《智能建造技术与装备》 课件 第一章 绪论

智能建造技术与装备第一章：绪

论目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备智

能

是指通过运用以建筑信息化模型技术为核心的信息技术提升设计、施工、运营维护环节的信息化、智能化水平，提高效率和质量，降低成本和能耗，实现设计、施工、运营维护环节的集成。一、智能建造的“前世今生”——智能建造的概念智能建造（IntelligentConstruction）建造

为专业的应用对象指房屋、道路、桥梁、隧道等各类建筑物的建造生产。智能建造智能化设计数字化制造装配式施工智能化管理建筑物生命周期全链条各阶段各专业各参与方人工智能数字制造物联网云计算

等先进技术集成协调实现智能建造是建筑业供给侧结构性改革的重要内容，建筑业转型升级的重要手段，绿色发展、创新发展的重要举措。一、智能建造的“前世今生”——智能建造的特点

智能建造的特征在于其集成了建筑的设计拆分、构件的制备运输以及建筑的安装搭建整个完整技术流程，并且全过程由智能化系统完成。设计过程生产过程运输过程现场安装过程涉及数据采集、智能分析、建筑理论等技术涉及生产线、制备装备、智能控制、质量管理等技术涉及运输装备、混合动力、智能规划等技术涉及装配工艺、装配装备、精度控制等技术全过程智能化一、智能建造的“前世今生”——智能建造的特点智能建造充分利用各种先进技术手段，使工程项目全生命周期的各个环节高度集成，对不同主体的个性化需求作出智能反应，为不同阶段的使用者提供便利。一、智能建造的“前世今生”——智能建造体系第四层是处于智能建造技术系统最高层次的数字物理系统或产业互联网，这个层面的技术是真正系统层面的应用第一层是基础技术，主要包括新材料、信息通讯技术和生物技术等通用技术，这一层是上层技术的支撑技术，同时也为更高级的技术提供技术支持第二层是设备、设施技术，主要包括传感器、3D打印、工业机器人等智能建造装备和方法，这一层是让建筑建造过程中更加智能化的关键第三层是广泛应用了智能建造装备的智能工厂，在这一层可实现将大部分建造工作放到智能工厂中完成，这一层是智能建造优势的重要体现一、智能建造的“前世今生”——智能建造的发展我国智能建造技术的应用寻求核心关键技术的突破和各技术之间融合发展智能建造技术在我国尚处于起步状态目前主要是通过引进国外核心技术，学习国外先进企业的创新建造技术来加快国内智能建造技术的发展，缺少基础技术的理论支持及理论上更深层次的探讨

