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透视“建筑业+互联网”未来图景
发布时间:2016-10-18 点击次数 450

当前,传统的建筑施工作业方式正逐渐被一些高新技术所颠覆。建筑施工行业正在加速转型升级,由劳动密集型向技术、知识和管理密集型转变。近期发布的《中国建筑施工行业信息化发展报告(2016)互联网应用与发展》深度论述了建筑施工行业互联网应用的现状与未来发展趋势,认为建筑施工行业转型升级离不开互联网的支持与深度应用,智慧建造、智慧企业将是未来建筑施工行业转型升级发展的方向。记者对报告内容进行梳理,围绕智慧建造、智慧企业、新兴技术三大关键词,透视“建筑业+互联网”未来图景。

智慧建造——

智慧建造,是以BIM、大数据、智能化、移动通信、云计算、物联网等先进信息化技术为支撑,实现企业集约化经营和项目精益化管理,实现低碳、低排放、高品质、可持续的建造过程。

■ 智能穿戴设备将成重要装备

智能穿戴设备,是可以直接穿在身上或整合到衣服、配件上的一种便携式设备,借助软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。智能穿戴设备将成为建筑工人的重要单兵装备,与施工环境紧密结合,为建筑施工带来很大转变。

智能穿戴设备在施工中的应用主要包括:智能手环可用于对现场施工人员的跟踪管理;佩戴智能眼镜,可将虚拟模型画面与工程实体对比分析,及时发现并纠正问题;智能口罩上的粒子传感器可实时监测施工作业区域空气质量,并把定位资料和采集到的信息传到手机上应用并共享;借助穿戴的运动摄像装置,可记录现场质量验收过程等。

■ 移动智能终端将成重要工具

智能终端,具有接入互联网能力,通常搭载各种操作系统,根据用户需求定制各种功能。常见的智能终端包括移动智能终端、车载智能终端、智能电视等。施工现场的移动智能终端正在向实用化、集成化方向发展,是智慧建造技术平台向生产一线延伸的重要工具。

移动智能终端在施工中的应用主要包括:配合相应的项目管理系统,实时查阅施工规范标准、图纸、施工方案等;可直接展示设计模型,向现场施工人员进行设计交底;加强施工质量、安全的过程管理,实时确认分部分项形象进度,辅助分部分项质量验收;可现场对施工质量和安全文明施工情况进行检查并拍照,将发现的问题和照片汇总后生成整改通知单下发给相关责任人,整改后现场核查并拍照比对;可在模型中手动模拟漫游,通过楼层、专业和流水段的过滤来查看模型和模型信息,并随时与实体部分进行对比。同时,还可提前模拟作业通道是否保持畅通、各种设施和材料的存放是否符合安全卫生和施工总平面图的要求等。

■ 建筑机器人将成辅助工具

建筑机器人应用于施工的基本模式,是通过与设计信息(特别是BIM模型)集成,实现设计几何信息与机器人加工运动方式和轨迹的对接,完成机器人预制加工指令的转译与输出。建筑机器人建造流程需要仿真模拟与监测,支持高度灵活、个性化的建筑产品服务和生产模式。未来,建筑机器人不是简单施工工艺的替代,将在方方面面成为智慧建造的辅助工具,成为施工方案的一部分。

建筑机器人在施工中的应用主要包括:全位置焊接机器人,可用于超高层钢结构现场安装焊接作业,提高焊接质量,确保施工安全;超高层外表面喷涂机器人,不仅可以解决高空作业安全问题,还可提高施工速度和精度;大型板材安装机器人,可用于大型场馆、楼堂殿宇、火车站、机场装饰用大理石壁板、玻璃幕墙、天花板等的安装作业,无需搭建脚手架,由两名操作工人即可完成大范围移动作业。

云机器人是云计算与机器人学的结合。机器人本身不需要存储所有资料信息或具备超强的计算能力,只是在需要时连接相关服务器并获得所需信息。例如:机器人拍摄周围环境照片并上传到服务器端,服务器端检索出类似的照片,并计算出机器人的行进路径以避开障碍物,同时将这些信息储存起来,方便其他机器人检索。所有机器人可以共享数据库,减少了开发人员的开发时间,还可以通过云计算实现自我学习。

