《人工智能導(dǎo)論》第2版 第15章 智能制造與智能建造

第2版周蘇教授QQ：81505050人工智能導(dǎo)論第15章周蘇教授QQ：81505050智能制造與智能建造導(dǎo)讀案例：互聯(lián)網(wǎng)之父預(yù)言：智能眼鏡未來(lái)將取代手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)之父凱文·凱利，同時(shí)也是未來(lái)學(xué)家、科技預(yù)言者。凱利在接受媒體的采訪時(shí)，對(duì)未來(lái)5000天后的世界進(jìn)行了預(yù)測(cè)。凱利強(qiáng)調(diào)，智能眼鏡將實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界的合二為一，未來(lái)甚至可能取代手機(jī)。01智能制造02數(shù)字孿生03建筑信息模型04智能建造目錄/CONTENTS第15章智能制造與智能建造智能制造源于對(duì)人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識(shí)和智力的總和，前者是智能的基礎(chǔ)，后者是指獲取和運(yùn)用知識(shí)求解的能力。智能制造包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫(kù)，而且具有自學(xué)習(xí)功能，有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。第15章智能制造與智能建造另一方面，數(shù)字孿生也被稱為數(shù)字映射、數(shù)字鏡像，是指充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。得益于數(shù)字化和智能化技術(shù)的發(fā)展，由“數(shù)字建造”衍化而來(lái)，智能建造是以BIM（建筑信息模型）、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)為基礎(chǔ)，可以實(shí)時(shí)自適應(yīng)于變化需求的高度集成與協(xié)同的建造系統(tǒng)。PART01智能制造智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，同時(shí)，收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承和發(fā)展人類(lèi)專(zhuān)家的制造智能。由于這種制造模式突出了知識(shí)在制造活動(dòng)中的價(jià)值地位，而知識(shí)經(jīng)濟(jì)又是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式，所以，智能制造成為影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。智能制造系統(tǒng)是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。15.1智能制造智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，同時(shí)，收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承和發(fā)展人類(lèi)專(zhuān)家的制造智能。由于這種制造模式突出了知識(shí)在制造活動(dòng)中的價(jià)值地位，而知識(shí)經(jīng)濟(jì)又是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式，所以，智能制造成為影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。智能制造系統(tǒng)是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。15.1智能制造一般而言，制造系統(tǒng)被認(rèn)為是一個(gè)復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的整體集成，從制造系統(tǒng)的功能角度，可將智能制造系統(tǒng)細(xì)分為設(shè)計(jì)、計(jì)劃、生產(chǎn)和系統(tǒng)活動(dòng)四個(gè)子系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)子系統(tǒng)中，智能制造突出了產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)過(guò)程中消費(fèi)需求的影響；功能設(shè)計(jì)關(guān)注產(chǎn)品的可制造性、可裝配性、可維護(hù)性及保障性。在計(jì)劃子系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造將從簡(jiǎn)單信息型發(fā)展到知識(shí)密集型。在排序和制造資源計(jì)劃管理中，模糊推理等多類(lèi)的專(zhuān)家系統(tǒng)將集成應(yīng)用；智能制造的生產(chǎn)系統(tǒng)將是自治或半自治系統(tǒng)。15.1智能制造在監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)狀態(tài)獲取和故障診斷、檢驗(yàn)裝配以及模擬測(cè)試中，也廣泛應(yīng)用了智能技術(shù)；從系統(tǒng)活動(dòng)角度，在系統(tǒng)控制中開(kāi)始應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用分布技術(shù)、多元代理技術(shù)和全能技術(shù)，并采用開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)活動(dòng)并行，解決系統(tǒng)集成。由此可見(jiàn)，智能制造系統(tǒng)的理念建立在自組織、分布自治和社會(huì)生態(tài)學(xué)機(jī)理上，目的是通過(guò)設(shè)備柔性和智能控制，自動(dòng)地完成設(shè)計(jì)、加工、控制管理過(guò)程，旨在解決適應(yīng)高度變化環(huán)境的制造的有效性。15.1智能制造1.分布式數(shù)字控制分布式數(shù)字控制（DNC）是網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床常用的制造術(shù)語(yǔ)，其本質(zhì)是計(jì)算機(jī)與具有數(shù)控裝置的機(jī)床群使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的分布在車(chē)間中的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)就像一個(gè)統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)對(duì)多種通用的物理和邏輯資源整合，動(dòng)態(tài)分配數(shù)控加工任務(wù)給任一加工設(shè)備。