智能運輸系統(tǒng)會出現(xiàn)的問題分析10.3智能運輸與裝配裝配式構(gòu)件智能運輸所出現(xiàn)問題的應(yīng)對策略(1)建立健全裝配式構(gòu)件運輸體系。建立健全裝配式建筑構(gòu)件運輸體系，使得裝配式構(gòu)件運輸體化，做好運輸準備工作，規(guī)劃運輸?shù)臅r間和地點,以及構(gòu)建的大小等。統(tǒng)一運輸流程，嚴格按照運輸?shù)牟僮饕?guī)范，確保構(gòu)件的強度，提前做好預(yù)備工作。(2)變更裝配式建筑構(gòu)件的裝卸。根據(jù)相應(yīng)施工情況選擇最優(yōu)制作施工方案:由構(gòu)件的通用性、大小、形狀二方面來進行設(shè)計制作。構(gòu)件應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定技術(shù)要求:對鋼筋混凝土屋架和鋼筋混凝土柱子等構(gòu)件，以運輸場地為模板，驗算各種裝配式構(gòu)件在最不利截面的抗裂度,防止出現(xiàn)質(zhì)量問題。(3)改善構(gòu)件運輸時的道路情況。因提前規(guī)劃好相應(yīng)的運輸?shù)缆?，并盡可能得避免外界因素的干擾。10.4施工設(shè)備智能化（1）安裝涉及領(lǐng)域廣泛智能化安裝工程分支眾多,同時包含和囊括的技術(shù)要點以及領(lǐng)域?qū)用娑际鞘謴V闊的。安裝涉及領(lǐng)域的廣闊,使得工程在具體落實上有著更為嚴苛的要求。（2）工期短、任務(wù)重智能化設(shè)備的安裝工期一般來說都會被不斷壓縮，目的就是最大程度地節(jié)省成本投入。建筑安裝的工期意味著人力、財力以及物力投入的時間,工期越長施工單位投入的成本越大，使整個建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益受到影響。（3）安裝所需要的施工技術(shù)含量高在智能化設(shè)備的安裝過程中需要投入大量的高技術(shù)含量的設(shè)備以及較高性能的材料，最終才能達到理想化的施工效果。智能化設(shè)備的安裝特點10.5建造智能與控制技術(shù)智能控制技術(shù)主要包括三種方法，專家控制方法、模糊控制方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。專家控制方法的工作原理主要是分析并總結(jié)專家的豐富經(jīng)驗和技術(shù)，對它進行效仿，從而實現(xiàn)控制過程。。模糊控制方法的工作原理主要是把機器人當作載體，模擬人的行為來實現(xiàn)控制過程。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的工作原理主要是模擬人的大腦中的神經(jīng)元傳遞信息的過程，利用連接的權(quán)值來學(xué)習、校正，從而實現(xiàn)控制過程。智能控制技術(shù)的代表性方法10.5建造智能與控制技術(shù)（1）智能建造中的電梯群控制在電梯群中應(yīng)用智能控制技術(shù)，可以有效控制電梯群，從而加快客流的轉(zhuǎn)移速度。通過模糊控制方法來建立模糊數(shù)學(xué)模型，有效識別模糊信息，在控制對象或控制環(huán)境變化時，再利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的優(yōu)勢進行自主學(xué)習，實現(xiàn)自動完善功能。（2）智能建造中的照明控制智能照明控制系統(tǒng)的主要特征就是在信息交換過程中必須以網(wǎng)絡(luò)作為支撐，來實現(xiàn)大面積的控制?？刂频男畔⒖梢杂脠D形的形式反映出來，若要改變照明效果，可以根據(jù)實際需要進行編程，控制起來非常便捷。（3）智能建造中的空調(diào)控制在設(shè)計變風量空調(diào)時，必須精確設(shè)計各個控制環(huán)節(jié)，設(shè)計時要科學(xué)合理的結(jié)合前饋控制和反饋控制，調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)規(guī)定的風量，有效控制氣流。針對復(fù)雜環(huán)境，可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)進行處理?；谥悄芸刂萍夹g(shù)的智能建造研究10.6軟件介紹（1）AutodeskRevitRevit是Autodesk公司一套系列軟件的名稱。Revit系列軟件是專為建筑信息模型（BIM）構(gòu)建的，可幫助建筑設(shè)計師設(shè)計、建造和維護質(zhì)量更好、能效更高的建筑。（2）AutodeskCAD（3）天正建筑自1994年發(fā)展到如今，天正公司的建筑

CAD軟件在全國范圍內(nèi)取得了極大的成功，天正建筑軟件已經(jīng)成為國內(nèi)建筑CAD的行業(yè)規(guī)范，隨著天正建筑軟件的廣泛應(yīng)用，它的圖檔格式已經(jīng)成為各設(shè)計單位與甲方之間圖形信息交流的基礎(chǔ)。（4）Bentey

