智能建造技術與裝備第十章：智能施工與智慧工地目錄一、智能施工與智慧工地概念二、智能施工與智慧工地裝備三、智能施工與智慧工地項目典型案例目錄一、智能施工與智慧工地概念二、智能施工與智慧工地裝備三、智能施工與智慧工地項目典型案例一、智能施工與智慧工地概念——智能施工概念概述與國外應用現狀在現今建筑建設過程中，為保證工程建設質量以及建設效率，智能施工技術開始在工程建設中得到應用。智能施工是以BIM（BuildingInformationModel）、物聯網（InternetofThings）、3D打印技術、人工智能、云計算、大數據等技術為基礎，可以實時自適應于變化需求的高度集成與協同的建造系統。國家年份政府規定美國2007所有重要項目通過BIM進行空間規劃英國2016實現3D-BIM全面協同，且全部文件以信息化管理韓國2016實現全部公共設施項目使用BIM技術新加坡2015建筑面積大于5000㎡的項目均需提交BIM模型北歐2007強制要求建筑設計部分使用BIM在美國及北歐等開展BIM時間較早的國家中，強制要求應用BIM技術早于其他國家十幾年。英國、新加坡、韓國近幾年也實現部分或全部實現應用BIM技術。其他一些國家如日本、澳大利亞等雖未強制要求，但也結合國情也發布了相關的BIM標準、行動方案并成立了相關聯盟。一、智能施工與智慧工地概念——智能施工概念BIM技術我國BIM技術應用現處于起步階段，交叉學科領域研究較少，多以施工階段應用為主，但是發展迅速，大多數企業都逐漸重視起BIM技術在工程各階段的應用價值。北京大興機場BIM技術應用近年來BIM技術在我國應用的案例也有很多，如中國尊、國家會展中心、北京大興機場等，在深化設計、輔助施工、族庫建立及可視化控制等方面發揮了巨大的作用。國家會展中心BIM技術應用中國尊BIM技術應用一、智能施工與智慧工地概念——智能施工概念3D打印技術國外3D打印技術發展較早，并積極推動3D打印技術的發展，由美國、德國、英國等國家首先推廣，并且十分重視。過去的20年，中國在3D打印技術方面也取得了豐碩的成果。世界第一棟打印建筑

蘇州工業園區3D打印別墅3D打印技術技術誕生于1984年，而3D打印建筑技術最早是美國學者JosephPegna提出的，它是一種按照預先設計的建筑模型和程序，用特制的打印“油墨”（一種建筑材料）通過機器設備智能“打印”出來并逐層累加，從而達到建筑建設標準且具有實用功能的建筑的技術。一、智能施工與智慧工地概念——數字化與智慧工地概述數字化——即是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據，再以這些數字、數據建立起適當的數字化模型。智慧工地——以一種“更智慧”的方法來改進工程各干系組織和崗位人員相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度。互聯協同智能生產科學管理提供過程趨勢預測及專家預案，實現工程施工可視化智能管理施工項目信息化生態圈廣聯達智慧工地管理系統數字化智慧工地管理中心一、智能施工與智慧工地概念——"智慧工地”讓建筑施工現場變"聰明”智慧工地

基于勞務實名制的管理系統

基于人員識別的行為記錄系統（一）人員管理（二）物料管理（三）安全管理VR安全教育體驗館塔機安全監控管理遠程視頻監管其他監控（四）綠色施工管理揚塵降噪監測系統標準養護室溫濕度監控系統能耗監控（五）質量管理智慧工地是一種采用先進技術實現施工現場智能化管理的系統工程，是圍繞項目全生命周期建立的一整套信息化系統和設施。目錄一、智能施工與智慧工地概念二、智能施工與智慧工地裝備三、智能施工與智慧工地項目典型案例二、智能施工與智慧工地裝備——空中造樓機中建三局研發的“空中造樓機”空中造樓機是中國自主研發的設備平臺及配套建造技術，是智能控制的大型組合式機械設備平臺，質量優良、周期可控、成本經濟、綠色環保的現澆裝配式建造技術。該設備平臺模擬一座移動式造樓工廠，將工廠搬到施工現場，逐層進行地面以上結構主體和保溫飾面一體化板材同步施工的現澆建造技術，用機器代替人工，實現高層及超高層鋼筋混凝土的整體現澆施工建造。