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摘要:建筑工程项目建设周期长、影响因素多,施工复杂,参与者涉及很多专业和部门。如何有效协同各个专业部门,实现信息共享和利用,以便提高建筑施工效率、保障工程质量、降低工程造价、是建筑相关企业一直追求的目标。智能化建造技术致力于这方面问题的解决,并对工程项目整个生命周期的设计和管理进行模拟,为建筑施工、运营精细化开展提供支持,优化资源利用,控制成本耗费,使企业的竞争力和经济效益得到提高。鉴于此,文章对现代智能化技术在工程建设管理工作中的应用进行了研究,以供参考。
关键词:工程建设;智能化技术;创新应用
1智能建造内涵及关键技术
1.1人工智能技术
人工智能简称AI,是二十一世纪三大尖端技术之一,研究内容包括:机器学习和知识获取、知识处理系统统、智能机器人、自动推理和搜索方法、计算机视觉等。建筑行业中人工智能技术应用已经比较广泛,比如人工智能技术已在建筑工程管理中的施工图生成和施工现场安排、建筑工程预算、建筑效益分析等环节应用,目前比较流行的基于C/S环境开发的建筑施工管理系统,涵盖了施工人员管理、施工进度管理、分包合同管理等方方面面,使工程管理工作得到了进一步的细化。未来建筑机器人将成重要的建造辅助工具,代替人工完成高层作业等高风险作业任务。
1.2大数据技术
从建造之初的规划、设计到后期的运营等过程中,会产生大量的造价、材料、建筑、工艺等方面的数据,各类数据集合使得建筑行业本身成为一个庞大的数据载体,大数据技术的核心价值即在于挖掘数据潜在价值,为建筑决策提供真实可靠的数据依据。比如在规划阶段,大数据可以根据建筑周边人口密度、人口分布、人口流向等方面,合理划分出商业、住宅等功能区域,作为建筑选址的有力依据;在运维阶段,借助大数据分析则可实现预测、预警、规划和引导,使建筑设备保持安全使用,建筑环境舒适度得到调整。
1.3建筑信息建模技术
建筑信息建模技术及BIM。BIM技术是对于项目进行设计、施工和运营维护管理的一种新型过程方法。它的功能在于开发、使用和传递项目的数字化信息模型,以便于提高工程项目的设计、施工、运营管理。BIM技术是在传统二维CAD软件基础上发展起来的多维数学化技术。它突破了传统2D模型难以修改,不利于观察检测的瓶颈。它是实时、动态的多维模型。此外BIM技术可以共享资源,让建设过程之中的各项内容充分录入,在需要时及时调取和修改,不但可以让建筑建设更加方便快捷,还能改变传统的生产模式,让建筑行业具有新的发展未来。具体而言,BIM技术具有以下方面优势:
(1)模拟性。BIM技术在实际应用的过程中具有较高的模拟性,能够保证建立的模型与真实的事物存在很小差异,提供模型的真实性。同时使用BIM技术建立模型,需要全面的数据信息,进一步提高了模型的建设水平。该技术能够实现传统模型建立无法达到的水平,充分发挥该技术的模拟性。
(2)协调性。建筑工程施工建设的过程中很多问题的出现与部门之间的交流与沟通不到位有很大的关系。通过合理运用BIM技术可以有效的加强施工单位各部门之间的交流与沟通。过去建筑工程施工管理的过程中采用传统的管理模式,施工单位各个部门之间的信息没有及时传达,导致施工中出现多种不同的问题。而BIM技术具有较强的协调性,能够对各个部门的工作进行统筹安排,保证工作能够协调稳定的进行,进一步提升建筑工程的管理效率。
(3)可视性。传统的建筑工程模型多是2D模型,技術人员很难对模型进行调整,同时不同的技术人员对图纸的理解可能存在一定的偏差,导致建筑工程的施工存在很多问题。采用BIM技术可以建立可视化模型,技术人员通过三维立体模型,可以直观地分析出建筑工程存在的问题,并结合解决问题。
