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什么是智能建造
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发布时间:2024-05-08

导语:

改革开放以来,我国建筑业发展迅速,取得了巨大成绩。建筑产业是国民经济的支柱产业,国家统计局17日发布数据表示,初步核算,2022年全年国内生产总值突破121亿元,建筑业占比6.89%,同比去年增长5.5%带动上下游50多个产业发展,并提供了大量的就业岗位;由于我国建造水平不断提升,全球前10位的超高层建筑我国占据7位,比如国家体育场(鸟巢)、北京大兴国际机场、G20杭州峰会主会场等。一批公共建筑惊艳世界,我国在超深、超长、超高和超大跨等工程结构领域的建造能力持续提升,广受世人赞誉。那么究竟什么是智能建造,又为什么要智能建造呢?

智能建造得益于数字化和智能化技术的发展,由“数字建造”衍化而来。一般来讲,智能建造是以BIM、物联网、人工智能、云计算、大数据等技术为基础,可以实时自话应于变化需求的高度集成与协同的建造系统。

智能建造不是一个面向单一生产环节的技术,也就是说实现智能建造不是单纯的解决建造问题。而是一个高度集成多个环节的建造系统,即融合了设计、生产、物流、又涵盖了施工以及物业管理。

基于智能建造的定义,智能建造系统就将涵盖智能设计系统、智能生产系统、智能物流系统、智能施工系统以及智能物业运维系统。同时,各专业系统数据,应为同一数据,并且可以反复迭代、复用、升级,从而实现全过程各环节的数字化、模型化、产品化、平台化协同建造的过程。

智能设计就是要实现设计方式与流程的智能化,既可以有效评估设计的功能性以及设计对智能生产和智能施工的支撑性,又可以对设计变更、供应变化、工厂或工地环境变化做出快速响应。

智能生产和智能施工,也不是将传统的生产和施工环节简单地自动化、智能化,而是实现面向自动化和智能化的生产方式与工艺流程,并适应于设计变更、供应变化、现场环境变化等。

而智能物流则是根据生产和施工的需要,实现原材料或构配件的智能采购和配送,同样可对设计、生产和施工中的变化做出快速响应。通过这些环节的有机融合,才有利于实现智能建造的全过程。

说起来,这将会是建筑产业的一场革命。那么为什么我们要智能建造呢?

近年来,建筑业其实面临着生产效率低、事故率高、劳动力短缺及成本逐年上升的压力,随着我国经济由高速增长转向高质量发展阶段,建筑业逐渐进入存量时代,面临巨大挑战。传统管理体制和建造模式相对落后,效率不高。劳动密集、现场作业环境差、劳动强度高的情况没有根本改变,产业用工成本很高,就业吸引力弱,劳动者老龄化严重。同时,行业的信息化水平不高,智能建造推进总体滞后。多为简单搬用外国技术,原创性技术不多,少有自主知识产权的文字和图形处理的基础性软件系统;少有高效实用的人工智能工具和施工现场作业机器人;缺乏切实推动工程项目智能建造有效实施的数字化管控平台,促进整个行业转型升级的效果不明显。

难道中国真的不行吗?

其实大大相反。我国已经拥有世界最大的建筑信息模型(BIM)技术应用的体量,在机器人的研制方面也逐渐如雨后春笋般不断出现在人们的视野中,同时我国又是工业大国,甚至我们已经从工业大国到工业强国 中国工业创造世界瞩目奇迹。那么,如何以工业信息技术,支撑建筑业发展,提升信息技术与产业发展融合,搭建自主知识产权的BIM基础平台和系统引擎,带动建筑产业以信息产业为主导的经济发展,以信息化、智能化为杠杆培育新动能,对建筑业产业转型升级至关重要。

住房和城乡建设部先后发布了《2011~2015年建筑业信息化发展纲要》《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》和《2016~2020年建筑业信息化发展纲要》等文件,要求建筑业企业对大数据、云计算、物联网、3D打印以及智能化等技术进行应用。2020年7月,住房和城乡建设部等多个部门颁发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,2022年6月份,住房和城乡建设部开始启动了智能建造示范试点城市的征集和遴选。进一步明确提出了智能建造与建筑工业化协同发展的产业体系。

·如何实现智能建造?

由于建造产品的唯一性、建造过程的不可重复性、建造环节的碎片性 以及现场环境的复杂动态性,智能建造在实施过程中仍面临诸多困境。那么如何才能有效推动智能建造的实施呢?

构建跨行业多方协作机制。

进一步明确政府、行业、企业在推进智能建造过程中的作用和职责,快速形成协同推进之大势,对于促进智能建造至关重要。

智能建造面向的不是一个而是多个环节,这就要靠各环节的执行主体,共同协作来构建智能解决方案。同时,信息技术作为智能建造的支撑手段,相关主体应参与整个方案的构建,因此,顶层设计上,应构建集成设计、生产、物流、施工、信息技术等多行业、多专业的联合攻关团队与协作机制。

加强基础技术与平台研发。

BIM、物联网、人工智能、云计算、大数据等技术的快速发展及其在建筑领域的推广应用,为智能建造实施奠定了良好的基础。要构建建筑、结构、水、暖、机电、装饰等多专业协同设计的数字化系统,打破各专业设计分离的现状,以全信息数字模型为载体,将设计、生产、加工、物流、施工各环节融合,以虚拟建造衍生到物理建造,实现建筑的数字孪生。

加速推动协同化平台建设。

研发适用的智能建造技术的数据中心与协同平台,支撑智能设计、智能生产、智能物流和智能施工的全过程协同。智能建造应针对工程项目建造的不同角色,构建政府、业主、设计、总承包和专业分包等相关方共享共用的工程项目智能建造的管控平台;在集团、企业和项目3个层面体现权责分工,聚焦项目策划能力、资源整合能力和过程管控能力,进行流程优化和固化,形成围绕工程项目不同管控主体的PRP-ERP-GRP系统,提质增效。

发展集成式部品部件

充分融合工业化信息及手段,提升建筑预制构建,提升部品的集成性,减少现场作业及再加工,将关键部件由传统的现场作业转移到工厂作业,比如现浇混凝土工厂预制,或将钢结构加工变为钢厂直接生产。从而提升现场作业的装配化和标准化,提升施工效率,降低施工成本。

加速建造机器人研制

建立工程总承包企业主导,电子、机械、信息与控制等多专业参与的科技攻关体系,组织多专业进行建造机器人研制的联合攻关,加速施工作业机器人推广使用。

其实总结下来就是两个词:那就是集成和协同。信息技术集成、产品集成、数据集成,以及全产业链的协同合作。


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