造樓機與樓體通過一個個提前布好的支點鏈接。一層樓建造完成后，工程師在控制后臺進行操控，“空中造樓機”整體頂升，以便工人繼續往上建樓。雨篷伸縮遮陽住宅造樓機內部作業環境住宅造樓機控制室二、智能施工與智慧工地裝備——空中造樓機中建三局研發的“住宅造樓機”“住宅造樓機”是一款新型輕量化造樓機，以300米以上超高層公建“空中造樓機”為基礎。融合了外防護架、伸縮雨篷、液壓布料機、模板吊掛、管線噴淋、精益建造等功能，是具有結構輕巧、適用性廣、承載力大、多級防墜等特點的全新裝備。二、智能施工與智慧工地裝備——空中造樓機中建七局研發的“自動化裝配式建筑空中造樓機”自動化裝配式建筑空中造樓機六自由度吊裝裝置“自動化裝配式建筑空中造樓機”施工裝備首次研發構件自動調姿控制技術與裝置，具備構件六自由度精確就位自動調整功能，有效提高了構件安裝精度、裝配質量和作業效率具備構件自動摘掛鉤功能無需人工高空作業研發構件自動取放技術與裝置具備可調、校正、臨時固定功能實現豎向構件高精度可靠固定保障施工安全具備構件自動取放、吊運、尋位調姿、就位與接縫施工等功能實現工業化建筑主體結構高效吊裝二、智能施工與智慧工地裝備——建筑施工機器人“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”2021年12月30日，碧桂園集團旗下全資子公司廣東博智林機器人有限公司在汕頭金平項目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機施工系統的驗收。共有8款施工機器人、6款運輸及上料機器人、5款集中工作站開展多機協同裝修施工作業。二、智能施工與智慧工地裝備——3D打印建筑國外裝配式打印預制裝配式的3D打印建筑是預先在電腦中將三維建筑模型按照不同的結構或受力情況劃分成多個部分，在工廠分別打印完成后再運至現場組裝。位于荷蘭埃因霍溫（Eindhoven）的3D打印房屋，建筑面積94平方米，外形看起來像一塊大石頭，房屋由24個逐層打印的混凝土部件組成埃因霍溫3D逐層打印埃因霍溫3D打印建筑外觀二、智能施工與智慧工地裝備——3D打印建筑國內裝配式打印我國的北京華商陸海科技有限公司也已推出了適用于裝配式建筑的龍門式建筑3D打印機，既輕便又便宜，用來建造數字化設計、工廠化生產、裝配式組裝的3D裝配式建筑。以“單體建筑”為單位在工廠進行定制化打印現場裝配門窗及其他設施這款緊湊型的3D打印機便于運輸，它有一個旋轉底座和起重機般的機械手臂，底座部分用于存儲、供應原料，360°旋轉的活動手臂負責搭建，因此可以實現比自身更大的打印尺寸。二、智能施工與智慧工地裝備——3D打印建筑國外整體式打印2017年，俄羅斯建造了一座占地37平方米的房子，只花了不到一天就建造完成，成本7萬多元人民幣。它是由舊金山ApisCor公司生產的圓形3D打印機建造完成。ApisCor打印建筑的外觀ApisCor打印工作場景二、智能施工與智慧工地裝備——3D打印建筑國內整體式打印北京華商陸海科技有限公司從2016年的以鋼筋混凝土為原材料的“現場整體打印”的示范建筑，到2018年打印的正式商用建筑“新溫莎城堡”新溫莎城堡建筑外觀雙層辦公樓外觀2019年11月，中建股份技術中心和中建二局華南公司聯合完成了一棟“原位打印”雙層辦公樓的打印關鍵技術：1.原位打印——現場直接將主體打印成型，無需二次拼裝;2.采用輪廓工藝——打印出的墻體是為中空的，方便添加保暖填充物;3.雙層建筑打印——首次將這項技術運用到雙層結構建筑上。打印設備由中建機械公司設計制造，打印材料、設備、工藝及控制軟件均是自主開發，主體打印只需3天，節約材料超過60%，房屋壽命可達50年。二、智能施工與智慧工地裝備——3D打印建筑3D打印裝修法國設計師Fran?oisBrument與SoniaLaugier的作品“Habitatimprimé”，以一種全新的思維突破了傳統的室內設計。