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建筑工业化与智能建造融合发展的路径探索
摘要:实现建造过程的高质高效、节能减排是建筑行业高质量发展的方向。而智能建造作为工业化建造和大数据、云计算、物联网、5G等新一代信息技术的有机融合,对建筑业的改造升级和高质量发展起着重要推动作用。基于此,文章主要分析了建筑工业化与智能建造融合发展的路径。
关键词:建筑工业化;智能建造;融合发展;路径
建筑业作为国民经济的关键性支柱产业,对拉动国民经济起到了至关重要的作用,我国当前正在进行大规模的新型基础设施建设,对于建筑业旺盛的需求势头仍在持续,但我国建筑业目前所沿用的粗放的建设方式、落后的生产方法,远远达不到新时代下的高质量发展要求,因此建筑业迫切需要将人工智能、5G技术、物联网和区块链等新兴信息技术与建筑工业化的推进进行深度融合,探索一条内涵集约式建筑业高质量发展新道路。
1建筑工业化与智能建造融合发展的路径
1.1勘察阶段
前期勘察主要是对施工现场进行调查,了解地质条件、自然环境等情况,项目可行性论证提供依据。利用该模式展开现场勘察工作,可以进行智能测绘。首先利用GPS快速定位,对建设现场的地形地貌、土壤岩性、水文条件等属性展开全面调查,精准测量平面控制、高程控制、地形线路等数据;然后把测量获得的数据导入到CASS软件中,利用其特有的建筑形式和特点,自动生成地形元素草图,并可以转化为CAD格式,方便识图分析,为工程设计提供参考。同时还需要把施工进度关联到BIM模型中,以便对施工全过程进行动态监测,同时利用无人机、全景相机等及时采集实际进度信息,将其与模型中的设计参数比较分析,一旦出现较大的数据偏差,需要制定针对性的整改措施,以便对施工进度进行科学管控。
1.2设计阶段
在该环节,利用专业软件,对BIM技术进行优化应用,构建三维可视化数据模型,对各个专业进行协调设计,并统一化出图管理,实现不同专业数据进行有效性对接。不同专业的设计人员可以对BIM三维模型进行详细观察和分析,结合各自需求对模型进行针对性创建、导入、拆分等,通过一系列的操作如结构分析、自动配筋、钢筋碰撞检查等,可以对建筑物受力特征、建造全过程等开展仿真模拟,这样可以及时发现潜在风险隐患,并进行有效规避。深化设计时,需要围绕进度节点精准拆解模型,对图纸进行深度完善,确保构件尺寸、节点大洋等符合实际施工进度要求;不同专业的设计人员能够在相同平台开展分工合作,对结构、机电、建筑等进行分别设计,然后利用参数化建模技术进行自动联动更新,实现专业数据的有效性对接;还可以在BIM模型中输入设计参数,以便对构件制造质量进行自动化检验与审核,如果与设计方案出现冲突,需要在模型上进行修改。
1.3运输阶段
构建智能生产车间,配备完善的计算机软硬件,实现互联网、物联网、机械化技术的融合应用,以便对建筑构件进行智能化预制,通过这种方式可以实现构件生产与BIM模型的联动性。在生产中,需要按照订单要求,设计建筑信息模型,并将其导入到生产管理系统中,把数据信息转化为系统相适应的格式,然后自动安排生产。利用数控设备进行标准化、统一化的构件加工。在这一过程中,需要工作人员动态检查生产进度,确保其满足实际需求。同时需要利用BIM信息平台形成标准化的部件库,对产品一一标记,利用无线射频识别技术、无线传感器技术,进行智能识别和定位,实现全过程质量管控。智能生产车间运行中,实现智能化与工业化的融合发展,对构件生产全过程进行线上实时信息管理,实现高效的信息共享,各个参与方都可以及时了解生产、运输、使用情况。然后利用车辆将其运输到现场,按照施工要求,对不提供规格、类型的构件进行针对性存放,然后开展进度计划管理和信息系统管理流程。
1.4施工阶段