分布式數(shù)字控制是提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本的有力手段，未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。15.1智能制造DNC早期只是作為解決數(shù)控設(shè)備通訊的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，隨著客戶的不斷發(fā)展和成長(zhǎng)，僅僅解決設(shè)備聯(lián)網(wǎng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代制造企業(yè)的需求。早在90年代初，美國(guó)PredatorSoftwareINC就賦予DNC更廣闊的內(nèi)涵——生產(chǎn)設(shè)備和工位智能化聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，這也是全球范圍內(nèi)最早且使用成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——車(chē)間內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)也使得DNC成為離散制造業(yè)MES系統(tǒng)必備的底層平臺(tái)。DNC能夠承載更多的信息，同時(shí)DNC系統(tǒng)必須能有效的結(jié)合先進(jìn)的數(shù)字化的數(shù)據(jù)錄入或讀出技術(shù)，如條碼技術(shù)、射頻技術(shù)、觸屏技術(shù)等，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工位數(shù)字化。15.1智能制造從廣義概念上來(lái)理解，計(jì)算機(jī)/現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS），敏捷制造等都可以看作是智能自動(dòng)化的例子。除了制造過(guò)程本身可以實(shí)現(xiàn)智能化外，還可以逐步實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)、智能管理等，再加上信息集成，全局優(yōu)化，逐步提高系統(tǒng)的智能化水平，最終建立智能制造系統(tǒng)。這可能是實(shí)現(xiàn)智能制造的一種可行途徑。15.1智能制造2.多智能體系統(tǒng)迅速發(fā)展的多智能體系統(tǒng)是一種分布式計(jì)算技術(shù)，已經(jīng)成為一種進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)分析與模擬的思想方法與工具。隨著人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，多智能體系統(tǒng)技術(shù)對(duì)解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中的多領(lǐng)域間的協(xié)調(diào)合作提供了一種智能化的方法，也為系統(tǒng)集成、并行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)智能制造提供了更有效的手段。15.1智能制造3.整子系統(tǒng)整子系統(tǒng)的基本構(gòu)件是整子（Holon，源自希臘語(yǔ)），人們用Holon表示系統(tǒng)的最小組成個(gè)體，整子系統(tǒng)就是由很多不同種類(lèi)的整子構(gòu)成。整子的最本質(zhì)特征是：（1）自治性，每個(gè)整子可以對(duì)其自身的操作行為作出規(guī)劃，可以對(duì)意外事件（如制造資源變化、制造任務(wù)貨物要求變化等）作出反應(yīng)，并且其行為可控；15.1智能制造（2）合作性，每個(gè)整子可以請(qǐng)求其他整子執(zhí)行某種操作行為，也可以對(duì)其他整子提出的操作申請(qǐng)?zhí)峁┓?wù)；（3）智能性，整子具有推理、判斷等智力，這也是它具有自治性和合作性的內(nèi)在原因。整子的上述特點(diǎn)表明，它與智能體的概念相似。由于整子的全能性，有人把它也譯為全能系統(tǒng)。（4）敏捷性，具有自組織能力，可快速、可靠地組建新系統(tǒng)。（5）柔性，對(duì)于快速變化的市場(chǎng)、變化的制造要求有很強(qiáng)的適應(yīng)性。除此之外，還有生物制造、綠色制造、分形制造等模式。15.1智能制造與傳統(tǒng)的制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特征：（1）自律能力。搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。具有自律能力的設(shè)備稱為“智能機(jī)器”，它在一定程度上表現(xiàn)出獨(dú)立性、自主性和個(gè)性，甚至相互間還能協(xié)調(diào)運(yùn)作與競(jìng)爭(zhēng)。強(qiáng)有力的知識(shí)庫(kù)和基于知識(shí)的模型是自律能力的基礎(chǔ)。15.1.1綜合特征（2）人機(jī)一體化。智能制造系統(tǒng)是人機(jī)一體化的智能系統(tǒng)，是一種混合智能?；谌斯ぶ悄艿闹悄軝C(jī)器只能進(jìn)行機(jī)械式的推理、預(yù)測(cè)、判斷，它只能具有邏輯思維（專(zhuān)家系統(tǒng)），最多做到形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），做不到靈感（頓悟）思維，只有人類(lèi)專(zhuān)家才真正同時(shí)具備以上三種思維能力。因此，想以人工智能全面取代制造過(guò)程中人類(lèi)專(zhuān)家的智能，獨(dú)立承擔(dān)起分析、判斷、決策等任務(wù)是不現(xiàn)實(shí)的。15.1.1綜合特征人機(jī)一體化一方面突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時(shí)在智能機(jī)器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系，使二者在不同的層次上各顯其能，互相配合，相輔相成。15.1.1綜合特征（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這是實(shí)現(xiàn)虛擬制造的支持技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)高水平人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，融合信號(hào)處理、動(dòng)畫(huà)技術(shù)、智能推理、預(yù)測(cè)、仿真和多媒體技術(shù)為一體；借助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實(shí)生活中的各種過(guò)程、物件等，因而也能擬實(shí)制造過(guò)程和未來(lái)的產(chǎn)品，從感官和視覺(jué)上使人獲得完全如同真實(shí)的感受。