依據不同家具和設備衍生出變化的墻壁厚度，通過不同材料（塑料、混凝土、砂石）打造出一個與眾不同的個性化空間，由此形成室內裝飾的多樣性，并以此為裝飾“Habitatimprimé”室內設計上海東海廣場SOHO室內3D打印裝修上海東海廣場SOHO售樓處室內裝飾和一體化完整家居打印的自由曲面則處處散發著科幻的氣息。二、智能施工與智慧工地裝備——“云監理”智慧平臺“云監理”智慧平臺平臺主要利用物聯網、空間定位、移動通信、云計算、大數據和AI等技術，基于“云＋端”架構的綜合管理平臺，構建起一個工程監理“大腦”，實現了對工程項目建設全過程的智能感知、動態管控。平臺具有成本管理、質量管理、進度管理、安全管理等7大功能模塊，每個模塊都通過流程再造和系統深度融合，形成信息高度統一、業務深度協同的智慧監理體系。國家華中應急救援中心智慧監理云平臺界面智慧監理云平臺接入現場視頻監控“云監理”智慧平臺二、智能施工與智慧工地裝備——多腦協同智能施工平臺無人駕駛施工機械機群S21阿烏高速公路鋪設工程在北斗衛星技術輔助下采取了無人駕駛的施工機械機群。無人駕駛施工機械機群集成了瀝青攤鋪測厚雷達系統、北斗定位系統、360度環視全景監控系統、數字化施工系統、雷達防撞輔助系統、新型振動式撒油技術和攤鋪機無線遙控技術。無人駕駛施工機械集群二、智能施工與智慧工地裝備——多腦協同智能施工平臺“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機協作系統“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機協作系統可以簡單理解為，搭建了一個BIM（建筑信息模型）協同平臺，將規劃的核心內容派發給FMS（機器人協同管理系統），WMS（倉儲管理系統）提供物料支持，在這三大系統協同的基礎上，建筑機器人在各個作業區完成智能化流水線高效施工。BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機協作系統應用目錄一、智能施工與智慧工地概念二、智能施工與智慧工地裝備三、智能施工與智慧工地項目典型案例三、項目典型案例——“物聯、數聯、智聯”三位一體的新型智慧城市濟南市城市運行管理服務平臺濟南市城市運行管理服務平臺按照“1+1+7+N”總體架構建設。縱向做到國家、省、市、區、街、居6級聯通，橫向與26個市直部門和359個區直部門、街辦聯動，初步實現城市管理問題“一支隊伍巡查、一個中心受理、一套機制運行、一圖指揮調度”。濟南市城市運行管理服務平臺的應用系統界面目前已打造出以“智能案件分撥”“智能巡檢車”“智能無人機”“智能視頻識別”“智能城市監控”等一批智能化場景和以各類物聯感知設備為支撐的智能化發現新手段，“智能+主動”發現體系正在發揮越發重要的作用。通過城市運行管理服務平臺建設，濟南城管系統積極引入大數據、物聯網、人工智能等高新技術，推動智能化發現能力建設。三、項目典型案例——“互聯網+”思維在建設工程建造階段的方式融合京張高鐵八達嶺長城站BIM技術的發展推廣帶動了建筑行業革命性的發展。現在BIM技術之“勢”、BIM建設之“道”和BIM應用之“術”借互聯網技術已逐漸延伸到“BIM+”發展成BIM+智能設備、BIM+物聯網、BIM+VR等。研發了基于掌子面自動化素描系統的定量化超前地質預報技術，實現了掌子面地質信息智能圖像預報與圍巖精準分級；應用BIM技術搭建多專業協作的同一平臺，實現真正意義上的三維集成協同智能設計。八達嶺長城站整體BIM模型八達嶺長城站智能化定位和施工組織管理平臺構建實時人機定位管理系統，實現復雜地下車站人流、物流的高效協調和智能施工；采用隧道結構安全智能監測系統，對圍巖和支護結構的力學狀態進行全壽命周期的實時監測。三、項目典型案例——“互聯網+智慧工地”的新基建和新型建造方式湖南省“互聯網+智慧工地”架構該平臺可實現施工現場數據采集、數據綜合統計及分析、手機App應用等，現場數據分層次呈現給施工現場項目部、建筑企業、政府主管部門及監督機構等，以進行決策參考