《智能建造技术与装备》 课件 第十章 智能施工与智慧工地

智能建造技术与装备第十章：智能施工与智慧工地目录一、智能施工与智慧工地概念二、智能施工与智慧工地装备三、智能施工与智慧工地项目典型案例目录一、智能施工与智慧工地概念二、智能施工与智慧工地装备三、智能施工与智慧工地项目典型案例一、智能施工与智慧工地概念——智能施工概念概述与国外应用现状在现今建筑建设过程中，为保证工程建设质量以及建设效率，智能施工技术开始在工程建设中得到应用。智能施工是以BIM（BuildingInformationModel）、物联网（InternetofThings）、3D打印技术、人工智能、云计算、大数据等技术为基础，可以实时自适应于变化需求的高度集成与协同的建造系统。国家年份政府规定美国2007所有重要项目通过BIM进行空间规划英国2016实现3D-BIM全面协同，且全部文件以信息化管理韩国2016实现全部公共设施项目使用BIM技术新加坡2015建筑面积大于5000㎡的项目均需提交BIM模型北欧2007强制要求建筑设计部分使用BIM在美国及北欧等开展BIM时间较早的国家中，强制要求应用BIM技术早于其他国家十几年。英国、新加坡、韩国近几年也实现部分或全部实现应用BIM技术。其他一些国家如日本、澳大利亚等虽未强制要求，但也结合国情也发布了相关的BIM标准、行动方案并成立了相关联盟。一、智能施工与智慧工地概念——智能施工概念BIM技术我国BIM技术应用现处于起步阶段，交叉学科领域研究较少，多以施工阶段应用为主，但是发展迅速，大多数企业都逐渐重视起BIM技术在工程各阶段的应用价值。北京大兴机场BIM技术应用近年来BIM技术在我国应用的案例也有很多，如中国尊、国家会展中心、北京大兴机场等，在深化设计、辅助施工、族库建立及可视化控制等方面发挥了巨大的作用。国家会展中心BIM技术应用中国尊BIM技术应用一、智能施工与智慧工地概念——智能施工概念3D打印技术国外3D打印技术发展较早，并积极推动3D打印技术的发展，由美国、德国、英国等国家首先推广，并且十分重视。过去的20年，中国在3D打印技术方面也取得了丰硕的成果。世界第一栋打印建筑

苏州工业园区3D打印别墅3D打印技术技术诞生于1984年，而3D打印建筑技术最早是美国学者JosephPegna提出的，它是一种按照预先设计的建筑模型和程序，用特制的打印“油墨”（一种建筑材料）通过机器设备智能“打印”出来并逐层累加，从而达到建筑建设标准且具有实用功能的建筑的技术。一、智能施工与智慧工地概念——数字化与智慧工地概述数字化——即是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型。智慧工地——以一种“更智慧”的方法来改进工程各干系组织和岗位人员相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。互联协同智能生产科学管理提供过程趋势预测及专家预案，实现工程施工可视化智能管理施工项目信息化生态圈广联达智慧工地管理系统数字化智慧工地管理中心一、智能施工与智慧工地概念——"智慧工地”让建筑施工现场变"聪明”智慧工地

基于劳务实名制的管理系统

基于人员识别的行为记录系统（一）人员管理（二）物料管理（三）安全管理VR安全教育体验馆塔机安全监控管理远程视频监管其他监控（四）绿色施工管理扬尘降噪监测系统标准养护室温湿度监控系统能耗监控（五）质量管理智慧工地是一种采用先进技术实现施工现场智能化管理的系统工程，是围绕项目全生命周期建立的一整套信息化系统和设施。目录一、智能施工与智慧工地概念二、智能施工与智慧工地装备三、智能施工与智慧工地项目典型案例二、智能施工与智慧工地装备——空中造楼机中建三局研发的“空中造楼机”空中造楼机是中国自主研发的设备平台及配套建造技术，是智能控制的大型组合式机械设备平台，质量优良、周期可控、成本经济、绿色环保的现浇装配式建造技术。