但其特點(diǎn)是可以按照人們的意愿任意變化，這種人機(jī)結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個(gè)顯著特征。15.1.1綜合特征（4）自組織超柔性。智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，其柔性不僅突出在運(yùn)行方式上，而且突出在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類(lèi)專(zhuān)家組成的群體，具有生物特征。（5）學(xué)習(xí)與維護(hù)。智能制造系統(tǒng)能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫(kù)，具有自學(xué)習(xí)功能。同時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中自行故障診斷，并具備對(duì)故障自行排除、自行維護(hù)的能力。這種特征使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。15.1.1綜合特征智能制造中的智能技術(shù)包括：（1）傳感技術(shù)：高傳感靈敏度、精度、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性的傳感技術(shù)，采用新原理、新材料、新工藝的傳感技術(shù)（如量子測(cè)量、納米聚合物傳感、光纖傳感等），微弱傳感信號(hào)提取與處理技術(shù)。（2）模塊化、嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)：不同結(jié)構(gòu)的模塊化硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，微內(nèi)核操作系統(tǒng)和開(kāi)放式系統(tǒng)軟件技術(shù)、組態(tài)語(yǔ)言和人機(jī)界面技術(shù)，以及實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一編程環(huán)境的工程軟件平臺(tái)技術(shù)。15.1.2智能技術(shù)（3）先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)：工業(yè)過(guò)程多層次性能評(píng)估技術(shù)、基于大量數(shù)據(jù)的建模技術(shù)、大規(guī)模高性能多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)，大型復(fù)雜裝備系統(tǒng)仿真技術(shù)，高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、電子傳動(dòng)等精密運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。（4）系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)：大型制造工程項(xiàng)目復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)技術(shù)以及安裝調(diào)試技術(shù)，統(tǒng)一操作界面和工程工具設(shè)計(jì)技術(shù)，統(tǒng)一事件序列和報(bào)警處理技術(shù)，一體化資產(chǎn)管理技術(shù)。15.1.2智能技術(shù)（5）故障診斷與健康維護(hù)技術(shù)：在線或遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、自愈合調(diào)控與損傷智能識(shí)別以及健康維護(hù)技術(shù)，重大裝備的壽命測(cè)試和剩余壽命預(yù)測(cè)技術(shù)，可靠性與壽命評(píng)估技術(shù)。（6）高可靠實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高可靠無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)和異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)間信息無(wú)縫交換技術(shù)。15.1.2智能技術(shù)（7）功能安全技術(shù)：智能裝備硬件、軟件的功能安全分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證技術(shù)及方法，建立功能安全驗(yàn)證的測(cè)試平臺(tái)，研究自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體功能安全評(píng)估技術(shù)。（8）特種工藝與精密制造技術(shù)：多維精密加工工藝，精密成型工藝，焊接、粘接、燒結(jié)等特殊連接工藝，微機(jī)電系統(tǒng)、精確可控?zé)崽幚砑夹g(shù)、精密鍛造技術(shù)等。15.1.2智能技術(shù)（9）識(shí)別技術(shù)：低成本、低功耗RFID芯片設(shè)計(jì)制造技術(shù)，超高頻和微波天線設(shè)計(jì)技術(shù)，低溫?zé)釅悍庋b技術(shù)，超高頻RFID核心模塊設(shè)計(jì)制造技術(shù)，基于深度三位圖像識(shí)別技術(shù)，物體缺陷識(shí)別技術(shù)。15.1.2智能技術(shù)智能制造中的測(cè)控裝置包括：（1）新型傳感器及其系統(tǒng)——新原理、新效應(yīng)傳感器，新材料傳感器，微型化、智能化、低功耗傳感器，集成化傳感器（如單傳感器陣列集成和多傳感器集成）和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。（2）智能控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線分散型控制系統(tǒng)、大規(guī)模聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、高端可編程控制系統(tǒng)（PLC）、面向裝備的嵌入式控制系統(tǒng)、功能安全監(jiān)控系統(tǒng)。15.1.3測(cè)控裝置（3）智能儀表——智能化溫度、壓力、流量、物位、熱量、工業(yè)在線分析儀表、智能變頻電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能閥門(mén)定位器和高可靠執(zhí)行器。（4）精密儀器——在線質(zhì)譜/激光氣體/紫外光譜/紫外熒光/近紅外光譜分析系統(tǒng)、板材加工智能板形儀、高速自動(dòng)化超聲無(wú)損探傷檢測(cè)儀、特種環(huán)境下蠕變疲勞性能檢測(cè)設(shè)備等產(chǎn)品。