《智能建造技術(shù)與裝備》 課件 第一章 緒論

智能建造技術(shù)與裝備第一章：緒

論目錄一、智能建造的“前世今生”二、裝配式建造技術(shù)及裝備三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備四、智能建造技術(shù)及裝備目錄一、智能建造的“前世今生”二、裝配式建造技術(shù)及裝備三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備四、智能建造技術(shù)及裝備智

能

是指通過運(yùn)用以建筑信息化模型技術(shù)為核心的信息技術(shù)提升設(shè)計、施工、運(yùn)營維護(hù)環(huán)節(jié)的信息化、智能化水平，提高效率和質(zhì)量，降低成本和能耗，實(shí)現(xiàn)設(shè)計、施工、運(yùn)營維護(hù)環(huán)節(jié)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

為專業(yè)的應(yīng)用對象指房屋、道路、橋梁、隧道等各類建筑物的建造生產(chǎn)。智能建造智能化設(shè)計數(shù)字化制造裝配式施工智能化管理建筑物生命周期全鏈條各階段各專業(yè)各參與方人工智能數(shù)字制造物聯(lián)網(wǎng)云計算

等先進(jìn)技術(shù)集成協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)智能建造是建筑業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要內(nèi)容，建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要手段，綠色發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展的重要舉措。一、智能建造的“前世今生”——智能建造的特點(diǎn)

智能建造的特征在于其集成了建筑的設(shè)計拆分、構(gòu)件的制備運(yùn)輸以及建筑的安裝搭建整個完整技術(shù)流程，并且全過程由智能化系統(tǒng)完成。設(shè)計過程生產(chǎn)過程運(yùn)輸過程現(xiàn)場安裝過程涉及數(shù)據(jù)采集、智能分析、建筑理論等技術(shù)涉及生產(chǎn)線、制備裝備、智能控制、質(zhì)量管理等技術(shù)涉及運(yùn)輸裝備、混合動力、智能規(guī)劃等技術(shù)涉及裝配工藝、裝配裝備、精度控制等技術(shù)全過程智能化一、智能建造的“前世今生”——智能建造的特點(diǎn)智能建造充分利用各種先進(jìn)技術(shù)手段，使工程項(xiàng)目全生命周期的各個環(huán)節(jié)高度集成，對不同主體的個性化需求作出智能反應(yīng)，為不同階段的使用者提供便利。一、智能建造的“前世今生”——智能建造體系第四層是處于智能建造技術(shù)系統(tǒng)最高層次的數(shù)字物理系統(tǒng)或產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這個層面的技術(shù)是真正系統(tǒng)層面的應(yīng)用第一層是基礎(chǔ)技術(shù)，主要包括新材料、信息通訊技術(shù)和生物技術(shù)等通用技術(shù)，這一層是上層技術(shù)的支撐技術(shù)，同時也為更高級的技術(shù)提供技術(shù)支持第二層是設(shè)備、設(shè)施技術(shù)，主要包括傳感器、3D打印、工業(yè)機(jī)器人等智能建造裝備和方法，這一層是讓建筑建造過程中更加智能化的關(guān)鍵第三層是廣泛應(yīng)用了智能建造裝備的智能工廠，在這一層可實(shí)現(xiàn)將大部分建造工作放到智能工廠中完成，這一層是智能建造優(yōu)勢的重要體現(xiàn)一、智能建造的“前世今生”——智能建造的發(fā)展我國智能建造技術(shù)的應(yīng)用尋求核心關(guān)鍵技術(shù)的突破和各技術(shù)之間融合發(fā)展智能建造技術(shù)在我國尚處于起步狀態(tài)目前主要是通過引進(jìn)國外核心技術(shù)，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)企業(yè)的創(chuàng)新建造技術(shù)來加快國內(nèi)智能建造技術(shù)的發(fā)展，缺少基礎(chǔ)技術(shù)的理論支持及理論上更深層次的探討

現(xiàn)階段發(fā)展?fàn)顟B(tài)發(fā)展關(guān)鍵開拓全新的技術(shù)領(lǐng)域打造符合我國的智能建造技術(shù)體系完善技術(shù)的創(chuàng)新方案