构建智慧工地,实现事前、事中、事后全过程控制。在施工前,需要对BIM技术以及VR技术等进行综合利用,构建虚拟施工现场,展现关键施工节点,虚拟场景漫游景象,可以开展漫游、碰撞检测等,科学计算安全设施、钢筋下料等数据,为施工组织设计提供数据依据。在施工过程中,需要利用高新技术开展全过程中的跟踪监管,及时发现质量问题,并在手机端上传照片和文字描述,在各个平台共享,相关人员收到信息后,会在模型上及时定位问题所在位置,进行参数修整。
2.5竣工验收
构建竣工验收BIM模型,将其与施工BIM模型进行对比分析,分析两者在施工指标、几何参数、属性等方面的差异性,从而判断设计图纸的落实效果,并评价其规划建设条件是否符合要求。同时需要把竣工验收资料与竣工BIM模型自动关联,实现信息同步,从而自动生产验收报告,并向各个部门共享,实现联合验收。
1.6运营维护
利用多样化的现代技术对项目运营维护环节开展全面性监管。BIM技术可以对混凝土、钢结构质量进行评估,构建三维模型,直观展示构件安全等级,以便对建筑安全状态进行评估;GPS技术与NFC技术联合应用,发挥其非接触式自动识别功能和无线通信功能,对建筑设备开展定期检修维护;利用3DMax模拟突发状况场景,并对人员反应进行模拟,方便制定针对性的应急处理预案,保障建筑安全。
2智能建造的价值延伸潜力
2.1基于数据的业务分析
数字化转型的目标之一应是从工程伊始就开始关注和收集建造过程的关键数据,并进行结构化、标准化,然后通过这些数据了解建造过程每个环节进展、需要改善和应该保持的部分。随着大量数据的积累和算法的完善,数字程序逐渐变得“智能”,可使管理者和工程师了解接下来的项目如何优化。重复这个过程将逐步发展出一个协作的人工智能和配合人类工作的系统,人类的知识和经验向机器传递,该系统会随着不断更新而变得更加智能。然而,当今大多数建造过程保留的可以被数字化利用的信息还很少,大部分过程中本可以为同类项目做出指引的数据被分散地存储在不同的媒介中。更多建筑公司认为每个项目都是独一无二的,每个项目的数据也需要重新创建和积累,这样做必然非常低效。如果人们每次都从头开始建设项目,行业将永远不会拥有智能建造。所以,在打造属于自己的智能建造之前,首先要做好自身项目数据的总结和整理,而这又将是一个团队逐步提升和普及数字化思维的过程,不会因为数字平台的搭建一蹴而就。
2.2建造方式的可扩展性
在智能建造与工业生产深度融合后,当大量部品或部件存在于标准化生产的框架下,无论是单品还是组合构件,甚至一个独立房屋,其产品本身将具备跨项目类别、跨项目地域的可扩展性。其中的可拓展性,一方面表现在工业生产的标准构件同样可以满足人们对于个性化的需求,即通过标准化构件组装个性化的最终产品。例如不同户型,或者不同应用场景的病房,本质上可以被标准化的构件灵活组装而成。另一方面,工业生产的产能将被有效带动,标准构件的生产周期将超前于项目进度本身,只要保证相对稳定、可预测的供应量和需求量,大量的构件可被提前生产并有序存放,结合大型构件运输与仓储业的发展,构件的独立生产、采购和运输体系将可形成新的商业模式。这些只是智能建造可能拓展出的新业态的一部分。
3结语
综上所述,现代化建筑行业高速发展背景下,智能建造与建筑工业化的融合发展成为重要形式,要对二者协同发展中的问题进行全面分析,并提出针对性的解决措施,构建基于智能建造的建筑工业化生产模式,推动建筑行业的高质量发展。
参考文献
[1]马涛.智能建造与建筑工业化融合发展技术体系研发的几点思考[J].建筑,2021.
[2]骆俊.建立智能建造与建筑工业化融合发展的纽带[J].施工企业管理,2020.
[3]樊则森.建筑工业化与智能建造融合发展的几点思考[J].中国勘察设计,2020.
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