（5）工業(yè)機(jī)器人與專(zhuān)用機(jī)器人——焊接、涂裝、搬運(yùn)、裝配等工業(yè)機(jī)器人及安防、危險(xiǎn)作業(yè)、救援等專(zhuān)用機(jī)器人。15.1.3測(cè)控裝置（6）精密傳動(dòng)裝置——高速精密重載軸承，高速精密齒輪傳動(dòng)裝置，高速精密鏈傳動(dòng)裝置，高精度高可靠性制動(dòng)裝置，諧波減速器，大型電液動(dòng)力換檔變速器，高速、高剛度、大功率電主軸，直線電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌。（7）伺服控制機(jī)構(gòu)——高性能變頻調(diào)速裝置、數(shù)位伺服控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分布式伺服系統(tǒng)等產(chǎn)品，提升重點(diǎn)領(lǐng)域電氣傳動(dòng)和執(zhí)行的自動(dòng)化水平，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。15.1.3測(cè)控裝置（8）液氣密元件及系統(tǒng)——高壓大流量液壓元件和液壓系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)速大功率液力偶合器調(diào)速裝置、智能潤(rùn)滑系統(tǒng)、智能化閥島、智能定位氣動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)、高性能密封裝置。15.1.3測(cè)控裝置智能制造的總體目標(biāo)是通過(guò)快速創(chuàng)建應(yīng)用程序，從而使處于整個(gè)價(jià)值鏈應(yīng)用程序和架構(gòu)中的人、系統(tǒng)和資產(chǎn)之間的協(xié)作成為可能，為未來(lái)構(gòu)建一個(gè)新的智能制造軟件平臺(tái)。新技術(shù)每天都在產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)，一些制造商正在應(yīng)用大數(shù)據(jù)和分析技術(shù)，希望從這些數(shù)據(jù)中挖掘出更多的智能信息，從而將它們的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)提升到新的水平。制造企業(yè)知道，要想提高經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，獲取數(shù)據(jù)是非常重要的一環(huán)。如果可以將背景信息在正確的時(shí)間提供給正確的人、做出正確的決策，那就可以提高整體性能。15.1.4運(yùn)作過(guò)程（1）任一網(wǎng)絡(luò)用戶都可以通過(guò)訪問(wèn)該系統(tǒng)的主頁(yè)獲得該系統(tǒng)的相關(guān)信息，還可通過(guò)填寫(xiě)和提交系統(tǒng)主頁(yè)所提供的用戶定單登記表來(lái)向該系統(tǒng)發(fā)出定單；（2）如果接到并接受網(wǎng)絡(luò)用戶的定單，智能體就將其存入全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)可以從中取出該定單，進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，將該任務(wù)分解成若干子任務(wù)，將這些任務(wù)分配給系統(tǒng)上獲得權(quán)限的結(jié)點(diǎn)；15.1.4運(yùn)作過(guò)程（3）產(chǎn)品設(shè)計(jì)子任務(wù)被分配給設(shè)計(jì)結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)通過(guò)良好的人機(jī)交互完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)子任務(wù)，生成相應(yīng)的CAD/CAPP數(shù)據(jù)和文檔以及數(shù)控代碼，并將這些數(shù)據(jù)和文檔存入全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，最后向任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)提交該子任務(wù)；15.1.4運(yùn)作過(guò)程（4）加工子任務(wù)被分配給生產(chǎn)者；一旦該子任務(wù)被生產(chǎn)者結(jié)點(diǎn)接受，機(jī)床智能體將被允許從全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)讀取必要的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳給加工中心，加工中心則根據(jù)這些數(shù)據(jù)和命令完成加工子任務(wù)，并將運(yùn)行狀態(tài)信息送給機(jī)床智能體，機(jī)床智能體向任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)返回結(jié)果，提交該子任務(wù)；15.1.4運(yùn)作過(guò)程（5）在系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行期間，系統(tǒng)智能體都對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)間的交互活動(dòng)進(jìn)行記錄，如消息的收發(fā)，對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，查詢各結(jié)點(diǎn)的名字、類(lèi)型、地址、能力及任務(wù)完成情況等。（6）網(wǎng)絡(luò)客戶可以了解定單執(zhí)行的結(jié)果。15.1.4運(yùn)作過(guò)程PART02數(shù)字孿生簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生就是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個(gè)信息化平臺(tái)上的數(shù)字版虛擬“克隆體”。圖15-5數(shù)字孿生15.2數(shù)字孿生相比于設(shè)計(jì)圖紙，數(shù)字孿生體最大的特點(diǎn)在于：它是對(duì)實(shí)體對(duì)象（本體）的動(dòng)態(tài)仿真。也就是說(shuō)，數(shù)字孿生體是會(huì)“動(dòng)”的。而且，數(shù)字孿生體“動(dòng)”的依據(jù)，來(lái)自本體的物理設(shè)計(jì)模型，還有本體上面?zhèn)鞲衅鞣答伒臄?shù)據(jù)，以及本體運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)。