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)場施工機器人還是模擬先進制造最佳實踐的場外預(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)計機會、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)計組成。
實時傳感、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。人機合作的目標(biāo)仍然是平衡對環(huán)境、工人安全和投資回報的影響。
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)技術(shù)、預(yù)制和工業(yè)機器人技術(shù)。優(yōu)點：減少浪費、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。示例：包含混凝土鋼筋自動化和布局機器人。3. 建筑機器人
作用：在建筑工地上，機器人技術(shù)（尤其是協(xié)作機器人）可以提高準(zhǔn)確性和生產(chǎn)力。例如：SAM100 等砌磚機器人和 NeXtera 的 Oliver 等現(xiàn)場掃描機器人。4. 自主施工設(shè)備
概述：自主機械和汽車提高效率和安全性。示例：包括用于可再生能源項目的自動推土機和挖溝系統(tǒng)。12項建筑自動化前沿技術(shù)
建筑自動化通過提高生產(chǎn)力、降低費用和更好的項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，它增強了利益相關(guān)者的協(xié)作。在項目過程中，BIM 可以提高協(xié)調(diào)性、準(zhǔn)確性和效率。
2. 人工智能驅(qū)動的機器人
使用人工智能 (AI) 的機器人正在徹底改變焊接、混凝土澆筑和砌磚等建筑工作。這些機器人利用人工智能和機器學(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，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)提供了可擴展性和適應(yīng)性。
4. 無人機
施工中的無人機廣泛用于進度跟蹤、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可以提供建筑工地的實時航拍圖像，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確的規(guī)劃和監(jiān)控。通過降低危險區(qū)域人工檢查的要求，他們改進了安全解決方案。
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并減少現(xiàn)場施工時間，因此可以實現(xiàn)更快、更經(jīng)濟的建筑程序。
6. AR（增強現(xiàn)實）
增強現(xiàn)實 (AR) 將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)疊加到現(xiàn)實世界中，促進決策和可視化。通過提供施工自動化以及實時數(shù)據(jù)和視覺效果，施工中的增強現(xiàn)實可以幫助建筑行業(yè)的設(shè)計驗證、項目規(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時數(shù)據(jù)。
8. 自主機械
借助人工智能和傳感器，起重機和推土機等其他自主機器可以自行工作。通過精確地完成危險和重復(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。它們可以實時監(jiān)控環(huán)境因素和機械，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目管理變得更加容易，其中包括分析、實時數(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目運營。
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)計驗證和竣工文檔記錄。
12.數(shù)字孿生
數(shù)字孿生是物理資產(chǎn)的數(shù)字副本，可實現(xiàn)預(yù)測性維護和實時監(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)定加快項目完成速度 | 初期投資高潛在的技術(shù)故障需要維護 |
| 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 | 實現(xiàn) 24/7 全天候運營提高整體生產(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推廣環(huán)保實踐 | 可能會造成電子垃圾自動化系統(tǒng)的能耗 |
| 勞動 | 在技術(shù)和維護領(lǐng)域創(chuàng)造新的就業(yè)機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 |
| 項目管理 | 利用實時數(shù)據(jù)做出更好的決策增強的項目跟蹤和數(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)。先進的機器人、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)險并提高建筑工地的安全性。此外，通過減少浪費和改善資源利用，這場技術(shù)革命為環(huán)境可持續(xù)性做出了重大貢獻。
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、云計算、大數(shù)據(jù)、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點話題與最新技術(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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