智能建造技术在装配式项目建造中的应用实践

智能建造技术在装配式项目建造中的应用实践

马越

东风鸿远工程咨询有限公司   湖北襄阳    441000

摘要：本文梳理了传统装配式项目建造中的问题。为了提升项目的智能建造水平，探索了装配式项目在智能生产、智能施工、智能检测以及智能管理平台方面的应用。通过应用实践表明，智能建造技术应用，可有效提升生产效率，降低施工成本，保障施工质量，提效项目管理，推动工业化与信息化、智能化技术融合发展。

关键词：智能建造；BIM；智能装备；智能检测；BIM管理平台

引言

近年来，装配式建筑得到了更多的关注，其数量也在不断增加。但是，在建设项目中，仍然存在着综合性不强、交义性不强等问题，此外，在信息技术的集成应用上，还存在着一些不足之处。比如装配式建筑整个建设过程复杂，传统管理模式存在各种问题，无疑会导致大量设计变更以及返工；其次我国装配式建筑的发展仍处在前期，生产管理相对落后、技术效率等诸多关键问题，会对建设项目质量和进度产生重要影响。因此，在今后的发展过程中需要对装配式建筑智能建造全过程管理展开更加深入的研究。协调好装配式建筑建设全过程，开展充分利用各项信息技术，形成装配式建筑新的生产模式，使得各阶段参与方能够更加信息交流顺畅，达到装配式建筑施工全过程的数据集成与信息化管理的目的，这对解决上述问题具有重要作用。

1智能制造和智能建造的概念

智能制造和智能建造是现代制造业和建筑业的重要发展趋势。智能制造是利用先进的信息技术和自动化技术，来优化生产流程、提高生产效率和质量的制造方式。智能建造则是在建筑领域中应用智能制造技术，通过数字化、自动化和智能化的手段，实现建筑设计、施工和运营的全面优化。智能制造和智能建造都强调数据的重要性，通过收集和分析大量的生产和施工数据，可以实现精细化管理和智能化决策，从而提高生产效率和建筑质量。

2智能建造技术在装配式项目建造中的应用

2.1基于智能调垂仪的预制墙板快速调垂

传统预制墙板调垂由人工通过机械扳手、卷尺及铅锤等工具配合使用，一边测垂一边调垂。整个调垂作业完全依赖施工作业人员的操作经验，花费时间较久，且容易产生误差。本项目研发的智能调垂系统可进行自动化调垂工作。如图1所示，在墙板吊装到位后，通过智能测垂仪检测墙板垂直度，垂直度数据通过蓝牙传输至手持控制仪中，随后依靠手持控制仪来驱动电动调垂扳手，使墙板自动调垂。如在项目5号楼的墙板调垂作业中，垂直度初始偏差20～28mm，调垂用时约为30～38s，精度控制在±3mm以内。同等作业条件下，传统工艺调垂时间约为5～10min，可见智能调垂仪能大大提高调垂效率，可在大部分预制装配式项目中推广应用。

图1智能调垂仪现场调垂

2.2数字化生产及机器人施工技术

数字化生产技术包括虚拟生产技术、数字化生产装备及数据采集与监控系统。利用BIM技术生成构件加工信息并分离出数字化生产信息指导生产；运用数字化生产设备如PC生产线进行构件生产，并通过3D扫描仪等设备实现数字化复核；数据采集与监控系统（SCADA）实现预制构件设备的智能监控、数据采集，结合智能算法分析优化实时数据并反馈至执行端，实现关键工艺迭代优化。机器人施工技术是利用BIM云平台，采用装配式的技术方案，通过建造机器人智能地完场现场施工。目前，针对装配式建筑较为实用并具备一定前景的建筑机器人技术有测量机器人、塔吊智能监管技术、喷涂机器人等。

2.3先易后难，逐步推进

根据当前我国装配式施工的市场特征，采取先简单后复杂，逐步推进的发展战略。在政府相关优惠政策的帮助下，首先在具体地区发展组装式建筑，然后在政府的政策性项目的基础上，进行智能施工的全程管理，最后，逐步将其推广到商业建筑。在进行了大量的工程实践之后，积累了一定的经验，然后，再将组装式施工项目管理的规模和组合率逐渐提高。

在进行智能建造的全过程管理时，也要将其与地方特色有机地结合起来，以当地的房屋设计标准及需求、建筑结构特点为依据，构建出一种既具有地域特色又具有区域特色的装配式建筑。对地势地形与资源配比进行全面的考量，并以各个项目的需要为依据，大力推动战略性的合作关系，运用精益管理的方法，真正做到将装配式建筑的成本降到最低，最大程度地符合市场的要求。

2.4、BIM在装配式建筑智能建造施工过程中的应用

2.4.1三维场布模拟

现场施工前，依据项目整体需求，利用BIM对现场平面、临时建筑、施工机具、场地道路等进行模型创建，直观反映并模拟建设过程中不同阶段平面的变化，从临建布置、人车分流方案可行性、施工场地堆放、大型机械站位、永临结合道路、垂直和水平运输等维度，可视化超前模拟现场实况，将常规5天的场布方案缩短至1天。

2.4.2施工工序模拟

将施工工序、质量要求、作业面、施工机械等信息与模型进行关联，从钢结构安装、到机电安装再到精装安装，建立质量要求明确、验收标准统一的重点施工工序模拟视频，确保现场作业达到“所见及所得”的标准。施工人员扫码观看对应的三维全景模型、技术交底动画及图纸，明确工序交叉及质量要求，确保现场多工作面的质量统一，为现场施工有序开展起到引导、指导作用。

2.4.3无人机进度管理

在施工过程中采用无人机航拍，根据施工场地，设置无人机航拍范围与路线。无人机依照预设的飞行轨迹，完成全自动巡航飞行及图像采集。根据飞行拍摄的图片及影像，通过边界重叠算法生成高精度无人机倾斜摄影实景模型。将裁剪后的倾斜摄影模型和关联进度信息的BIM模型同时导入轻量化平台，提取不同时间全景模型，直观显示进度对比情况，进行施工进度管理。

2.5数据共享和协同设计的需求

装配式建筑智能制造的第三步是实现数据共享和协同设计。数据共享和协同设计是指在装配式建筑的全生命周期中，各个环节之间进行高效的信息共享和协同工作。通过数据共享和协同设计，可以实现建筑信息的一体化管理和综合决策，促进不同环节之间的信息流通和协同工作。数据共享和协同设计的需求主要体现在以下几个方面。首先，装配式建筑智能制造需要建立统一的数据平台和标准，以实现各个环节之间的数据集成和共享。其次，装配式建筑智能制造需要建立高效的协同设计平台，以便不同专业之间的信息交流和协同工作。此外，装配式建筑智能制造还需要建立高效的决策支持系统，以实现全生命周期的优化和管理。

结语

装配式建筑智能制造和智能建造作为建筑行业的创新方向，具有重要的未来展望和意义。随着全球城市化进程的加速和人口的不断增长，建筑行业面临着越来越大的挑战。传统的建筑方式存在着效率低下、成本高昂、资源浪费等问题，无法满足快速建设和可持续发展的需求。而装配式建筑智能制造和智能建造的创新，可以有效地解决这些问题，提高建筑的质量和效率，推动建筑行业的可持续发展。

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