现阶段发展状态发展关键开拓全新的技术领域打造符合我国的智能建造技术体系完善技术的创新方案

发展根本目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术概述装配式建造技术——装配式建筑在建造全生命周期所产生和应用的各类技术的统称装配式建筑——建筑所需构件及配件预制化生产、现场装配式安装建造的建筑生产方式这些技术有机集成、协同作用，共同影响装配式建造的成本、进度、质量和安全，实现对传统建造方式的变革与升级。标准化设计技术工厂化预制技术装配化施工技术信息化管理技术标准化设计工厂化生产装配化施工信息化管理智能化应用装配式建筑与传统建筑相比装配式建造技术装配式建造技术的优越性二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术概述可持续发展环境影响小产品质量好建设工期短建造效率高劳作条件好通过在施工现场安装定型化和标准化的预制构件实现建筑的建造，预制构件通过预制生产线进行工业化生产，现场安装也可充分利用现代化的机械系统和先进的生产技术。预制构件工厂化、标准化生产，可以避免现场浇筑施工的不稳定因素，避免施工上的转包行为，质量易于控制。工厂制作预制构件时可以严格控制废水、废料和噪声污染，现场安装时湿作业少，施工工期短，以上都减少了对施工现场及周围环境的污染，在一些跨越交通线的工程中，采用预制构件几乎不对既有交通造成影响。应用预制化生产的构件，各构件的生产可同时进行，施工现场的工作量大大减少，也降低了管理、环境、设施等对施工周期的影响。在工厂中生产预制构件多采用机械化和自动化的生产设备，工人劳动条件好于现场施工方式，现场安装阶段多采用机械化的施工方式。有利于产业转型装配式建造技术使用了大量的自动化、机械化设备，对于建筑行业从手工业到工业化进行产业转型有极大的促进作用。预制构件通过严格的设计和施工，可大大减少材料消耗。预制混凝土结构与现浇混凝土结构相比，可节省55%的混凝土和40%的钢筋用量。同时工厂可以大量利用废旧混凝土、矿渣、粉煤渣、工业废料等原料来生产预制产品。装配式建造技术的不足之处二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术概述基本建设造价高运输成本高安装要求高建造技术水平参差建筑整体性较差装配式建造技术需要通过精心设计的连接节点实现预制构件的拼装，还需要通过现场浇筑实现拼接处的固定，较为容易出现结构整体性和冗余度差的问题。由于装配式建造技术中，采用的是工厂化生产预制构件，所使用的预制构件尺寸固定，受施工放线尺寸、楼层标高等现场测量精度影响大。装配式建造技术中使用的预制构件，在制作后需运输到现场安装，需要大型运输设备，相比于传统建造技术增加了运输成本。装配式建造技术缺乏完善的规范和质量管理标准，同时也缺乏足够的设计与施工经验。装配式建造技术的推广必须要先建设预制构件工厂，初期投资大、在运输和安装过程中需要大型的运输和安装设备。装配式建造技术作为一种相对高新的建造技术，与传统建造技术相比，在发展初期存在缺点也正常。随着装配式建筑的发展，相关的技术规范与标准逐渐完善，安装、运输机械化水平提高等，装配式建造技术将会成为一种安全、快速、常用的建造技术，具有长久的生命力与竞争优势。二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术起源装配式建造技术发展历程装配式建造技术起源于欧洲，后有美国、日本等国家引进并发展二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术国内发展现状我国装配式建造技术发展过程我国装配式建造技术体系主要表现为“吸收引进后调整创新”，引进的体系包括法国“世构体系”、德国“双皮墙体系”等。发展现状在装配式建造技术中，装配式混凝土结构体系的建造技术发展较为领先，已经形成了较为完整的建筑全生命周期技术，在我国装配式建筑市场占据主导地位。装配式建筑结构体系主要包括钢结构、混凝土结构和木结构三种形式。二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术体系及方法我国装配式建造技术体系装配式建造技术主要由标准化设计技术、工厂化生产技术、装配化施工技术及信息化管理技术协同整合，共同作用于装配式建造的成本、进度、质量和安全方面，以实现对传统建造方式的革新与提升。装配化施工技术是装配式建造技术的末端重要技术，标准、规范装配化施工技术是装配式建造技术自动化、智能化的重要体现工厂化生产技术是装配式建造技术的基础技术信息化管理技术是装配式建造技术高效率、低成本、高安全性、可持续发展的重要保证标准化设计技术为装配式建造技术的可靠性、安全性提供基础保障

装配式建造装备主要包括用于实现装配式建造技术的各种机械设备和工具，例如预制件生产线及生产线所包含的各个设备、预埋件生产及布置设备、施工安装机器人、装修机器人、辅助移动机器人等，以及用于运行和维护生产线及施工设备的辅助设备。二、装配式建造技术及装备——装配式建造装备1.预制件生产线及生产线所包含的各个设备装配式建造装备展示预制构件生产线常见的混凝土预制构件生产线系统主要包括：模台系统、模台输送系统、混凝土输送系统、布料系统、混凝土振捣系统、养护窑系统、预养护系统、脱模系统、运输系统、构件表面处理系统等。模台系统脱模系统养护系统布料系统二、装配式建造技术及装备——装配式建造装备2.预埋件生产及布置设备用于放置、固定预埋件的智能设备，预埋件是指预先安装在预制构件中用于保温、减重、吊装、连接、定位、锚固、通水通电通气、防雷防水、装饰等的事物。3.施工安装机器人用于安装构件、外墙板、地板等智能装备钢筋桁架捆绑设备ALC墙板安装机器人钢筋网捆绑设备隔音板安装机器人二、装配式建造技术及装备——装配式建造装备4.装修机器人用于粗装修阶段的整平机器人、抹平机器人、抹光机器人、墙面打磨机器人、抹灰机器人、墙面喷涂机器人、地砖铺装机器人等智能装备5.辅助机器人用于辅助实现装配式建造技术的智能巡检机器人及基站、辅助搬运机器人、智能升降机、放线机器人、智能装备库等智能设备抹灰机器人智能巡检机器人地面抹平机器人搬运机器人目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备三、数字建造技术及装备——数字建造概述