ArchitectureBentey

Architecture是款為建筑設(shè)備專業(yè)(暖通、給排水)服務(wù)的建筑全信息模型(BIM)應(yīng)用程序，它界面友好、簡單易用，可讓建筑設(shè)備工程師做出更高效的設(shè)計決策，提供更多的設(shè)計功能和進行更好的成本控制。建筑軟件（1）PKPM結(jié)構(gòu)PKPM是一個系列，除了包括結(jié)構(gòu)、建筑、設(shè)備（給排水、采暖、通風空調(diào)、電氣）設(shè)計于一體的集成化CAD系統(tǒng)以外，目前PKPM還有建筑概預(yù)算系列（鋼筋計算、工程量計算、工程計價）、施工系列軟件（投標系列、安全計算系列、施工技術(shù)系列）、施工企業(yè)信息化（目前全國很多特級資質(zhì)的企業(yè)都在用PKPM的信息化系統(tǒng)）（2）盈建科盈建科推出了盈建科建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件系統(tǒng)，包括盈建科建筑結(jié)構(gòu)計算軟件(YJK-A)；盈建科基礎(chǔ)設(shè)計軟件(YJK-F)；盈建科砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件(YJK-M）；盈建科結(jié)構(gòu)施工圖輔助設(shè)計軟件(YJK-D)。結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件10.6軟件介紹10.6軟件介紹10.6軟件介紹（1）斯維爾三維算量軟件斯維爾三維算量軟件是基于AutoCAD平臺的三維計量軟件，專為圖形制作、工程建筑行業(yè)量身定做的三維圖形系統(tǒng)，適用于土木工程算量，采用了三維立體建模的方式，提供了結(jié)構(gòu)算量、土方算量、鋼筋算量、裝飾算量、進度管理等眾多實用功能。（2）CAD迷你算量CAD迷你算量是CAD看圖說話團隊最新開發(fā)的一款CAD算量工具，具有快速測量、快速統(tǒng)計、快速算量等功能，同時該軟件中還包含CAD迷你看圖大部分圖紙瀏覽和操作功能。工程算量軟件10.6軟件介紹（3）斯維爾BIM安裝算量軟件斯維爾BIM安裝算量軟件是深圳市斯維爾科技公司開發(fā)的一款功能強大的工程安裝算量軟件，由于該軟件采用3D建模方式，計算起來不僅更精確，還摒棄了傳統(tǒng)算量的種種弊端。（4）算王安裝算量這是一款建筑工程軟件，它具有運算速度快、穩(wěn)定性好、界面簡潔、操作簡單，學(xué)習容易等特點，軟件支持cad圖紙和數(shù)碼相片導(dǎo)入并且可以在導(dǎo)入的圖紙上面提取工程量數(shù)據(jù)。（5）廣聯(lián)達土建算量軟件廣聯(lián)達土建算量軟件是由廣聯(lián)達推出的一款土建算量系統(tǒng)，該款軟件不僅內(nèi)置全國各地現(xiàn)行計算行規(guī)，還包含了CAD導(dǎo)圖、繪圖輸入、表格輸入等多種算量模式，并為三維繪圖帶來更高效更直觀更簡單的操作體驗。思考題與習題：1.簡述智能建造與建筑工業(yè)化的關(guān)系。2.簡述智能建造在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用？3.簡述智能化設(shè)備安裝的特點。4.智能運輸?shù)膬?yōu)勢是什么？5.智能控制技術(shù)主要有那幾種方法？6.智能化設(shè)備在安裝過程中面臨的難題是什么？第11章智能建造發(fā)展趨勢11.1智能建造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)模式變革11.2智能建造的發(fā)展前景11.1智能建造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)模式變革

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委、科技部等13部門在2020年7月聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，對建筑業(yè)的智能建造發(fā)展提出了具體的意見。

智能建造將推動建筑產(chǎn)業(yè)變革升級，傳統(tǒng)建筑行業(yè)將在智能建造影響下發(fā)生的一系列轉(zhuǎn)變，包括建筑產(chǎn)品向數(shù)字化轉(zhuǎn)變、建造模式向工業(yè)化轉(zhuǎn)變、經(jīng)營理念向服務(wù)化轉(zhuǎn)變、市場形態(tài)向平臺化轉(zhuǎn)變、行業(yè)管理向治理現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。住建部發(fā)布《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》11.1智能建造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)模式變革

