自動化將以多種方式對建筑行業(yè)的未來發(fā)展產生革命性影響，從自動化數字設計和分析程序到自動化施工文檔創(chuàng)建，以及最終的自動化施工本身。無論是應用于現場施工機器人還是模擬先進制造最佳實踐的場外預制施工，施工過程的自動化將決定建筑行業(yè)能否成功應對未來的雙重挑戰(zhàn)：對建筑和基礎設施的需求以及整個生命周期的可持續(xù)性要求。
自動化制造流程在其他行業(yè)幫助解決的類似機會和問題也可以通過建筑自動化來解決。這些問題包括與勞動力短缺、減少環(huán)境影響、新設計機會、工人健康和安全、生產時間、材料效率、勞動生產率等相關的問題。
什么是建筑自動化？
建筑自動化包括在建筑和基礎設施進展中使用自動化流程、工具和設備。它由基于云的數據交換模型、場外和現場自動化以及基于軟件的設計組成。
實時傳感、工業(yè)化建筑（將制造技術集成到施工過程中）和協(xié)作機器人是推動施工自動化的三大技術。通過消除舊流程并立即將數字模型集成到生產線中，自動化可以提高生產力、安全性和質量。人機合作的目標仍然是平衡對環(huán)境、工人安全和投資回報的影響。
建筑自動化的類型
建筑自動化涉及采用自動化施工工作流程、工具和設備來建造結構。以下是一些示例：
1. 場外施工自動化
概述：通過將流程轉移到工廠，模仿現代生產。技術：利用 DfMA(面向制造和裝配的產品設計)技術、預制和工業(yè)機器人技術。優(yōu)點：減少浪費、最大限度地利用資源并提高安全性。2. 現場施工自動化
困難：設備需要靈活且便攜，適合工作地點。示例：包含混凝土鋼筋自動化和布局機器人。3. 建筑機器人
作用：在建筑工地上，機器人技術（尤其是協(xié)作機器人）可以提高準確性和生產力。例如：SAM100 等砌磚機器人和 NeXtera 的 Oliver 等現場掃描機器人。4. 自主施工設備
概述：自主機械和汽車提高效率和安全性。示例：包括用于可再生能源項目的自動推土機和挖溝系統(tǒng)。12項建筑自動化前沿技術
建筑自動化通過提高生產力、降低費用和更好的項目成果正在徹底改變該行業(yè)。隨著智能技術的發(fā)展，現代建筑項目越來越多地使用建筑自動化。
1. BIM，即建筑信息模型
建筑信息模型 (BIM) 是對建筑的結構和操作特征的數字描述。通過為利益相關者提供模擬、可視化和決策的通用模型，它增強了利益相關者的協(xié)作。在項目過程中，BIM 可以提高協(xié)調性、準確性和效率。
2. 人工智能驅動的機器人
使用人工智能 (AI) 的機器人正在徹底改變焊接、混凝土澆筑和砌磚等建筑工作。這些機器人利用人工智能和機器學習技術以極高的準確性和效率開展活動。它們適用于各種建筑用途的多功能性源于它們適應不同條件和任務的能力。
3. 3D打印
建筑自動化中的3D 打印機器人使用多種材料，需要逐層創(chuàng)建建筑組件。通過使用這項技術，可以快速生產復雜的幾何形狀，并且?guī)缀醪划a生浪費，從而提高可持續(xù)性并加快施工速度。此外，它還為不同的任務提供了可擴展性和適應性。
4. 無人機
施工中的無人機廣泛用于進度跟蹤、現場測量和檢查。配備高清攝像頭和建筑傳感器的無人機可以提供建筑工地的實時航拍圖像，從而實現準確的規(guī)劃和監(jiān)控。通過降低危險區(qū)域人工檢查的要求，他們改進了安全解決方案。
5.模塊化建造和預制化
建筑構件在場外施工后在現場預制、組裝。由于模塊化建筑可以最大限度地減少浪費并減少現場施工時間，因此可以實現更快、更經濟的建筑程序。
6. AR（增強現實）
增強現實 (AR) 將數字數據疊加到現實世界中，促進決策和可視化。通過提供施工自動化以及實時數據和視覺效果，施工中的增強現實可以幫助建筑行業(yè)的設計驗證、項目規(guī)劃和現場問題解決。
7. 可穿戴技術
外骨骼和智能頭盔是建筑中可提高效率和安全性的可穿戴技術的例子。外骨骼通過支持工人的運動來減輕身體壓力，而智能頭盔則提供有關環(huán)境因素和工人健康狀況的實時數據。
8. 自主機械
借助人工智能和傳感器，起重機和推土機等其他自主機器可以自行工作。通過精確地完成危險和重復性的工作，這些設備可以減少人為錯誤，提高建筑工地的效率和安全性。
9. 物聯網
物聯網設備的施工自動化通過收集和傳輸施工現場的數據來改善設備管理和預測性維護。它們可以實時監(jiān)控環(huán)境因素和機械，從而提高操作安全性和效率。
10.基于云的施工管理軟件
施工自動化和基于云的解決方案使項目管理變得更加容易，其中包括分析、實時數據訪問和協(xié)作功能。這些系統(tǒng)改善了利益相關者的溝通并加快了項目運營。
11. 建筑中的激光掃描
可以使用激光掃描在三個維度上詳細測量場地和建筑。該技術提供極其準確的空間數據，有助于質量控制、設計驗證和竣工文檔記錄。
12.數字孿生
數字孿生是物理資產的數字副本，可實現預測性維護和實時監(jiān)控。它們通過提供有關結構功能和狀態(tài)的深入信息來提供主動管理和運營效率。
施工自動化各個方面的好處和挑戰(zhàn)
| 方面 | 好處 | 挑戰(zhàn) |
| 效率 | 減少任務所需的時間品質穩(wěn)定加快項目完成速度 | 初期投資高潛在的技術故障需要維護 |
| 質量 | 確保始終如一的質量減少缺陷工作精密、準確 | 適應性方面可能存在的限制可能難以完成非標準任務 |
| 生產率 | 實現 24/7 全天候運營提高整體生產力優(yōu)化工作流程 | 對技術的依賴需要熟練的操作人員和技術人員 |
| 可持續(xù)發(fā)展 | 提高能源效率減少浪費推廣環(huán)保實踐 | 可能會造成電子垃圾自動化系統(tǒng)的能耗 |
| 勞動 | 在技術和維護領域創(chuàng)造新的就業(yè)機會使員工能夠騰出時間來完成更復雜的任務 | 潛在的工作轉移勞動力再培訓的需要 |
| 項目管理 | 利用實時數據做出更好的決策增強的項目跟蹤和數據分析 | 與現有系統(tǒng)的集成可能很復雜數據安全與管理問題 |
| 靈活性 | 適應各種施工工藝允許自定義任務 | 某些任務的靈活性有限適應變化可能具有挑戰(zhàn)性 |
總結
建筑自動化通過同時關注幾個主要障礙，正在迅速改變行業(yè)。先進的機器人、人工智能驅動的設備和創(chuàng)造性的制造方法的融合不僅解決了勞動力持續(xù)短缺的問題，而且還提高了整體效率和產量。
自動化可以更準確、一致地完成復雜的活動，從而降低人為錯誤的風險并提高建筑工地的安全性。此外，通過減少浪費和改善資源利用，這場技術革命為環(huán)境可持續(xù)性做出了重大貢獻。
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