数字建造

是指把工程信息、包括与此相关的技术、工具和方法数字化数字建造这一概念的技术和理论基础，直接来源于工业制造中逐渐成为主流的数字化制造理论。数字建造的宗旨是“数字化、智能化、高效率“，可以有效提高工程的效率、质量，并改变传统的施工方式。三、数字建造技术及装备——数字建造发展数字辅助时代数字控制与数字链接时代建筑信息化数字建造1990年代电子自动化控制系统被广泛应用于生产领域，互联网技术也逐渐在建筑行业沟通和办公协同中发挥作用。

1980年代CAD/CAE/CAM等CAX技术的深入应用，实现了工程产品设计的现代化。市场上也出现了建筑工程预算造价软件、算量等工程成本预算辅助软件及办公软件。21世纪初建筑信息化持续发展，大数据、云计算、人工智能等新技术形态不断涌现，BIM技术的成熟，建筑业的数字化进程进一步加速。这个阶段，数字建造开始走向标准化、智慧化、工业化与数字化。

近年来数字建造从单一的技术应用扩展到整个建筑产业的各个环节。这个阶段，数字建造更加强调生态化。数字建造技术四个发展时期三、数字建造技术及装备——数字建造体系及方法数字建造技术体系主要包括了BIM技术、云计算、大数据、移动应用和智能应用等关键技术，数字建造的实现主要有三大特征，分别是数字建造的数字化、在线化、智能化。数字建造技术基本体系三、数字建造技术及装备——数字建造体系及方法数字建造技术基本原理主要有七个方面，包括了建筑元素数字化、标准化与规范、网络交互、视觉认知、智能决策支持、集成化和协同化管理、持续升级和优化。数字建造技术基本原理三、数字建造技术及装备——数字建造装备

数字建造装备主要包括智能化建筑工程装备、AI行为识别系统和其他后台系统。数字建造技术系统与自动化建造机器人相结合的智能装备，具备数字化、智能化控制技术，可以实现无人化或少人化的建筑工地操作。包括智慧工地物联网系统、智慧工地数字化管理系统和智慧运维系统等，是智能工程装备控制解决方案的重要部分。通过融合通信技术和大数据、人工智能算力算法，对施工现场进行监控和管理，确保安全高效建造。AI行为识别系统其他后台系统智能化建筑工程装备目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备四、智能建造技术及装备——智能建造技术概述装配式建造技术和数字建造技术是智能建造技术的基础智能建造技术则是装配式建造技术和数字建造技术的发展和升级智能建造是一个高度集成多个环节的建造系统，融合了设计、生产、物流和施工等关键环节。智能建造技术涉及建筑工程的全生命周期，主要包括智能规划与设计、智能装备与施工、智能设施三大模块。智能建造技术是在装配式建造技术和数字建造技术的基础上，通过物联网、人工智能等技术，实现建筑全生命周期的智能化管理和运营。智能建造技术是一种以数字化、信息化和自动化为特征的新型建筑施工方式。四、智能建造技术及装备——智能建造国内外发展对比BIM技术与物联网技术最早也是在美国提出的。美国及欧洲是开展智能建造技术较早的国家和地区，比其他国家早十年左右，新加坡、日本、韩国等近年也逐步实现了智能建造技术。以美国、英国及德国为代表的人工智能技术、大数据技术、云计算等技术的发展走在世界前列，政府发布的政策、投入的资金、技术研发及人才培养都为智能建造技术的发展提供支持。国外建造技术发展过程国外推动建造技术发展的相关政策四、智能建造技术及装备——智能建造国内外发展现状及动态我国的智能建造技术起步较晚，我国从2011年开始，提出建筑业信息化发展，将物联网引入建筑行业，以实现建筑物与部品构件、人与物、物与物之间的信息交互。随着政策规划，智能建造技术不断升级，使得建筑项目的全过程更加智能化、自动化。近几年，我国建筑业对智能建造、大数据等技术的政策也相应出台，大力发展智能建造信息化技术。我国建造技术发展过程国内关于推动建造技术发展出台相关政策四、智能建造技术及装备——智能建造装备智能建造装备是一种基于物联网与BIM技术作为基础，与自动化、数字化建造机器人相结合的智能装备，例如智能布料系统、智能测量机器人、智能安