2工程建设管理中智能建造技术创新应用分析
2.1勘察设计阶段创新应用
工程建设开展前,建设方首先需要聘请专业勘察机构组织开展工程地质勘察,然后根据勘察结果进行相应工程设计。在开展勘察工作时,相应人员需要进行工程地质测绘、勘探、物探、资料内业整编、图表和勘察报告绘制等工作;在开展设计工作时,工作人员需进行方案设计、初步设计和施工图设计。随着智能技术的不断涌现,勘察设计人员能够在开展具体工作时将最新智能技术应用于地质勘察、数据收集分析及设计优化之中,增强勘察设计准确性及全面性。一是深层地质探测。借助雷达等先进探测技术,可以对地质构造和地形条件复杂地区的施工地质状况进行深层探测,对矿物、水文、地质、地形等环境信息自动扫描识别和存储。二是遥感大数据智能解译。基于勘测大数据和遥感观测数据,对施工区域海量的多维度勘察信息进行智能分析,实现有用设计参考数据的快速提取和勘察数据的自动分类等。三是BIM优化设计。利用BIM与GIS集成技术,使BIM模型兼具地理空间数据,经过轻量化融合处理,为线路、桥梁等空间关系复杂的工程设计方案,提供更好的场景化体验和数字化分析工具。
2.2施工建造阶段创新应用
施工图设计完成并通过审核后,业主方需聘请专业团队开展具体施工作业。在此阶段,施工团队需合理规划场地布局,准确设计各分项工程建设规划,组织协调物资调控,并对整体工程建设进行全面管控。随着智能技术不断涌现,施工方可充分利用其进行场地布局优化,加强建设物资管控,并对建设过程进行全流程管控。一是基于BIM的场地布局优化。利用BIM模型进行现场施工场地平面布置方案的有效模拟验证,通过模拟过程分析方案的可实施性,预先发现方案中的问题,在方案实施之前将一切不合理的隐患问题排除,合理安排加工场地、生活区、各种临时设施等功能区的位置,模拟选择出最优布置方案,确保施工的顺利进行。二是基于物联网技术强化材料管理。物联网的RFID技术能够快速、实时、准确采集与处理建筑材料信息,将电子标签或RFID芯片在生产阶段植入构件或原材料,采用RFID电子标签的阅读器在材料运输、进场、出入库时对其信息快速读取,并通过物联网进行跟踪和监控,使原料管理更为便捷、准确。三是基于人工智能的作业管理。将人工智能感知系统、可视化监控系统及BIM技术相结合,对施工现场安全隐患和险情进行实时监控,完成智能安全监管及处置;对重点部位自动三维建模,判断工程进度情况,提升工程项目的进度管理,实现工程进度的智能化监控。
2.3运营维护阶段创新应用
工程项目建设完成并交付使用后,业主方需要组织开展设备的维护保养,所属区域内卫生、安全的保持,基础设施的维修管理等工作。在智能技术加持下,业主方能够充分利用技术远程监督基础设施及各类设备运转状况,全面监督区域内人员流动情况,从而及时发现存在风险并作出预警。基于大数据与云计算的智能管理平台是该阶段智能建造技术的主要应用成果。基于物联网感知、视频多媒体、BIM、GIS等各类信息,智能检索与实时分析运维阶段海量数据信息,深度挖掘数据参考价值,为运维过程优化和决策提供信息辅助。基于云计算技术,对环境、安全、设备、人员等多维多级建筑运维信息进行云端存储、快速计算、优化处理等操作,为运营单位提供监测、预警等全方位决策分析支持,提高运维和管理效率。
参考文献
[1]解亚龙,王万齐.智能建造技术在工程建设中的应用[J].铁道建筑,2020(8):161-165.
[2]倪宏.BIM技术在房建工程项目施工建设中的应用实践[J].建材与装饰,2020(21):1+3.