產(chǎn)品形態(tài)數(shù)字化首先是設(shè)計的數(shù)字化。比如北京大興國際機場的設(shè)計造型采用了大量的曲面，只靠設(shè)計師去畫是很難完成的。某種意義上講，該設(shè)計是計算機算出來的。不僅要設(shè)計數(shù)字化，而且施工過程也應(yīng)該數(shù)字化。新型建筑工業(yè)化特征是信息技術(shù)與工業(yè)化深度融合、智能技術(shù)與專業(yè)化深度融合。目前，推動新型建造工業(yè)化發(fā)展，要建立完善的工業(yè)化建筑設(shè)計、施工標準化技術(shù)體系，研制關(guān)鍵技術(shù)標準。發(fā)展新型建筑工業(yè)化，要實現(xiàn)基于柔性生產(chǎn)線的工廠化生產(chǎn)、基于數(shù)字化的機械化裝配施工。但目前建筑業(yè)工廠化生產(chǎn)特征還不明顯，沒有形成多品種流水線生產(chǎn)，應(yīng)當建立部品部件柔性生產(chǎn)線特別是智能化柔性生產(chǎn)線。通過智能物流把部品部件運到施工現(xiàn)場，現(xiàn)場施工實現(xiàn)數(shù)字化、機械化，改善施工環(huán)境、提高建設(shè)效率。產(chǎn)品形態(tài)11.1智能建造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)模式變革

建筑工程施工現(xiàn)場的具體管理內(nèi)容主要包括施工現(xiàn)場的生產(chǎn)、人員安全、施工技術(shù)、質(zhì)量管理等。

在具體工程的管理中，既要滿足工程建設(shè)的工期要求，又要兼顧工程建設(shè)的成本要求；既要考慮工程進度，又要充分保證工程建設(shè)安全。在同一場景下，既要對施工人員進行有效管理，還需要控制施工材料的質(zhì)量。在全球科技進步的潮流下，建筑業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)，必須堅持科技創(chuàng)新，將工業(yè)化、數(shù)字化、智能化作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的主攻方向。

在建筑業(yè)中應(yīng)用計算機視覺和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，主要有兩大作用：一是代替管理人員的眼睛和大腦，做到現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時采集；二是利用計算機視覺實現(xiàn)實時檢測工人的體力、腦力強度，以減輕現(xiàn)場的責任安全事故。利用計算機視覺和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)打造智慧工地，主要是要通過人工智能實時獲取現(xiàn)場人機活動信息，利用無線傳輸方式將施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳送至后臺，助推項目管理決策高效便捷。建造方式11.1智能建造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)模式變革

經(jīng)營理念的服務(wù)化，這是經(jīng)濟發(fā)展的客觀規(guī)律。服務(wù)經(jīng)濟以服務(wù)為導(dǎo)向，除了關(guān)注產(chǎn)品的功能、質(zhì)量以外，還要特別關(guān)注用戶對產(chǎn)品的一種體驗，為用戶提供產(chǎn)品+服務(wù)。

現(xiàn)在發(fā)達國家的服務(wù)經(jīng)濟一般占GDP的70%以上，我國還不到55%，還有較大的發(fā)展空間。具體到建設(shè)行業(yè)應(yīng)該從以下兩方面發(fā)展服務(wù)經(jīng)濟：一個是建造過程的專業(yè)化服務(wù)，一個是產(chǎn)品使用過程中的服務(wù)，這實際上是拉長了建筑產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈。今后施工單位提供的不僅僅是單一的建筑產(chǎn)品，還帶有一些服務(wù)功能，比如建筑節(jié)能管理服務(wù)，在建筑物里面裝傳感器，通過優(yōu)化能夠找到一種最佳的能源管理方式；還有智能健康建筑等。

建筑業(yè)如何做好服務(wù)，有兩個關(guān)鍵點。第一個關(guān)鍵點是建筑產(chǎn)品+服務(wù)，首先要有一個高質(zhì)量、高品質(zhì)的建筑產(chǎn)品，在這之上提供附加服務(wù)，提高建筑產(chǎn)品的價值。第二個是從互聯(lián)網(wǎng)+到AI+，有數(shù)據(jù)的積累，可以通過人工智能算法，提供智能服務(wù)，這是建設(shè)行業(yè)服務(wù)化的發(fā)展趨勢。經(jīng)營理念11.1智能建造驅(qū)動產(chǎn)業(yè)模式變革市場形態(tài)新形勢下，工程建設(shè)企業(yè)也應(yīng)該要搭建平臺，并應(yīng)當做好戰(zhàn)略決策：第一，選擇好商業(yè)模式。企業(yè)在變革過程中究竟是選擇2B、2C模式，還是搭建平臺，要認真考慮。要根據(jù)企業(yè)的自身優(yōu)勢，選好商業(yè)模式。第二，要從轉(zhuǎn)變建造方式中發(fā)展新業(yè)態(tài)。建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級是首位，信息化、智能化等技術(shù)要服務(wù)于轉(zhuǎn)型升級，要加強智能建造與工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，行業(yè)企業(yè)應(yīng)當在轉(zhuǎn)型中找到并提升新的核心競爭力。第三，技術(shù)成熟度高的產(chǎn)品更容易實現(xiàn)價值。技術(shù)成熟能夠穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量，同時能夠使成本更低，但技術(shù)走向成熟有一個過程，需要提前進行技術(shù)儲備。什么時候?qū)⒊墒斓募夹g(shù)投向市場，需要把握時機，才能夠?qū)崿F(xiàn)價值。第四，要注重社會倫理。我們有了智能化以后，很多服務(wù)都是由算法來決定的，算法決定價格，算法決定服務(wù)方式，還有一手交隱私、一手交服務(wù)，這就要求作為提供服務(wù)的企業(yè)家、專業(yè)的技術(shù)人員，一定要做到有情懷。11.2智能建造的發(fā)展前景