實(shí)際上，本體的實(shí)時(shí)狀態(tài)，還有外界環(huán)境條件，都會(huì)復(fù)現(xiàn)到“孿生體”身上。15.2.1數(shù)字孿生的動(dòng)態(tài)仿真如果需要改動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，或者想要知道系統(tǒng)在特殊外部條件下的反應(yīng)，可以在孿生體上進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)”。這樣一來(lái)，既避免了對(duì)本體的影響，也可以提高效率、節(jié)約成本。圖15-6在孿生體上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)15.2.1數(shù)字孿生的動(dòng)態(tài)仿真數(shù)字孿生源自工業(yè)制造領(lǐng)域中的“產(chǎn)品生命周期管理（PLM）”概念。除了“會(huì)動(dòng)”之外，理解數(shù)字孿生還有三個(gè)關(guān)鍵詞，分別是“全生命周期”“實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)”“雙向”。全生命周期，是指數(shù)字孿生可以貫穿產(chǎn)品包括設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、服務(wù)、維護(hù)乃至報(bào)廢回收的整個(gè)周期，它并不僅限于幫助企業(yè)把產(chǎn)品更好地造出來(lái)，還包括幫助用戶更好地使用產(chǎn)品。15.2.1數(shù)字孿生的動(dòng)態(tài)仿真而實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)，是指本體和孿生體之間，可以建立全面的實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)聯(lián)系。兩者并不是完全獨(dú)立的，映射關(guān)系也具備一定的實(shí)時(shí)性。雙向，是指本體和孿生體之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)可以是雙向的。并不是只能本體向?qū)\生體輸出數(shù)據(jù)，孿生體也可以向本體反饋信息?？梢愿鶕?jù)孿生體反饋的信息，對(duì)本體采取行動(dòng)和干預(yù)。15.2.1數(shù)字孿生的動(dòng)態(tài)仿真我們通過(guò)一些案例來(lái)了解數(shù)字孿生體的價(jià)值。（1）工業(yè)制造。數(shù)字孿生起源于工業(yè)制造領(lǐng)域，這里也是數(shù)字孿生技術(shù)的主戰(zhàn)場(chǎng)。在產(chǎn)品研發(fā)的過(guò)程中，數(shù)字孿生可以虛擬構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)字化模型，對(duì)其進(jìn)行仿真測(cè)試和驗(yàn)證。生產(chǎn)制造時(shí)，可以模擬設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，還有參數(shù)調(diào)整帶來(lái)的變化。數(shù)字孿生能夠有效提升產(chǎn)品的可靠性和可用性，同時(shí)降低產(chǎn)品研發(fā)和制造風(fēng)險(xiǎn)。圖15-7生產(chǎn)流程數(shù)字孿生模型15.2.2數(shù)字孿生的價(jià)值采用數(shù)字孿生技術(shù)，通過(guò)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采集和智能分析，可以預(yù)測(cè)維護(hù)工作的最佳時(shí)間點(diǎn)，也可以提供維護(hù)周期的參考依據(jù)。數(shù)字孿生體也可以提供故障點(diǎn)和故障概率的參考。數(shù)字孿生給工業(yè)制造帶來(lái)了顯而易見(jiàn)的效率提升和成本下降。例如，美國(guó)通用公司號(hào)稱已經(jīng)為每個(gè)引擎、每個(gè)渦輪、每臺(tái)核磁共振創(chuàng)造了一個(gè)數(shù)字孿生體（總數(shù)超過(guò)了120萬(wàn)個(gè)）。通過(guò)這些擬真的數(shù)字化模型，工程師們可以在虛擬空間調(diào)試、實(shí)驗(yàn)，能夠讓機(jī)器的運(yùn)行效果達(dá)到最佳。15.2.2數(shù)字孿生的價(jià)值（2）智慧城市。數(shù)字孿生和5G/6G通信技術(shù)、智慧城市等有著非常密切的關(guān)系。5G開(kāi)啟“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代，它使得人類(lèi)的連接技術(shù)到了前所未有的高度。未來(lái)，在現(xiàn)代通信技術(shù)的支持下，云和端之間可以建立更緊密的連接。這也就意味著，更多的數(shù)據(jù)將被采集并集中在一起。這些數(shù)據(jù)，可以幫助構(gòu)建更強(qiáng)大的數(shù)字孿生體。例如，一個(gè)數(shù)字孿生城市。15.2.2數(shù)字孿生的價(jià)值如今，我們的城市布滿了各種各樣的傳感器、攝像頭。借助通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這些終端采集的數(shù)據(jù)可以更快地被提取出來(lái)。在數(shù)字孿生城市中，基礎(chǔ)設(shè)施（水、電、氣、交通等）的運(yùn)行狀態(tài)，市政資源（警力、醫(yī)療、消防等）的調(diào)配情況，都會(huì)通過(guò)傳感器、攝像頭、數(shù)字化子系統(tǒng)采集出來(lái)，并傳遞到云端。城市的管理者基于這些數(shù)據(jù)，以及城市模型，構(gòu)建數(shù)字孿生體，從而更高效地管理城市。相比于工業(yè)制造的“產(chǎn)品生命周期”，城市管理的“生命周期”更長(zhǎng)，數(shù)字孿生帶來(lái)的回報(bào)更大。當(dāng)然，城市數(shù)字孿生的部署難度也更大。15.2.2數(shù)字孿生的價(jià)值（3）基建工程。這是數(shù)字孿生的重要應(yīng)用領(lǐng)域。在修建高速公路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施前，完成對(duì)工程的數(shù)字化建模，然后在虛擬的數(shù)字空間對(duì)工程進(jìn)行仿真和模擬，評(píng)估工程的結(jié)構(gòu)和承受能力，還可以導(dǎo)入流量數(shù)據(jù)，評(píng)估工程是否可以滿足投入使用后的需求。在工程交付之后，在維護(hù)階段評(píng)估工程是否可以承擔(dān)特殊情況的壓力。以及監(jiān)測(cè)可能出現(xiàn)的事故隱患。15.2.2數(shù)字孿生的價(jià)值除了上述領(lǐng)域之外，包括醫(yī)療、物流、環(huán)保等很多場(chǎng)景都適合采用數(shù)字孿生技術(shù)，應(yīng)用場(chǎng)景非常廣闊。