緒論 教學(xué)單元 11課件講解

緒論教學(xué)單元1Contents目錄

1.1智能建造背景

1.2智能建造概念

1.3智能建造概況

1.4智能建造特點

1.5智能建造的意義

1.6智能建造體系學(xué)習(xí)目標通過本章的學(xué)習(xí)，理解并認識智能建造的背景、概念、概況、特點、意義以及體系；簡單概括智能建造需要的BIM、CIS設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、裝配式、3D打印、智能機器人及大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理技術(shù)；讓學(xué)生對智能建造專業(yè)有一個初步的了解，并熟悉掌握此項技術(shù)，最后分析智能建造為我們帶來發(fā)展前景；并解決目前工程項目中存在的問題。學(xué)習(xí)目的（1）了解智能建造的背景，熟悉智能建造需要運用的各項技術(shù)（2）認識智能建造的概念，舉例已經(jīng)存在的實際項目（3）對比智能建造目前可以解決的問題及真正投入使用會存在的問題（4）熟悉智能建造的全套管理系統(tǒng)（5）了解智能建造對學(xué)校和企業(yè)的發(fā)展意義（6）掌握智能建造系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)及應(yīng)用1.6智能建造體系1.6智能建造體系.1.6.1智能建造系統(tǒng)功能智能建造系統(tǒng)總體功能體系架構(gòu)（圖1.23），其涵蓋建造能力與建造過程兩大體系。建造能力包括施工組織、施工技術(shù)，建造資源與約束條件，這些因素是構(gòu)成智能建造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。建造過程是一個建立在精益建造理論基礎(chǔ)上的“計劃-執(zhí)行-監(jiān)控-優(yōu)化”迭代過程，通過各項技術(shù)手段使智能建造系統(tǒng)擁有類似于人類智能的自組織、自適應(yīng)與自學(xué)習(xí)能力，從而減少建造過程中對人為決策的依賴性。圖1.23智能建造系統(tǒng)功能1.6智能建造體系.1.6.2智能建造系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)智能建造系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)建立在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、BIM、大數(shù)據(jù)以及面向服務(wù)架構(gòu)等技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成一個高度集成的信息物理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)通過各類傳感器感知物理建造過程，經(jīng)過接入網(wǎng)關(guān)向云計算平臺傳送實時采集的監(jiān)控數(shù)據(jù)。云計算平臺為大數(shù)據(jù)的存儲與應(yīng)用、基于BIM的實時建造模型以及各項軟件服務(wù)提供了靈活且可擴展的信息空間，支持不同專業(yè)的項目管理人員在統(tǒng)一的平臺上共享信息并協(xié)同工作。在信息空間中經(jīng)過分析、處理與優(yōu)化后形成的決策控制信息再通過物聯(lián)網(wǎng)反饋至物理建造資源，實現(xiàn)對施工設(shè)備的遠程控制以及對施工人員的遠程協(xié)助。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用深中通道鋼殼混凝土沉管隧道就利用了智能建造體系，首先進行沉管鋼殼智能制造：研發(fā)鋼殼小節(jié)段車間智能制造、中節(jié)段數(shù)字化搭載、大節(jié)段自動化總拼生產(chǎn)線。其中小節(jié)段車間智能制造是核心，研發(fā)“四線一系統(tǒng)”智能制造生產(chǎn)線，具體包括板材/型材智能切割生產(chǎn)線、片體智能焊接生產(chǎn)線、塊體智能焊接生產(chǎn)線、智能涂裝生產(chǎn)線、車間制造執(zhí)行過程的信息化管控系統(tǒng)；其次是鋼殼混凝土沉管自密實混凝土智能澆筑：（1)研發(fā)智能化澆筑裝備和智能澆筑小車。