緒論 教學單元 11課件講解

緒論教學單元1Contents目錄

1.1智能建造背景

1.2智能建造概念

1.3智能建造概況

1.4智能建造特點

1.5智能建造的意義

1.6智能建造體系學習目標通過本章的學習，理解并認識智能建造的背景、概念、概況、特點、意義以及體系；簡單概括智能建造需要的BIM、CIS設備、物聯網、裝配式、3D打印、智能機器人及大數據應用管理技術；讓學生對智能建造專業(yè)有一個初步的了解，并熟悉掌握此項技術，最后分析智能建造為我們帶來發(fā)展前景；并解決目前工程項目中存在的問題。學習目的（1）了解智能建造的背景，熟悉智能建造需要運用的各項技術（2）認識智能建造的概念，舉例已經存在的實際項目（3）對比智能建造目前可以解決的問題及真正投入使用會存在的問題（4）熟悉智能建造的全套管理系統(tǒng)（5）了解智能建造對學校和企業(yè)的發(fā)展意義（6）掌握智能建造系統(tǒng)技術架構及應用1.6智能建造體系1.6智能建造體系.1.6.1智能建造系統(tǒng)功能智能建造系統(tǒng)總體功能體系架構（圖1.23），其涵蓋建造能力與建造過程兩大體系。建造能力包括施工組織、施工技術，建造資源與約束條件，這些因素是構成智能建造系統(tǒng)的基礎。建造過程是一個建立在精益建造理論基礎上的“計劃-執(zhí)行-監(jiān)控-優(yōu)化”迭代過程，通過各項技術手段使智能建造系統(tǒng)擁有類似于人類智能的自組織、自適應與自學習能力，從而減少建造過程中對人為決策的依賴性。圖1.23智能建造系統(tǒng)功能1.6智能建造體系.1.6.2智能建造系統(tǒng)技術架構智能建造系統(tǒng)的技術架構建立在物聯網、云計算、BIM、大數據以及面向服務架構等技術的基礎上，形成一個高度集成的信息物理系統(tǒng)。物聯網通過各類傳感器感知物理建造過程，經過接入網關向云計算平臺傳送實時采集的監(jiān)控數據。云計算平臺為大數據的存儲與應用、基于BIM的實時建造模型以及各項軟件服務提供了靈活且可擴展的信息空間，支持不同專業(yè)的項目管理人員在統(tǒng)一的平臺上共享信息并協同工作。在信息空間中經過分析、處理與優(yōu)化后形成的決策控制信息再通過物聯網反饋至物理建造資源，實現對施工設備的遠程控制以及對施工人員的遠程協助。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用深中通道鋼殼混凝土沉管隧道就利用了智能建造體系，首先進行沉管鋼殼智能制造：研發(fā)鋼殼小節(jié)段車間智能制造、中節(jié)段數字化搭載、大節(jié)段自動化總拼生產線。其中小節(jié)段車間智能制造是核心，研發(fā)“四線一系統(tǒng)”智能制造生產線，具體包括板材/型材智能切割生產線、片體智能焊接生產線、塊體智能焊接生產線、智能涂裝生產線、車間制造執(zhí)行過程的信息化管控系統(tǒng)；其次是鋼殼混凝土沉管自密實混凝土智能澆筑：（1)研發(fā)智能化澆筑裝備和智能澆筑小車。（2）基于BIM、智能傳感和物聯網技術，研發(fā)混凝土生產、運輸、澆筑、檢測的鋼殼沉管混凝土澆筑全過程智能化、信息化管理系統(tǒng)，利用大數據，實現沉管預制各環(huán)節(jié)任務智能分配、實時監(jiān)控記錄以及施工缺陷快速定位、自動生成報表的優(yōu)質、高效、智能化、精細化管理。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用(1）感知傳輸與數據識別感知傳輸系統(tǒng)以傳感器為核心，結合射頻、功率、微處理器、微能源等技術，來實現橋梁智能建造的基礎性、決定性核心技術。應用于橋梁智能建造的傳感器類型，按應用范圍主要分為結構狀態(tài)、裝備參數、環(huán)境因素的感知，通過這些監(jiān)測手段采集到的物理、幾何信息，以先進的遠程數據傳輸方式傳輸到數據識別系統(tǒng)。數據識別的目的就是為了初步分析處理這些傳感數據序列，以發(fā)現有價值的信息和知識，剔除掉不合理的錯誤數據，為決策行為提供必要的支持。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用然后是鋼殼混凝土密實度智能化檢測設備：結合定位、激振器、傳感器、控制主機等功能，提出脫空位置精確定位智能化檢測方法，研發(fā)出陣列式智能沖擊映像設備，實現了鋼殼混凝土的快速檢測，同時可實現精準檢測缺陷脫空位置、脫空面積、脫空高度，可視化處理形成二維或三維圖像；最后是鋼殼沉管管節(jié)智慧安裝：為降低施工風險、保障水上公共安全、提高對接精度、減少疏浚量，結合項目需求，研發(fā)沉管運輸安裝一體船。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用鐵路隧道建造也是應用了智能建造這一體系，鐵路隧道智能建造技術體系分為隧道勘察設計、隧道工程施工、隧道建設管理三大部分，其中隧道勘察設計是基于GIS的工程勘察和基于BIM的工程設計，基于GIS的工程勘察包括了空天地一體化隧道地質勘察預報、基于GIS的智能化量測、隧址范圍內地形地貌全要素信息獲取與快速處理、隧道工程地質和環(huán)境綜合勘察、基于隧址范圍內地址信息的綜合勘察進行了鐵路隧道工程地質環(huán)境信息綜合勘察判釋；基于BIM的工程設計包括了BIM建模、圍巖自動分級與爆破參數自動優(yōu)化、設計參數智能化選擇與修正、協同設計、三維圖紙存檔、數字化設計交付、基于AI虛擬現實與BIM技術的建造過程展示。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用(2）虛擬建造用數據交換的方式處理涉及全過程建造各個要素的特征值，在整個建造系統(tǒng)高效率運行過程中，與感知層采集到的真實數據通過各種智能算法進行交互驗證，確定被控對象的當前實際工作狀態(tài)，產生自適應控制規(guī)律，從而實時地調整與要素相關的各項參數，使智能建造系統(tǒng)始終自動地工作在最優(yōu)的運行狀態(tài)。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用(3）控制與執(zhí)行起到了分析判斷系統(tǒng)和安裝精度、施工工藝、質量控制、自動化裝備之間的信息集成和信息傳遞的作用，能夠實現指令下達、設備監(jiān)控、工藝控制等功能，以整個建造過程中各個關鍵要素實現高度信息融合為目標，為各層次的管理人員提供具備一定智能化水平的輔助決策支持。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應用根據智能建造這一體系，可以繁衍出很多生活中工程上所需的建筑體系，