绪论 教学单元 11课件讲解

绪论教学单元1Contents目录

1.1智能建造背景

1.2智能建造概念

1.3智能建造概况

1.4智能建造特点

1.5智能建造的意义

1.6智能建造体系学习目标通过本章的学习，理解并认识智能建造的背景、概念、概况、特点、意义以及体系；简单概括智能建造需要的BIM、CIS设备、物联网、装配式、3D打印、智能机器人及大数据应用管理技术；让学生对智能建造专业有一个初步的了解，并熟悉掌握此项技术，最后分析智能建造为我们带来发展前景；并解决目前工程项目中存在的问题。学习目的（1）了解智能建造的背景，熟悉智能建造需要运用的各项技术（2）认识智能建造的概念，举例已经存在的实际项目（3）对比智能建造目前可以解决的问题及真正投入使用会存在的问题（4）熟悉智能建造的全套管理系统（5）了解智能建造对学校和企业的发展意义（6）掌握智能建造系统技术架构及应用1.6智能建造体系1.6智能建造体系.1.6.1智能建造系统功能智能建造系统总体功能体系架构（图1.23），其涵盖建造能力与建造过程两大体系。建造能力包括施工组织、施工技术，建造资源与约束条件，这些因素是构成智能建造系统的基础。建造过程是一个建立在精益建造理论基础上的“计划-执行-监控-优化”迭代过程，通过各项技术手段使智能建造系统拥有类似于人类智能的自组织、自适应与自学习能力，从而减少建造过程中对人为决策的依赖性。图1.23智能建造系统功能1.6智能建造体系.1.6.2智能建造系统技术架构智能建造系统的技术架构建立在物联网、云计算、BIM、大数据以及面向服务架构等技术的基础上，形成一个高度集成的信息物理系统。物联网通过各类传感器感知物理建造过程，经过接入网关向云计算平台传送实时采集的监控数据。云计算平台为大数据的存储与应用、基于BIM的实时建造模型以及各项软件服务提供了灵活且可扩展的信息空间，支持不同专业的项目管理人员在统一的平台上共享信息并协同工作。在信息空间中经过分析、处理与优化后形成的决策控制信息再通过物联网反馈至物理建造资源，实现对施工设备的远程控制以及对施工人员的远程协助。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用深中通道钢壳混凝土沉管隧道就利用了智能建造体系，首先进行沉管钢壳智能制造：研发钢壳小节段车间智能制造、中节段数字化搭载、大节段自动化总拼生产线。其中小节段车间智能制造是核心，研发“四线一系统”智能制造生产线，具体包括板材/型材智能切割生产线、片体智能焊接生产线、块体智能焊接生产线、智能涂装生产线、车间制造执行过程的信息化管控系统；其次是钢壳混凝土沉管自密实混凝土智能浇筑：（1)研发智能化浇筑装备和智能浇筑小车。（2）基于BIM、智能传感和物联网技术，研发混凝土生产、运输、浇筑、检测的钢壳沉管混凝土浇筑全过程智能化、信息化管理系统，利用大数据，实现沉管预制各环节任务智能分配、实时监控记录以及施工缺陷快速定位、自动生成报表的优质、高效、智能化、精细化管理。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用(1）感知传输与数据识别感知传输系统以传感器为核心，结合射频、功率、微处理器、微能源等技术，来实现桥梁智能建造的基础性、决定性核心技术。应用于桥梁智能建造的传感器类型，按应用范围主要分为结构状态、装备参数、环境因素的感知，通过这些监测手段采集到的物理、几何信息，以先进的远程数据传输方式传输到数据识别系统。数据识别的目的就是为了初步分析处理这些传感数据序列，以发现有价值的信息和知识，剔除掉不合理的错误数据，为决策行为提供必要的支持。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用然后是钢壳混凝土密实度智能化检测设备：结合定位、激振器、传感器、控制主机等功能，提出脱空位置精确定位智能化检测方法，研发出阵列式智能冲击映像设备，实现了钢壳混凝土的快速检测，同时可实现精准检测缺陷脱空位置、脱空面积、脱空高度，可视化处理形成二维或三维图像；最后是钢壳沉管管节智慧安装：为降低施工风险、保障水上公共安全、提高对接精度、减少疏浚量，结合项目需求，研发沉管运输安装一体船。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用铁路隧道建造也是应用了智能建造这一体系，铁路隧道智能建造技术体系分为隧道勘察设计、隧道工程施工、隧道建设管理三大部分，其中隧道勘察设计是基于GIS的工程勘察和基于BIM的工程设计，基于GIS的工程勘察包括了空天地一体化隧道地质勘察预报、基于GIS的智能化量测、隧址范围内地形地貌全要素信息获取与快速处理、隧道工程地质和环境综合勘察、基于隧址范围内地址信息的综合勘察进行了铁路隧道工程地质环境信息综合勘察判释；基于BIM的工程设计包括了BIM建模、围岩自动分级与爆破参数自动优化、设计参数智能化选择与修正、协同设计、三维图纸存档、数字化设计交付、基于AI虚拟现实与BIM技术的建造过程展示。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用(2）虚拟建造用数据交换的方式处理涉及全过程建造各个要素的特征值，在整个建造系统高效率运行过程中，与感知层采集到的真实数据通过各种智能算法进行交互验证，确定被控对象的当前实际工作状态，产生自适应控制规律，从而实时地调整与要素相关的各项参数，使智能建造系统始终自动地工作在最优的运行状态。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用(3）控制与执行起到了分析判断系统和安装精度、施工工艺、质量控制、自动化装备之间的信息集成和信息传递的作用，能够实现指令下达、设备监控、工艺控制等功能，以整个建造过程中各个关键要素实现高度信息融合为目标，为各层次的管理人员提供具备一定智能化水平的辅助决策支持。1.6智能建造体系.1.6.3智能建造体系的应用根据智能建造这一体系，可以繁衍出很多生活中工程上所需的建筑体系，