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智能建造技术(如无人机巡检、智能机器人)在建筑施工中的应用探索

孙丽丽
  
墨轩媒体号
2025年46期
肥城城投工业投资有限公司

摘要:科技快速发展使智能建造技术在建筑施工领域越来越广泛地被应用,本文就无人机巡检、智能机器人这类智能建造技术于建筑施工中的应用前景与实践展开探讨,经由文献研究和案例分析深入探究这些技术在施工现场监测、质量检查、安全管理、效率提升等方面的运用,结果显示,高空作业的安全监测和数据采集能由无人机巡检技术完成且可提高施工现场管理效率,智能机器人能在危险环境替代人工作业从而降低安全风险,并且这些技术还能进行实时数据分析、提供决策支持进而大大提高施工质量和效率,不过在实际应用时仍存在技术成熟度、成本、法规限制方面的挑战,为此本文给出加强技术研发、完善法规体系、培养专业人才等相关建议以推动智能建造技术在建筑施工的广泛应用,这一研究结果对建筑行业智能化转型和可持续发展有着重要意义。

关键词:智能建造;无人机巡检;智能机器人;建筑施工;技术应用

1、引言

国民经济的重要支柱——建筑 industry 近年来在全球范围内持续增长,统计显示2022 年全球建筑业总产值超12 万亿美元,估计到2027 年会以每年 3.5% 的速度增长。不过,传统建筑施工方式在效率、安全性和可持续性上存在不少挑战,像高空作业风险大、人工成本不断上升、施工质量难以精确把控等促使智能建造技术迅速发展和应用。无人机巡检、智能机器人这类智能建造技术正给建筑施工领域带来巨大变革,这些技术既能大大提高施工现场的管理效率,又能有效降低安全风险、优化资源配置。例如,无人机巡检技术从高空视角实时采集数据,为施工现场监测和质量管理提供精准支持,而智能机器人能在危险环境里做重复性或高强度工作,减少人员伤亡风险。虽然智能建造技术应用前景很广,但在实际推广时,技术成熟度不够、初期投入高、法规政策不完善等多种因素对其加以制约,这既限制了技术大规模应用,也使行业的智能化转型有了新要求。在这种情况下,深入探究无人机巡检和智能机器人在建筑施工中的应用场景、优势以及面临的挑战对促进建筑行业高质量发展很有意义 [1]。所以,本文想通过文献研究和案例分析揭示智能建造技术在建筑施工里的潜力与局限并给出针对性建议,希望为行业的技术创新和可持续发展提供参考。

2、智能建造技术在建筑施工中的应用

2.1 无人机巡检技术在建筑施工中的应用

近年来,建筑施工领域中无人机巡检技术潜力巨大,建筑 industry 是国民经济重要支柱产业,规模庞大且相当复杂,有数据表明 2022 年全球建筑业总产值超 12 万亿美元,但施工效率与安全管理一直是行业难题,无人机巡检技术搭载高清摄像头、激光雷达等设备后能迅速全方位监测施工现场,在高空作业区域和复杂地形中的优势尤其明显,例如检测高层建筑外立面时,无人机可精准抓取裂缝、渗漏等问题,规避传统人工检查的安全风险与效率低下的弊端,并且无人机采集的数据能在云端平台实时分析,给项目管理提供科学依据以优化资源配置与施工进度安排。

无人机巡检技术除能提升安全性和效率外,在环境保护方面也很重要,因为在大型基础设施建设时,它可动态监控周边环境并评估施工活动给生态带来的影响,从而让工程符合环保法规,比如有个桥梁建设项目就用无人机定期监测河流水质变化,然后根据情况调整施工方案削减污染。不过这技术实际应用还是有毛病,像续航不够、抗风差、数据处理算法不完善等都是问题,所以以后得进一步提高无人机硬件性能且开发更智能的数据分析工具才能满足建筑施工多种需求。

2.2 智能机器人在建筑施工中的应用

传统作业模式正逐步被智能机器人于建筑施工中的应用所改变,由于劳动力成本攀升且技术进步,智能机器人成为解决建筑行业用工荒、提升生产效率的关键手段之一,国际机器人联合会(IFR)统计显示,2021 年全球建筑业机器人安装量同比增长大概 30% ,增长势头强劲,在深基坑开挖、高空焊接或者拆除作业这类危险环境里,智能机器人能替代人工操作使事故发生率大大降低,并且这些机器人作业精度高,在混凝土浇筑、墙体喷涂等复杂任务中表现稳定从而有效提高施工质量。

另外,多机协同作业也能被智能机器人实现并且施工流程还能进一步优化,像装配式建筑领域,构件搬运、组装和校准等一系列任务均可由机器人完成,这不但使工期缩短而且让人为误差减少,现在,有些企业已经开始试着把人工智能和机器人技术相结合以使机器人具备自主学习和决策能力从而适应不同施工场景,不过,智能机器人在建筑施工里推广时仍然面临不少挑战,例如初始投资成本高、操作人员技能差、缺乏统一技术标准等,要推动该技术普及就得加强产学研合作开发性价比更高的解决方案并建立完备的培训体系以助力从业人员迅速掌握相关技能 [2]。

2.3 智能建造技术应用的挑战与机遇

建筑行业因智能建造技术的应用获得了前所未有的发展机遇,但同时也面临诸多挑战。就机遇而言,智能建造技术不但提升施工效率,而且推动绿色建筑发展,统计显示,运用该技术的项目平均能削减 15% 能源消耗、减少 20% 材料浪费,这对达成碳中和目标意义非凡。不过,技术不够成熟仍是限制其广泛应用的首要阻碍,像无人机和机器人在复杂环境适应性差,现有算法难以满足多样化施工需求,并且研发和部署成本高昂使不少中小企业只能敬而远之。另外,相关法律法规还没完全跟上技术发展步伐,致使部分应用场景合规风险存在。要应对这些挑战,建议从政策支持、技术创新、人才培养三方面切入构建完善的智能建造生态系统以加快建筑业数字化转型进程。

3、结论

建筑施工中应用智能建造技术意味着建筑行业步入智能化与高效化新阶段[3]。这几年全球建筑 industry 每年增长率为 2.5% 左右,但是传统施工方式存在效率低、有安全隐患等问题急需技术变革,而引入像无人机巡检、智能机器人这类技术后施工现场安全性和管理效率大大提高并且给复杂环境下的作业提供靠谱的解决办法,2022 年的数据表明使用无人机巡检的项目安全事故率降低了大概 15% ,不过这些技术推广受制于成本高企、技术不够成熟等因素,以后要推动智能建造技术普及就得加强技术研发、优化法规框架、培育专业人才,这会给建筑行业可持续发展注入强劲动力并对其数字化转型目标的实现起帮助作用。

参考文献

[1] 姚晴 ;. 工业机器人技术在智能制造中的应用探讨 [J]. 中国金属通报 ,2024(04):102-104.

[2] 张琴 ; 谷永新 ;. 无人机监测技术在建筑施工中的应用——开启智能化施工现场管理新篇章 [J]. 建筑 ,2024(08):125-127.

[3] 矫洪成 ; 吴文凯 ; 刘禹欣 ; 赵寒涛 ; 李麒 ; 董莘 ;. 机器人技术在智能建造中的应用与发展现状[J]. 自动化技术与应用, ,2024(05):7-11+20 .

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