數(shù)字孿生是一項(xiàng)非常有潛力的前沿技術(shù)，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)豐厚的價(jià)值回報(bào)。15.2.2數(shù)字孿生的價(jià)值PART03建筑信息模型建筑業(yè)中的BIM技術(shù)是指通過(guò)數(shù)字化手段，在計(jì)算機(jī)中建立出一個(gè)虛擬建筑，該虛擬建筑會(huì)提供一個(gè)單一、完整、包含邏輯關(guān)系的建筑信息庫(kù)。需要注意的是，在這其中“信息”的內(nèi)涵不僅僅是幾何形狀描述的視覺(jué)信息，還包含大量的非幾何信息，如材料的耐火等級(jí)和傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)和采購(gòu)信息等等，其本質(zhì)是一個(gè)按照建筑直觀物理形態(tài)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中記錄了各階段的所有數(shù)據(jù)信息。BIM應(yīng)用的精髓在于這些數(shù)據(jù)能貫穿項(xiàng)目的整個(gè)生命期，對(duì)項(xiàng)目的建造及后期的運(yùn)營(yíng)管理持續(xù)發(fā)揮作用。15.3建筑信息模型

圖15-9BIM全景圖15.3建筑信息模型BIM是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)而建立的建筑模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真，模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。BIM從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)，以項(xiàng)目信息為基礎(chǔ)構(gòu)建集成流程，具有可視化、協(xié)調(diào)性、可模擬、可優(yōu)化和可出圖紙5大特點(diǎn)。建筑公司通過(guò)使用BIM，可以在整個(gè)流程中根據(jù)統(tǒng)一的信息創(chuàng)新設(shè)計(jì)和繪制，還可以通過(guò)真實(shí)性模擬和建筑可視化來(lái)更好地溝通，以便讓項(xiàng)目各方了解工期、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況、成本和環(huán)境影響等項(xiàng)目基本信息。15.3.1BIM基本特性1.可視化對(duì)于建筑業(yè)來(lái)說(shuō)，可視化，即“所見(jiàn)即所得”的形式，真正運(yùn)用在建筑業(yè)作用非常大。例如，經(jīng)常拿到的施工圖紙只是各個(gè)構(gòu)件的信息，在圖紙上以線條繪制表達(dá)，但是真正的構(gòu)造形式需要建筑業(yè)人員去自行想象。如果建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，問(wèn)題不大，但是，如今形式各異、復(fù)雜造型的建筑不斷推出，光靠想象就不太實(shí)際了。所以，BIM提供了可視化的思路，將以往的線條式的構(gòu)件，形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前。15.3.1BIM基本特性以前建筑業(yè)也會(huì)制作設(shè)計(jì)方面的效果圖，但是這種效果圖是分包給專(zhuān)業(yè)的效果圖制作團(tuán)隊(duì)，根據(jù)線條式信息識(shí)讀設(shè)計(jì)制作出來(lái)的，并不是通過(guò)構(gòu)件的信息自動(dòng)生成的，因此缺少了同構(gòu)件之間的互動(dòng)性和反饋性。而B(niǎo)IM的可視化能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)和反饋。在BIM建筑信息模型中，由于整個(gè)過(guò)程都是可視的，所以可以用于效果圖的展示和報(bào)表的生成。更重要的是通過(guò)建筑可視化，可以在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中進(jìn)行溝通、討論和決策。15.3.1BIM基本特性2.協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)性是建筑業(yè)中的重點(diǎn)，無(wú)論是施工單位和設(shè)計(jì)單位還是業(yè)主，都在做著協(xié)調(diào)及相互配合的工作。一旦在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中遇到了問(wèn)題，就需要相關(guān)人員組織起來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)會(huì)議，找出施工中問(wèn)題發(fā)生的原因及解決辦法，然后做出相應(yīng)變更、補(bǔ)救措施等來(lái)解決問(wèn)題。在設(shè)計(jì)時(shí)，由于專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不到位，往往會(huì)出現(xiàn)各種專(zhuān)業(yè)之間的碰撞問(wèn)題，例如，在對(duì)暖通（供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)及空調(diào)工程）等專(zhuān)業(yè)中的管道進(jìn)行布置時(shí)，可能會(huì)遇到構(gòu)件阻礙管線，而B(niǎo)IM的協(xié)調(diào)性服務(wù)可以幫助處理這種問(wèn)題。15.3.1BIM基本特性也就是說(shuō)，BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期，對(duì)各專(zhuān)業(yè)的碰撞問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成并提供出協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，BIM的協(xié)調(diào)作用還可以解決電梯井布置與其他設(shè)計(jì)布置及凈空要求的協(xié)調(diào)、防火分區(qū)與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)以及地下排水布置與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)等問(wèn)題。15.3.1BIM基本特性3.可模擬除了模擬、設(shè)計(jì)出建筑物的模型，BIM還可以模擬難以在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事件。