發(fā)展根本目錄一、智能建造的“前世今生”二、裝配式建造技術(shù)及裝備三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備四、智能建造技術(shù)及裝備二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造技術(shù)概述裝配式建造技術(shù)——裝配式建筑在建造全生命周期所產(chǎn)生和應(yīng)用的各類技術(shù)的統(tǒng)稱裝配式建筑——建筑所需構(gòu)件及配件預(yù)制化生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配式安裝建造的建筑生產(chǎn)方式這些技術(shù)有機(jī)集成、協(xié)同作用，共同影響裝配式建造的成本、進(jìn)度、質(zhì)量和安全，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)建造方式的變革與升級。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)工廠化預(yù)制技術(shù)裝配化施工技術(shù)信息化管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計工廠化生產(chǎn)裝配化施工信息化管理智能化應(yīng)用裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比裝配式建造技術(shù)裝配式建造技術(shù)的優(yōu)越性二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造技術(shù)概述可持續(xù)發(fā)展環(huán)境影響小產(chǎn)品質(zhì)量好建設(shè)工期短建造效率高勞作條件好通過在施工現(xiàn)場安裝定型化和標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件實(shí)現(xiàn)建筑的建造，預(yù)制構(gòu)件通過預(yù)制生產(chǎn)線進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝也可充分利用現(xiàn)代化的機(jī)械系統(tǒng)和先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)。預(yù)制構(gòu)件工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可以避免現(xiàn)場澆筑施工的不穩(wěn)定因素，避免施工上的轉(zhuǎn)包行為，質(zhì)量易于控制。工廠制作預(yù)制構(gòu)件時可以嚴(yán)格控制廢水、廢料和噪聲污染，現(xiàn)場安裝時濕作業(yè)少，施工工期短，以上都減少了對施工現(xiàn)場及周圍環(huán)境的污染，在一些跨越交通線的工程中，采用預(yù)制構(gòu)件幾乎不對既有交通造成影響。應(yīng)用預(yù)制化生產(chǎn)的構(gòu)件，各構(gòu)件的生產(chǎn)可同時進(jìn)行，施工現(xiàn)場的工作量大大減少，也降低了管理、環(huán)境、設(shè)施等對施工周期的影響。在工廠中生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件多采用機(jī)械化和自動化的生產(chǎn)設(shè)備，工人勞動條件好于現(xiàn)場施工方式，現(xiàn)場安裝階段多采用機(jī)械化的施工方式。有利于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型裝配式建造技術(shù)使用了大量的自動化、機(jī)械化設(shè)備，對于建筑行業(yè)從手工業(yè)到工業(yè)化進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型有極大的促進(jìn)作用。預(yù)制構(gòu)件通過嚴(yán)格的設(shè)計和施工，可大大減少材料消耗。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)省55%的混凝土和40%的鋼筋用量。同時工廠可以大量利用廢舊混凝土、礦渣、粉煤渣、工業(yè)廢料等原料來生產(chǎn)預(yù)制產(chǎn)品。裝配式建造技術(shù)的不足之處二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造技術(shù)概述基本建設(shè)造價高運(yùn)輸成本高安裝要求高建造技術(shù)水平參差建筑整體性較差裝配式建造技術(shù)需要通過精心設(shè)計的連接節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的拼裝，還需要通過現(xiàn)場澆筑實(shí)現(xiàn)拼接處的固定，較為容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體性和冗余度差的問題。由于裝配式建造技術(shù)中，采用的是工廠化生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，所使用的預(yù)制構(gòu)件尺寸固定，受施工放線尺寸、樓層標(biāo)高等現(xiàn)場測量精度影響大。裝配式建造技術(shù)中使用的預(yù)制構(gòu)件，在制作后需運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場安裝，需要大型運(yùn)輸設(shè)備，相比于傳統(tǒng)建造技術(shù)增加了運(yùn)輸成本。裝配式建造技術(shù)缺乏完善的規(guī)范和質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，同時也缺乏足夠的設(shè)計與施工經(jīng)驗(yàn)。裝配式建造技術(shù)的推廣必須要先建設(shè)預(yù)制構(gòu)件工廠，初期投資大、在運(yùn)輸和安裝過程中需要大型的運(yùn)輸和安裝設(shè)備。裝配式建造技術(shù)作為一種相對高新的建造技術(shù)，與傳統(tǒng)建造技術(shù)相比，在發(fā)展初期存在缺點(diǎn)也正常。隨著裝配式建筑的發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，安裝、運(yùn)輸機(jī)械化水平提高等，裝配式建造技術(shù)將會成為一種安全、快速、常用的建造技術(shù)，具有長久的生命力與競爭優(yōu)勢。二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造技術(shù)起源裝配式建造技術(shù)發(fā)展歷程裝配式建造技術(shù)起源于歐洲，后有美國、日本等國家引進(jìn)并發(fā)展二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造技術(shù)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國裝配式建造技術(shù)發(fā)展過程我國裝配式建造技術(shù)體系主要表現(xiàn)為“吸收引進(jìn)后調(diào)整創(chuàng)新”，引進(jìn)的體系包括法國“世構(gòu)體系”、德國“雙皮墻體系”等。發(fā)展現(xiàn)狀在裝配式建造技術(shù)中，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的建造技術(shù)發(fā)展較為領(lǐng)先，已經(jīng)形成了較為完整的建筑全生命周期技術(shù)，在我國裝配式建筑市場占據(jù)主導(dǎo)地位。裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系主要包括鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)三種形式。二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造技術(shù)體系及方法我國裝配式建造技術(shù)體系裝配式建造技術(shù)主要由標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)、工廠化生產(chǎn)技術(shù)、裝配化施工技術(shù)及信息化管理技術(shù)協(xié)同整合，共同作用于裝配式建造的成本、進(jìn)度、質(zhì)量和安全方面，以實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)建造方式的革新與提升。裝配化施工技術(shù)是裝配式建造技術(shù)的末端重要技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范裝配化施工技術(shù)是裝配式建造技術(shù)自動化、智能化的重要體現(xiàn)工廠化生產(chǎn)技術(shù)是裝配式建造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)信息化管理技術(shù)是裝配式建造技術(shù)高效率、低成本、高安全性、可持續(xù)發(fā)展的重要保證標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)為裝配式建造技術(shù)的可靠性、安全性提供基礎(chǔ)保障