该设备平台模拟一座移动式造楼工厂，将工厂搬到施工现场，逐层进行地面以上结构主体和保温饰面一体化板材同步施工的现浇建造技术，用机器代替人工，实现高层及超高层钢筋混凝土的整体现浇施工建造。造楼机与楼体通过一个个提前布好的支点链接。一层楼建造完成后，工程师在控制后台进行操控，“空中造楼机”整体顶升，以便工人继续往上建楼。雨篷伸缩遮阳住宅造楼机内部作业环境住宅造楼机控制室二、智能施工与智慧工地装备——空中造楼机中建三局研发的“住宅造楼机”“住宅造楼机”是一款新型轻量化造楼机，以300米以上超高层公建“空中造楼机”为基础。融合了外防护架、伸缩雨篷、液压布料机、模板吊挂、管线喷淋、精益建造等功能，是具有结构轻巧、适用性广、承载力大、多级防坠等特点的全新装备。二、智能施工与智慧工地装备——空中造楼机中建七局研发的“自动化装配式建筑空中造楼机”自动化装配式建筑空中造楼机六自由度吊装装置“自动化装配式建筑空中造楼机”施工装备首次研发构件自动调姿控制技术与装置，具备构件六自由度精确就位自动调整功能，有效提高了构件安装精度、装配质量和作业效率具备构件自动摘挂钩功能无需人工高空作业研发构件自动取放技术与装置具备可调、校正、临时固定功能实现竖向构件高精度可靠固定保障施工安全具备构件自动取放、吊运、寻位调姿、就位与接缝施工等功能实现工业化建筑主体结构高效吊装二、智能施工与智慧工地装备——建筑施工机器人“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”2021年12月30日，碧桂园集团旗下全资子公司广东博智林机器人有限公司在汕头金平项目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的验收。共有8款施工机器人、6款运输及上料机器人、5款集中工作站开展多机协同装修施工作业。二、智能施工与智慧工地装备——3D打印建筑国外装配式打印预制装配式的3D打印建筑是预先在电脑中将三维建筑模型按照不同的结构或受力情况划分成多个部分，在工厂分别打印完成后再运至现场组装。位于荷兰埃因霍温（Eindhoven）的3D打印房屋，建筑面积94平方米，外形看起来像一块大石头，房屋由24个逐层打印的混凝土部件组成埃因霍温3D逐层打印埃因霍温3D打印建筑外观二、智能施工与智慧工地装备——3D打印建筑国内装配式打印我国的北京华商陆海科技有限公司也已推出了适用于装配式建筑的龙门式建筑3D打印机，既轻便又便宜，用来建造数字化设计、工厂化生产、装配式组装的3D装配式建筑。以“单体建筑”为单位在工厂进行定制化打印现场装配门窗及其他设施这款紧凑型的3D打印机便于运输，它有一个旋转底座和起重机般的机械手臂，底座部分用于存储、供应原料，360°旋转的活动手臂负责搭建，因此可以实现比自身更大的打印尺寸。二、智能施工与智慧工地装备——3D打印建筑国外整体式打印2017年，俄罗斯建造了一座占地37平方米的房子，只花了不到一天就建造完成，成本7万多元人民币。它是由旧金山ApisCor公司生产的圆形3D打印机建造完成。ApisCor打印建筑的外观ApisCor打印工作场景二、智能施工与智慧工地装备——3D打印建筑国内整体式打印北京华商陆海科技有限公司从2016年的以钢筋混凝土为原材料的“现场整体打印”的示范建筑，到2018年打印的正式商用建筑“新温莎城堡”新温莎城堡建筑外观双层办公楼外观2019年11月，中建股份技术中心和中建二局华南公司联合完成了一栋“原位打印”双层办公楼的打印关键技术：1.原位打印——现场直接将主体打印成型，无需二次拼装;2.采用轮廓工艺——打印出的墙体是为中空的，方便添加保暖填充物;3.双层建筑打印——首次将这项技术运用到双层结构建筑上。打印设备由中建机械公司设计制造，打印材料、设备、工艺及控制软件均是自主开发，主体打印只需3天，节约材料超过60%，房屋寿命可达50年。二、智能施工与智慧工地装备——3D打印建筑3D打印装修法国设计师FrançoisBrument与SoniaLaugier的作品“Habitatimprimé”，以一种全新的思维突破了传统的室内设计。