在設(shè)計(jì)階段，BIM可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些事件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，例如，節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬和熱能傳導(dǎo)模擬等。在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬（3D模型加項(xiàng)目進(jìn)展時(shí)間），也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而確定合理的施工方案。同時(shí)還可以進(jìn)行5D模擬（基于3D模型的造價(jià)控制），從而實(shí)現(xiàn)成本控制。在后期運(yùn)營(yíng)階段，還可以進(jìn)行日常緊急情況處理方式的模擬，如地震人員逃生模擬和消防人員疏散模擬等。15.3.1BIM基本特性4.可優(yōu)化事實(shí)上，整個(gè)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，在BIM的基礎(chǔ)上，可以更好地進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化活動(dòng)通常受信息、復(fù)雜程度和時(shí)間的制約。準(zhǔn)確的信息影響優(yōu)化的最終結(jié)果，BIM模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息，包括幾何信息、物理信息以及規(guī)則信息。對(duì)于高度復(fù)雜的項(xiàng)目，由于參與人員本身的原因，往往無(wú)法掌握所有的信息，因此需要借助一定的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的幫助?，F(xiàn)代建筑物的復(fù)雜程度大多超過(guò)參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的服務(wù)。15.3.1BIM基本特性基于BIM的優(yōu)化，可以完成以下兩種任務(wù)：（1）對(duì)項(xiàng)目方案的優(yōu)化。把項(xiàng)目設(shè)計(jì)和投資回報(bào)分析結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)時(shí)計(jì)算出設(shè)計(jì)變化對(duì)投資回報(bào)的影響。使業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇不會(huì)停留在對(duì)形狀的評(píng)價(jià)上，而是哪種項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案更有利于自身的需求。（2）對(duì)特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在大空間隨處可看到異型設(shè)計(jì)，如裙樓、幕墻和屋頂?shù)取＿@些內(nèi)容看似占整個(gè)建筑的比例不大，但是占投資和工作量的比例卻往往很大，而且通常是施工難度較大和施工問(wèn)題較多的地方，對(duì)這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，可以顯著地改善工期和造價(jià)。15.3.1BIM基本特性5.可出圖紙使用BIM繪制的圖紙，不同于建筑設(shè)計(jì)院所設(shè)計(jì)的圖紙或者一些構(gòu)件加工的圖紙，而是通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬和優(yōu)化以后，繪制出的綜合管線圖（經(jīng)過(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，消除了相應(yīng)錯(cuò)誤）、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（預(yù)埋套管圖）以及碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。15.3.1BIM基本特性BIM用于造價(jià)業(yè)務(wù)，很有可能會(huì)改變?cè)靸r(jià)的整個(gè)工作流程，包括造價(jià)員的整個(gè)工作思維模式。傳統(tǒng)的造價(jià)工作模式是：識(shí)圖→算量（軟件提量+手工算量）→套項(xiàng)→調(diào)整材料價(jià)、調(diào)整取費(fèi)，完成造價(jià)。一個(gè)過(guò)程中有很多重復(fù)的工作，并且很多環(huán)節(jié)需要大量的人工勞動(dòng)力來(lái)解決造價(jià)中遇到的復(fù)雜問(wèn)題，在可研、設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工階段需要重復(fù)計(jì)算不同階段的造價(jià)。15.3.2BIM對(duì)工程造價(jià)的影響這樣的工作模式勢(shì)必會(huì)增加很多額外的成本，尤其后期設(shè)計(jì)中的變更修改階段，每一次修改都需要重新核對(duì)一下圖紙的改變程度，傳統(tǒng)的單機(jī)單專(zhuān)業(yè)的工作方式下，很多設(shè)計(jì)修改不會(huì)被造價(jià)人員發(fā)現(xiàn)，這樣的造價(jià)計(jì)算肯定會(huì)和實(shí)際的清單存在很多誤差。而B(niǎo)IM下的造價(jià)可以計(jì)算不同階段的造價(jià)清單，只要模型建立的足夠精細(xì)就可以得到十分精準(zhǔn)的造價(jià)信息。15.3.2BIM對(duì)工程造價(jià)的影響工程造價(jià)分為三個(gè)部分，算量、組價(jià)和合同?，F(xiàn)階段來(lái)看，BIM技術(shù)的普及對(duì)工程造價(jià)的沖擊主要在算量問(wèn)題上。BIM作為應(yīng)用軟件，簡(jiǎn)化了工程量的計(jì)算，使造價(jià)師從算量的繁瑣工作中脫離出來(lái)，大量減少了計(jì)算工作，將更多的目光放在組價(jià)和合同問(wèn)題上。另外，BIM技術(shù)使各階段數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程、全要素可靠、準(zhǔn)確地工程造價(jià)管理。這在一定程度上打破了之前由于各階段數(shù)據(jù)不連續(xù)，各環(huán)節(jié)之間協(xié)同共享存在障礙，導(dǎo)致工程信息不透明，工程項(xiàng)目“水深”現(xiàn)象。15.3.2BIM對(duì)工程造價(jià)的影響B(tài)IM模型是設(shè)施所有信息的數(shù)字化表達(dá)，是一個(gè)可以作為設(shè)施虛擬替代物的信息化電子模型，是共享信息的資源，也是建筑信息模型和建筑信息管理的基礎(chǔ)。