數(shù)字建筑學(xué)發(fā)展至21世紀，數(shù)字建筑學(xué)正在走向多維度的物質(zhì)與數(shù)字相互映射的復(fù)雜關(guān)系，從單向鏈式的設(shè)計流程走向?qū)崟r互動的全生命周期管控。此次轉(zhuǎn)向中應(yīng)當關(guān)注人類如何更直接地參與到機器人建造的控制和決策中。

數(shù)字孿生與人機協(xié)作的并行發(fā)展與相互交融，是改變數(shù)字建筑學(xué)思考及建造的基礎(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得機器能夠支持新的智能服務(wù)，并引入與物理對象交互的全新方式；納入了增強現(xiàn)實與全息體驗等強大元素后，人與機器的關(guān)系也邁入了一個新的技術(shù)階段。

從數(shù)字到形式，再到建造的一體化流程中，人機協(xié)作的模式可以處理其中的轉(zhuǎn)譯過程。一般來說，虛擬三維模型的數(shù)字設(shè)計與數(shù)字建造之間存在銜接的缺失，多數(shù)項目仍舊以圖紙交付指導(dǎo)施工，而人機協(xié)作在建筑全生命周期內(nèi)能夠成為計算化設(shè)計與數(shù)字化建造的聯(lián)結(jié)核心，同時指導(dǎo)設(shè)計與建造。

人機協(xié)作所帶來的不僅僅是信息共享，還有時間與空間上、虛擬與現(xiàn)實間的無縫協(xié)同，同時，這也是一種雙向進化的過程。人機協(xié)作11.2智能建造的發(fā)展前景

以一個數(shù)字化設(shè)計與智能建造實踐的項目為例，上海西岸人工智能峰會B館的三角庭院，其網(wǎng)殼屋頂?shù)臄?shù)字模型基于結(jié)構(gòu)性能化找型。異形雙曲面網(wǎng)殼屋頂?shù)念A(yù)制加工與現(xiàn)場裝配只花費了兩個月的時間，數(shù)字工業(yè)化生產(chǎn)快速并精確地實現(xiàn)了差異木梁與木墊片的全自動化加工，鋼桁架、鋼梁系統(tǒng)和異形鋼柱的加工與焊接也在工廠預(yù)制完成?，F(xiàn)場裝配與建造過程配合定位基準網(wǎng)格，實現(xiàn)了數(shù)字化到在場的復(fù)雜雙曲面網(wǎng)殼的安裝調(diào)整與精確建造。上海西岸人工智能峰會B館11.2智能建造的發(fā)展前景類似于計算機軟件，建筑機器人為建筑建造提供了一個高度精確與開放自由度的工具平臺。人機協(xié)作不僅可以無縫轉(zhuǎn)譯從設(shè)計到建造的一體化流程，還可以設(shè)計建造體系本身。在機器人木縫紉項目中，以一組螺栓將薄木板固定成型，然后機器人能夠通過圖像識別的技術(shù)定位螺栓位置，并傳輸給計算機。計算機通過計算機器人的加工范圍，在螺栓定義的邊框內(nèi)生成機器人的縫合路徑并實時傳回，指導(dǎo)機器人完成縫合作業(yè)。機器人木縫紉11.2智能建造的發(fā)展前景同時,人機共生下的全新工作模式可以被歸結(jié)為如下3點特征:一體化、體外化和虛擬/物質(zhì)的數(shù)字孿生。一體化的首要特征是人的思維與機器運算思維的打通,其次是設(shè)計與建造的打通。這一切是建立在建筑設(shè)計方法從幾何參數(shù)化、性能參數(shù)化到建造參數(shù)化的一體化聯(lián)動基礎(chǔ)之上的;體外化則是對待人體與機器的基本態(tài)度。機器不應(yīng)當被視為人在思維和身體上的延伸,而是獨立于人體,有著與人類不同的能力與思考方式,因此它們應(yīng)該作為“合作同伴”(partn