依据不同家具和设备衍生出变化的墙壁厚度，通过不同材料（塑料、混凝土、砂石）打造出一个与众不同的个性化空间，由此形成室内装饰的多样性，并以此为装饰“Habitatimprimé”室内设计上海东海广场SOHO室内3D打印装修上海东海广场SOHO售楼处室内装饰和一体化完整家居打印的自由曲面则处处散发着科幻的气息。二、智能施工与智慧工地装备——“云监理”智慧平台“云监理”智慧平台平台主要利用物联网、空间定位、移动通信、云计算、大数据和AI等技术，基于“云＋端”架构的综合管理平台，构建起一个工程监理“大脑”，实现了对工程项目建设全过程的智能感知、动态管控。平台具有成本管理、质量管理、进度管理、安全管理等7大功能模块，每个模块都通过流程再造和系统深度融合，形成信息高度统一、业务深度协同的智慧监理体系。国家华中应急救援中心智慧监理云平台界面智慧监理云平台接入现场视频监控“云监理”智慧平台二、智能施工与智慧工地装备——多脑协同智能施工平台无人驾驶施工机械机群S21阿乌高速公路铺设工程在北斗卫星技术辅助下采取了无人驾驶的施工机械机群。无人驾驶施工机械机群集成了沥青摊铺测厚雷达系统、北斗定位系统、360度环视全景监控系统、数字化施工系统、雷达防撞辅助系统、新型振动式撒油技术和摊铺机无线遥控技术。无人驾驶施工机械集群二、智能施工与智慧工地装备——多脑协同智能施工平台“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机协作系统“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机协作系统可以简单理解为，搭建了一个BIM（建筑信息模型）协同平台，将规划的核心内容派发给FMS（机器人协同管理系统），WMS（仓储管理系统）提供物料支持，在这三大系统协同的基础上，建筑机器人在各个作业区完成智能化流水线高效施工。BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机协作系统应用目录一、智能施工与智慧工地概念二、智能施工与智慧工地装备三、智能施工与智慧工地项目典型案例三、项目典型案例——“物联、数联、智联”三位一体的新型智慧城市济南市城市运行管理服务平台济南市城市运行管理服务平台按照“1+1+7+N”总体架构建设。纵向做到国家、省、市、区、街、居6级联通，横向与26个市直部门和359个区直部门、街办联动，初步实现城市管理问题“一支队伍巡查、一个中心受理、一套机制运行、一图指挥调度”。济南市城市运行管理服务平台的应用系统界面目前已打造出以“智能案件分拨”“智能巡检车”“智能无人机”“智能视频识别”“智能城市监控”等一批智能化场景和以各类物联感知设备为支撑的智能化发现新手段，“智能+主动”发现体系正在发挥越发重要的作用。通过城市运行管理服务平台建设，济南城管系统积极引入大数据、物联网、人工智能等高新技术，推动智能化发现能力建设。三、项目典型案例——“互联网+”思维在建设工程建造阶段的方式融合京张高铁八达岭长城站BIM技术的发展推广带动了建筑行业革命性的发展。现在BIM技术之“势”、BIM建设之“道”和BIM应用之“术”借互联网技术已逐渐延伸到“BIM+”发展成BIM+智能设备、BIM+物联网、BIM+VR等。研发了基于掌子面自动化素描系统的定量化超前地质预报技术，实现了掌子面地质信息智能图像预报与围岩精准分级；应用BIM技术搭建多专业协作的同一平台，实现真正意义上的三维集成协同智能设计。八达岭长城站整体BIM模型八达岭长城站智能化定位和施工组织管理平台构建实时人机定位管理系统，实现复杂地下车站人流、物流的高效协调和智能施工；采用隧道结构安全智能监测系统，对围岩和支护结构的力学状态进行全寿命周期的实时监测。三、项目典型案例——“互联网+智慧工地”的新基建和新型建造方式湖南省“互联网+智慧工地”架构该平台可实现施工现场数据采集、数据综合统计及分析、手机App应用等，现场数据分层次呈现给施工现场项目部、建筑企业、政府主管部门及监督机构等，以进行决策参考