智慧企业——

在传统建筑施工企业向智慧企业的升级、转变过程中,互联网的作用不只是支持企业业务,更应成为驱动企业转型的主要动力,影响并帮助企业实现自身业务流程、商业模式的转变。建筑施工企业应转变IT部门支持业务的角色,发挥IT技术和互联网的最大价值,通过建立业务价值导向的互联网战略,使管控机制、企业架构、IT能力三个领域深入融合,真正实现业务与IT、互联网的完美结合,驱动业务发展。物联网、云计算和大数据对于智慧企业形成和发展至关重要,物联网是智慧企业互通互联的基础,云计算是智慧企业的平台和支撑,大数据积累和应用是智慧企业的目标。

■ 物联网将成为企业精益管理的基础

物联网可为建筑业推进大数据应用提供技术支撑。大数据分析需要以大量原始数据为基础,但数据采集工作量巨大,物联网技术为施工现场各类原始数据的持续采集提供了可能性,利用安装在施工现场的前端智能传感设备采集视频数据、粉尘数据、噪音数据、升降机数据、塔吊数据、温湿度数据、人员信息数据等。

物联网应用于施工全过程主要体现在如下几方面:

实现建筑设施自动化控制。对智能建筑内供电设备、空调通风系统、恒压供水系统、消防系统的运行状态信息、能耗信息、参数信息等进行监测;对室内的温度、湿度、空气质量和照明情况实时监测并进行调控。

实现大型建筑安全状况监控。通过传感器获得大型建筑安全特征的相关参数,自动采集、传输数据,在专业软件的辅助下对大型建筑安全状况进行评估和预警,实现远程实时监控。

加强大型机械设备的安全管理。利用物联网技术可对电梯运行安全进行监测,及时上报数据、安全报警,有效落实安全监管职责;可实时监控并记录大型塔吊的运行状态,最大程度地减少安全事故的发生,同时也能为事故处理提供有效证据。

加强施工现场人员管理。工地考勤、门禁设备与项目管理系统集成应用,可采集劳务工人数据信息,实施实名制管理;通过项目管理系统、移动终端设备,利用现场施工人员身份射频识别装置,可定位和跟踪现场施工人员,掌握其工作情况,以便管理人员精准定位掌握人员情况,还可对施工人员超时工作情况自动预警。当现场发生紧急情况时,施工人员可通过标签按钮向监控中心呼叫,监控中心可向施工现场发送相应指令。

加强进场材料和构件管理。对装配式建筑每个部件的设计、生产、仓储、运输、安装、运维直至拆除,实行全生命周期的质量追踪管理,保证项目建设过程的质量监督与控制。施工过程中的物料运输、进场、出入库、盘点领料等,均可采用射频电子标签实施跟踪和监控。相关数据可直接进入项目管理系统,与BIM模型数据进行比对,完成对施工进度、重点部位、隐蔽工程等部位的材料设备校核工作。

加强施工现场安全环境管理。通过物联网技术对建筑工地的环境、大体积混凝土浇筑、钢结构应力应变、地基、预应力梁、基坑支护以及危险区域进行监测,通过信息系统进行分析预警。此外,还可以在复杂的地质条件下,对地下空间施工进行监测。

■ 云计算将成为企业改造现有信息系统的基础平台

利用云计算技术可以在数秒之内处理数以千万计甚至亿计的信息,达到与“超级计算机”同样强大的效能。建筑业企业和单位需要利用云计算改造提升现有信息系统,以降低信息化投入成本,挖掘云计算在生产、管理方面的应用价值。

在降低硬件投入、减少维护工作量方面,企业可以选择基础设施服务模式,有助于解决硬件问题。完全自动化的部署与运维目前已经相当成熟,很多企业开始了自动化进程,轻松地在云中快速部署和管理应用程序,自动处理容量预配置、负载均衡和应用程序状况监控的部署细节。云平台可以消除单点故障,提升应用系统的可用性,应对海量访问。

云计算与BIM的结合。云计算为BIM应用提供了强大的硬件资源保障。由于BIM对硬件的要求很高,极大地限制了企业在项目层面的应用。而云平台可以共享硬件资源,整合运算处理能力,消除企业全面推广应用BIM的顾虑。同时,BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体,云计算可以解决协同工作中最基本的标准化及应用程序标准化的问题。