人們常以為BIM模型是一個(gè)單一的模型，但到了實(shí)際操作層面，由于項(xiàng)目所處的階段不同、專(zhuān)業(yè)分工不同、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)不同等多種原因，項(xiàng)目的不同參與方還必須擁有各自的模型，例如場(chǎng)地模型、建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、設(shè)備模型、施工模型、竣工模型等。這些模型是從屬于項(xiàng)目總體模型的子模型，但規(guī)模比項(xiàng)目的總體模型要小。15.3.3BIM模型的構(gòu)架所有的子模型都是在同一個(gè)基礎(chǔ)模型上生成的，這個(gè)基礎(chǔ)模型包括了建筑物最基本的構(gòu)架：場(chǎng)地的地理坐標(biāo)與范圍、柱、梁、樓板、墻體、樓層、建筑空間等，而專(zhuān)業(yè)的子模型就是在基礎(chǔ)模型的上面添加各自的專(zhuān)業(yè)構(gòu)件形成的，這里專(zhuān)業(yè)子模型與基礎(chǔ)模型的關(guān)系就相當(dāng)一個(gè)引用與被引用的關(guān)系，基礎(chǔ)模型的所有信息被各個(gè)子模型共享。15.3.3BIM模型的構(gòu)架BIM應(yīng)用是與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)密切相關(guān)的，如何從軟硬件的角度搭建起B(yǎng)IM應(yīng)用系統(tǒng)的框架是BIM應(yīng)用的必要條件，但是無(wú)論從縱向的全生命周期來(lái)說(shuō)，還是橫向的各行各業(yè)的項(xiàng)目參與方來(lái)說(shuō)，BIM應(yīng)用的廣泛性都給BIM系統(tǒng)應(yīng)用框架的搭建提出了很高的要求，必須保證在設(shè)施全生命周期中的BIM應(yīng)用充分實(shí)現(xiàn)信息交換。15.3.4BIM生態(tài)系統(tǒng)目前建筑業(yè)的信息表達(dá)與交換的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是IFC（行業(yè)基礎(chǔ)分類(lèi)）標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生于1994年Autodesk公司發(fā)起的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，用于定義建筑信息可擴(kuò)展的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，以便在建筑、工程和施工軟件應(yīng)用程序之間進(jìn)行交互。如何在系統(tǒng)中直接傳遞、交換IFC數(shù)據(jù)，就需要設(shè)置BIM服務(wù)器，BIM服務(wù)器與BIM知識(shí)庫(kù)一起組成一個(gè)以IFC格式為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用平臺(tái)。15.3.4BIM生態(tài)系統(tǒng)用戶進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用時(shí)可通過(guò)BIM服務(wù)器提取所需的信息，同時(shí)也可以對(duì)模型中的信息進(jìn)行擴(kuò)展，然后將擴(kuò)展的模型信息重新提交給服務(wù)器，這樣就實(shí)現(xiàn)了BIM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、交換和應(yīng)用。再進(jìn)一步，如果BIM服務(wù)器實(shí)現(xiàn)以集成BIM為基礎(chǔ)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象級(jí)別的數(shù)據(jù)管理以及權(quán)限配置，能支持多用戶協(xié)作和同步修改。15.3.4BIM生態(tài)系統(tǒng)采用BIM技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的協(xié)同設(shè)計(jì)，施工階段的建造全過(guò)程一體化和運(yùn)營(yíng)階段對(duì)建筑物的智能化維護(hù)和設(shè)施管理，同時(shí)還能打破從業(yè)主到設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)之間的隔閡和界限，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的全壽命周期管理。在2010年美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的計(jì)算機(jī)集成化施工研究組經(jīng)研究寫(xiě)成的《BIM項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃指南》第二版中，發(fā)表了“BIM技術(shù)的25種常見(jiàn)的應(yīng)用圖”，這25種應(yīng)用跨越了設(shè)施全生命周期的四個(gè)階段，即規(guī)劃階段（項(xiàng)目前期策劃階段）、設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)階段。我國(guó)借鑒上述對(duì)BIM應(yīng)用的分類(lèi)框架，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，歸納得出“項(xiàng)目四階段中的20種BIM典型應(yīng)用”。15.3.5BIM全周期實(shí)施規(guī)劃PART04智能建造面對(duì)建筑業(yè)生產(chǎn)效率低、事故率高、勞動(dòng)力短缺及成本逐年上升的壓力，在數(shù)字化、智能化技術(shù)快速發(fā)展的背景下，智能建造被認(rèn)為是行業(yè)發(fā)展的方向。15.4智能建造智能建造是由“數(shù)字建造”衍化而來(lái)。一般來(lái)講，智能建造是以BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)為基礎(chǔ)，可以實(shí)時(shí)自適應(yīng)于變化需求的高度集成與協(xié)同的建造系統(tǒng)。智能建造不是一個(gè)面向單一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)，而是一個(gè)高度集成多個(gè)環(huán)節(jié)的建造系統(tǒng)，即融合了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流和施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。圖15-10智能建造現(xiàn)場(chǎng)15.4.1智能建造的定義基于智能建造的定義，智能建造系統(tǒng)由智能設(shè)計(jì)、智能