裝配式建造裝備主要包括用于實(shí)現(xiàn)裝配式建造技術(shù)的各種機(jī)械設(shè)備和工具，例如預(yù)制件生產(chǎn)線及生產(chǎn)線所包含的各個設(shè)備、預(yù)埋件生產(chǎn)及布置設(shè)備、施工安裝機(jī)器人、裝修機(jī)器人、輔助移動機(jī)器人等，以及用于運(yùn)行和維護(hù)生產(chǎn)線及施工設(shè)備的輔助設(shè)備。二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造裝備1.預(yù)制件生產(chǎn)線及生產(chǎn)線所包含的各個設(shè)備裝配式建造裝備展示預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線常見的混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線系統(tǒng)主要包括：模臺系統(tǒng)、模臺輸送系統(tǒng)、混凝土輸送系統(tǒng)、布料系統(tǒng)、混凝土振搗系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)窯系統(tǒng)、預(yù)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)、脫模系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、構(gòu)件表面處理系統(tǒng)等。模臺系統(tǒng)脫模系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)布料系統(tǒng)二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造裝備2.預(yù)埋件生產(chǎn)及布置設(shè)備用于放置、固定預(yù)埋件的智能設(shè)備，預(yù)埋件是指預(yù)先安裝在預(yù)制構(gòu)件中用于保溫、減重、吊裝、連接、定位、錨固、通水通電通氣、防雷防水、裝飾等的事物。3.施工安裝機(jī)器人用于安裝構(gòu)件、外墻板、地板等智能裝備鋼筋桁架捆綁設(shè)備ALC墻板安裝機(jī)器人鋼筋網(wǎng)捆綁設(shè)備隔音板安裝機(jī)器人二、裝配式建造技術(shù)及裝備——裝配式建造裝備4.裝修機(jī)器人用于粗裝修階段的整平機(jī)器人、抹平機(jī)器人、抹光機(jī)器人、墻面打磨機(jī)器人、抹灰機(jī)器人、墻面噴涂機(jī)器人、地磚鋪裝機(jī)器人等智能裝備5.輔助機(jī)器人用于輔助實(shí)現(xiàn)裝配式建造技術(shù)的智能巡檢機(jī)器人及基站、輔助搬運(yùn)機(jī)器人、智能升降機(jī)、放線機(jī)器人、智能裝備庫等智能設(shè)備抹灰機(jī)器人智能巡檢機(jī)器人地面抹平機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人目錄一、智能建造的“前世今生”二、裝配式建造技術(shù)及裝備三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備四、智能建造技術(shù)及裝備三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備——數(shù)字建造概述

數(shù)字建造

是指把工程信息、包括與此相關(guān)的技術(shù)、工具和方法數(shù)字化數(shù)字建造這一概念的技術(shù)和理論基礎(chǔ)，直接來源于工業(yè)制造中逐漸成為主流的數(shù)字化制造理論。數(shù)字建造的宗旨是“數(shù)字化、智能化、高效率“，可以有效提高工程的效率、質(zhì)量，并改變傳統(tǒng)的施工方式。三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備——數(shù)字建造發(fā)展數(shù)字輔助時代數(shù)字控制與數(shù)字鏈接時代建筑信息化數(shù)字建造1990年代電子自動化控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐漸在建筑行業(yè)溝通和辦公協(xié)同中發(fā)揮作用。

1980年代CAD/CAE/CAM等CAX技術(shù)的深入應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了工程產(chǎn)品設(shè)計的現(xiàn)代化。市場上也出現(xiàn)了建筑工程預(yù)算造價軟件、算量等工程成本預(yù)算輔助軟件及辦公軟件。21世紀(jì)初建筑信息化持續(xù)發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)形態(tài)不斷涌現(xiàn)，BIM技術(shù)的成熟，建筑業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程進(jìn)一步加速。這個階段，數(shù)字建造開始走向標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化、工業(yè)化與數(shù)字化。