（2）基于BIM、智能傳感和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)混凝土生產(chǎn)、運輸、澆筑、檢測的鋼殼沉管混凝土澆筑全過程智能化、信息化管理系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)沉管預(yù)制各環(huán)節(jié)任務(wù)智能分配、實時監(jiān)控記錄以及施工缺陷快速定位、自動生成報表的優(yōu)質(zhì)、高效、智能化、精細化管理。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用(1）感知傳輸與數(shù)據(jù)識別感知傳輸系統(tǒng)以傳感器為核心，結(jié)合射頻、功率、微處理器、微能源等技術(shù)，來實現(xiàn)橋梁智能建造的基礎(chǔ)性、決定性核心技術(shù)。應(yīng)用于橋梁智能建造的傳感器類型，按應(yīng)用范圍主要分為結(jié)構(gòu)狀態(tài)、裝備參數(shù)、環(huán)境因素的感知，通過這些監(jiān)測手段采集到的物理、幾何信息，以先進的遠程數(shù)據(jù)傳輸方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)識別系統(tǒng)。數(shù)據(jù)識別的目的就是為了初步分析處理這些傳感數(shù)據(jù)序列，以發(fā)現(xiàn)有價值的信息和知識，剔除掉不合理的錯誤數(shù)據(jù)，為決策行為提供必要的支持。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用然后是鋼殼混凝土密實度智能化檢測設(shè)備：結(jié)合定位、激振器、傳感器、控制主機等功能，提出脫空位置精確定位智能化檢測方法，研發(fā)出陣列式智能沖擊映像設(shè)備，實現(xiàn)了鋼殼混凝土的快速檢測，同時可實現(xiàn)精準檢測缺陷脫空位置、脫空面積、脫空高度，可視化處理形成二維或三維圖像；最后是鋼殼沉管管節(jié)智慧安裝：為降低施工風(fēng)險、保障水上公共安全、提高對接精度、減少疏浚量，結(jié)合項目需求，研發(fā)沉管運輸安裝一體船。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用鐵路隧道建造也是應(yīng)用了智能建造這一體系，鐵路隧道智能建造技術(shù)體系分為隧道勘察設(shè)計、隧道工程施工、隧道建設(shè)管理三大部分，其中隧道勘察設(shè)計是基于GIS的工程勘察和基于BIM的工程設(shè)計，基于GIS的工程勘察包括了空天地一體化隧道地質(zhì)勘察預(yù)報、基于GIS的智能化量測、隧址范圍內(nèi)地形地貌全要素信息獲取與快速處理、隧道工程地質(zhì)和環(huán)境綜合勘察、基于隧址范圍內(nèi)地址信息的綜合勘察進行了鐵路隧道工程地質(zhì)環(huán)境信息綜合勘察判釋；基于BIM的工程設(shè)計包括了BIM建模、圍巖自動分級與爆破參數(shù)自動優(yōu)化、設(shè)計參數(shù)智能化選擇與修正、協(xié)同設(shè)計、三維圖紙存檔、數(shù)字化設(shè)計交付、基于AI虛擬現(xiàn)實與BIM技術(shù)的建造過程展示。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用(2）虛擬建造用數(shù)據(jù)交換的方式處理涉及全過程建造各個要素的特征值，在整個建造系統(tǒng)高效率運行過程中，與感知層采集到的真實數(shù)據(jù)通過各種智能算法進行交互驗證，確定被控對象的當前實際工作狀態(tài)，產(chǎn)生自適應(yīng)控制規(guī)律，從而實時地調(diào)整與要素相關(guān)的各項參數(shù)，使智能建造系統(tǒng)始終自動地工作在最優(yōu)的運行狀態(tài)。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用(3）控制與執(zhí)行起到了分析判斷系統(tǒng)和安裝精度、施工工藝、質(zhì)量控制、自動化裝備之間的信息集成和信息傳遞的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)指令下達、設(shè)備監(jiān)控、工藝控制等功能，以整個建造過程中各個關(guān)鍵要素實現(xiàn)高度信息融合為目標，為各層次的管理人員提供具備一定智能化水平的輔助決策支持。1.6智能建造體系.1.6.3智能建造體系的應(yīng)用根據(jù)智能建造這一體系，可以繁衍出很多生活中工程上所需的建筑體系，