大数据的分析应用需要依赖于强大的云计算平台。云平台可用于海量数据处理计算,让企业专注数据分析和挖掘,最大化发挥数据价值。云平台还可提供大数据分析服务,一站式完成海量数据的整合、清洗、加工以及交互式探索分析和深度数据挖掘。

软件厂商将软件系统发布在云平台上,企业可根据业务需求购买软件服务,并按照时间与运用模块向软件厂商付费,而软件的维护与升级则由软件开发商统一在云平台上进行,提高了软件服务的使用率,降低了软件使用成本,有利于行业信息化的推进。

■ 大数据将成为企业提升管理效益的重要手段

在“互联网+”的时代,数据的价值和重要性将逐步体现。企业要提高竞争力、实现持续发展,就必须将业务、技术和管理信息全面实现数据化,关键是要用“大数据”思维提升宏观把控和微观决策水平,充分运用大数据制定企业发展战略、实施战略决策。大数据应用主要体现在如下几方面:

实现企业大数据智能化决策分析。企业通过收集和分析大量内外部数据,获取有价值的信息,据此预测市场需求,进行智能化决策分析。

实现项目劳务人员大数据分析。对工地劳务人员进行有效登记注册,随时了解其工作状态;与征信服务平台对接,可查询项目劳务队和劳务人员的征信状况;对阶段用工情况进行数据统计,系统会自动分析出每个项目阶段所涉及的班组工种、工日、工时等相关数据;利用用工数据可以分析分包队伍工作效率以及价格的合理性,通过与其他项目类似数据进行横向对比分析等,积累成本分析经验数据。

实现工程质量监管大数据分析。在工程质量检测及监管中运用大数据,可以有效提高检测数据的真实、准确和可靠性。通过深入挖掘检测数据中存在的共性问题,特别是异常检测数据的关联性,对质量问题发出预警信息,更有效地指导施工过程质量控制、实施工程质量监管。

实现安全环境监测大数据分析。利用物联网技术对大量监测数据进行筛选过滤,对施工噪音、粉尘等数据进行综合评估,对大型机械设备运行数据进行分析,可及时进行风险预警,有助于监管部门和工程项目做好施工安全管理和环境监测工作。

新兴技术——

在新兴技术的支持下,互联网本身也在迅猛发展,以下技术将是未来互联网发展的热点,将对建筑施工互联网应用产生巨大影响。

■ 高效电池提升智能设备续航能力

互联网智能设备和装置的续航能力一直是被诟病的领域,以石墨烯电池为代表的高效电池技术是决定移动互联网发展的重要因素。随着批量化生产、快速充电以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于目前已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

建筑工地由于场受地条件限制,很多智能设备需要电池支持应用。如,监控施工变形的设备需要实时采集数据并上传,但设备布控位置往往很难接通电力,即使能接电力,成本也会很高,高效电池的应用可以很好地解决设备长期运行的问题。

■ 无线充电让移动设备充电无障碍

无线充电技术是移动互联网发展的重要技术之一。2015年6月,无线充电三大阵营之一的A4WP(无线充电联盟)宣布,其技术标准已经升级,所支持的充电功率增加到50瓦。这意味着笔记本电脑、平板电脑等大功率设备也可以实现无线充电。如果类似Wi-Fi那样拥有超远传输距离、稳定性更好的无线充电技术大规模普及,电脑周边的设备需要以各种线缆连接的状况将成为历史。

未来,低功率的施工现场移动机器人,如扫描、放样机器人等均可借助无线充电技术实现无人值守的长距离行走和工作。

■ 光无线通信简化施工现场互联网环境部署

光无线通信又称“光保真技术”(Light  Fidelity简称LiFi),是一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的全新无线传输技术。光无线通信同时具有光纤通信和移动通信的优势,可实现宽带传输,组网机动灵活,无需频率申请,且具有抗电磁干扰、保密性好的特点,这项技术的研究目前受到广泛重视。

由于施工现场环境复杂且在不断变化,布置有线网络成本高、不稳定,如果光无线通信能应用于施工现场组网,将大大简化施工现场互联网环境部署。

(本文由中国建设报记者翟立根据《中国建筑施工行业信息化发展报告(2016)互联网应用与发展》编辑整理)