近年來數(shù)字建造從單一的技術(shù)應(yīng)用擴(kuò)展到整個建筑產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)。這個階段，數(shù)字建造更加強(qiáng)調(diào)生態(tài)化。數(shù)字建造技術(shù)四個發(fā)展時期三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備——數(shù)字建造體系及方法數(shù)字建造技術(shù)體系主要包括了BIM技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用和智能應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字建造的實(shí)現(xiàn)主要有三大特征，分別是數(shù)字建造的數(shù)字化、在線化、智能化。數(shù)字建造技術(shù)基本體系三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備——數(shù)字建造體系及方法數(shù)字建造技術(shù)基本原理主要有七個方面，包括了建筑元素數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)交互、視覺認(rèn)知、智能決策支持、集成化和協(xié)同化管理、持續(xù)升級和優(yōu)化。數(shù)字建造技術(shù)基本原理三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備——數(shù)字建造裝備

數(shù)字建造裝備主要包括智能化建筑工程裝備、AI行為識別系統(tǒng)和其他后臺系統(tǒng)。數(shù)字建造技術(shù)系統(tǒng)與自動化建造機(jī)器人相結(jié)合的智能裝備，具備數(shù)字化、智能化控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)無人化或少人化的建筑工地操作。包括智慧工地物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、智慧工地數(shù)字化管理系統(tǒng)和智慧運(yùn)維系統(tǒng)等，是智能工程裝備控制解決方案的重要部分。通過融合通信技術(shù)和大數(shù)據(jù)、人工智能算力算法，對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控和管理，確保安全高效建造。AI行為識別系統(tǒng)其他后臺系統(tǒng)智能化建筑工程裝備目錄一、智能建造的“前世今生”二、裝配式建造技術(shù)及裝備三、數(shù)字建造技術(shù)及裝備四、智能建造技術(shù)及裝備四、智能建造技術(shù)及裝備——智能建造技術(shù)概述裝配式建造技術(shù)和數(shù)字建造技術(shù)是智能建造技術(shù)的基礎(chǔ)智能建造技術(shù)則是裝配式建造技術(shù)和數(shù)字建造技術(shù)的發(fā)展和升級智能建造是一個高度集成多個環(huán)節(jié)的建造系統(tǒng)，融合了設(shè)計、生產(chǎn)、物流和施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能建造技術(shù)涉及建筑工程的全生命周期，主要包括智能規(guī)劃與設(shè)計、智能裝備與施工、智能設(shè)施三大模塊。智能建造技術(shù)是在裝配式建造技術(shù)和數(shù)字建造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期的智能化管理和運(yùn)營。智能建造技術(shù)是一種以數(shù)字化、信息化和自動化為特征的新型建筑施工方式。四、智能建造技術(shù)及裝備——智能建造國內(nèi)外發(fā)展對比BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最早也是在美國提出的。美國及歐洲是開展智能建造技術(shù)較早的國家和地區(qū)，比其他國家早十年左右，新加坡、日本、韓國等近年也逐步實(shí)現(xiàn)了智能建造技術(shù)。以美國、英國及德國為代表的人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算等技術(shù)的發(fā)展走在世界前列，政府發(fā)布的政策、投入的資金、技術(shù)研發(fā)及人才培養(yǎng)都為智能建造技術(shù)的發(fā)展提供支持。國外建造技術(shù)發(fā)展過程國外推動建造技術(shù)發(fā)展的相關(guān)政策四、智能建造技術(shù)及裝備——智能建造國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及動態(tài)我國的智能建造技術(shù)起步較晚，我國從2011年開始，提出建筑業(yè)信息化發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)引入建筑行業(yè)，以實(shí)現(xiàn)建筑物與部品構(gòu)件、人與物、物與物之間的信息交互。隨著政策規(guī)劃，智能建造技術(shù)不斷升級，使得建筑項(xiàng)目的全過程更加智能化、自動化。近幾年，我國建筑業(yè)對智能建造、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的政策也相應(yīng)出臺，大力發(fā)展智能建造信息化技術(shù)。我國建造技術(shù)發(fā)展過程國內(nèi)關(guān)于推動建造技術(shù)發(fā)展出臺相關(guān)政策四、智能建造技術(shù)及裝備——智能建造裝備智能建造裝備是一種基于物聯(lián)網(wǎng)與BIM技術(shù)作為基礎(chǔ)，與自動化、數(shù)字化建造機(jī)器人相結(jié)合的智能裝備，例如智能布料系統(tǒng)、智能測量機(jī)器人、智能安