关键词:工程建设;智能化技术;创新应用
1智能建造内涵及关键技术
1.1人工智能技术
人工智能简称AI,是二十一世纪三大尖端技术之一,研究内容包括:机器学习和知识获取、知识处理系统统、智能机器人、自动推理和搜索方法、计算机视觉等。建筑行业中人工智能技术应用已经比较广泛,比如人工智能技术已在建筑工程管理中的施工图生成和施工现场安排、建筑工程预算、建筑效益分析等环节应用,目前比较流行的基于C/S环境开发的建筑施工管理系统,涵盖了施工人员管理、施工进度管理、分包合同管理等方方面面,使工程管理工作得到了进一步的细化。未来建筑机器人将成重要的建造辅助工具,代替人工完成高层作业等高风险作业任务。
1.2大数据技术
从建造之初的规划、设计到后期的运营等过程中,会产生大量的造价、材料、建筑、工艺等方面的数据,各类数据集合使得建筑行业本身成为一个庞大的数据载体,大数据技术的核心价值即在于挖掘数据潜在价值,为建筑决策提供真实可靠的数据依据。比如在规划阶段,大数据可以根据建筑周边人口密度、人口分布、人口流向等方面,合理划分出商业、住宅等功能区域,作为建筑选址的有力依据;在运维阶段,借助大数据分析则可实现预测、预警、规划和引导,使建筑设备保持安全使用,建筑环境舒适度得到调整。
1.3建筑信息建模技术
建筑信息建模技术及BIM。BIM技术是对于项目进行设计、施工和运营维护管理的一种新型过程方法。它的功能在于开发、使用和传递项目的数字化信息模型,以便于提高工程项目的设计、施工、运营管理。BIM技术是在传统二维CAD软件基础上发展起来的多维数学化技术。它突破了传统2D模型难以修改,不利于观察检测的瓶颈。它是实时、动态的多维模型。此外BIM技术可以共享资源,让建设过程之中的各项内容充分录入,在需要时及时调取和修改,不但可以让建筑建设更加方便快捷,还能改变传统的生产模式,让建筑行业具有新的发展未来。具体而言,BIM技术具有以下方面优势:
(1)模拟性。BIM技术在实际应用的过程中具有较高的模拟性,能够保证建立的模型与真实的事物存在很小差异,提供模型的真实性。同时使用BIM技术建立模型,需要全面的数据信息,进一步提高了模型的建设水平。该技术能够实现传统模型建立无法达到的水平,充分发挥该技术的模拟性。
(2)协调性。建筑工程施工建设的过程中很多问题的出现与部门之间的交流与沟通不到位有很大的关系。通过合理运用BIM技术可以有效的加强施工单位各部门之间的交流与沟通。过去建筑工程施工管理的过程中采用传统的管理模式,施工单位各个部门之间的信息没有及时传达,导致施工中出现多种不同的问题。而BIM技术具有较强的协调性,能够对各个部门的工作进行统筹安排,保证工作能够协调稳定的进行,进一步提升建筑工程的管理效率。
(3)可视性。传统的建筑工程模型多是2D模型,技術人员很难对模型进行调整,同时不同的技术人员对图纸的理解可能存在一定的偏差,导致建筑工程的施工存在很多问题。采用BIM技术可以建立可视化模型,技术人员通过三维立体模型,可以直观地分析出建筑工程存在的问题,并结合解决问题。
2工程建设管理中智能建造技术创新应用分析
2.1勘察设计阶段创新应用
工程建设开展前,建设方首先需要聘请专业勘察机构组织开展工程地质勘察,然后根据勘察结果进行相应工程设计。在开展勘察工作时,相应人员需要进行工程地质测绘、勘探、物探、资料内业整编、图表和勘察报告绘制等工作;在开展设计工作时,工作人员需进行方案设计、初步设计和施工图设计。随着智能技术的不断涌现,勘察设计人员能够在开展具体工作时将最新智能技术应用于地质勘察、数据收集分析及设计优化之中,增强勘察设计准确性及全面性。一是深层地质探测。借助雷达等先进探测技术,可以对地质构造和地形条件复杂地区的施工地质状况进行深层探测,对矿物、水文、地质、地形等环境信息自动扫描识别和存储。二是遥感大数据智能解译。基于勘测大数据和遥感观测数据,对施工区域海量的多维度勘察信息进行智能分析,实现有用设计参考数据的快速提取和勘察数据的自动分类等。三是BIM优化设计。利用BIM与GIS集成技术,使BIM模型兼具地理空间数据,经过轻量化融合处理,为线路、桥梁等空间关系复杂的工程设计方案,提供更好的场景化体验和数字化分析工具。
2.2施工建造阶段创新应用
施工图设计完成并通过审核后,业主方需聘请专业团队开展具体施工作业。在此阶段,施工团队需合理规划场地布局,准确设计各分项工程建设规划,组织协调物资调控,并对整体工程建设进行全面管控。随着智能技术不断涌现,施工方可充分利用其进行场地布局优化,加强建设物资管控,并对建设过程进行全流程管控。一是基于BIM的场地布局优化。利用BIM模型进行现场施工场地平面布置方案的有效模拟验证,通过模拟过程分析方案的可实施性,预先发现方案中的问题,在方案实施之前将一切不合理的隐患问题排除,合理安排加工场地、生活区、各种临时设施等功能区的位置,模拟选择出最优布置方案,确保施工的顺利进行。二是基于物联网技术强化材料管理。物联网的RFID技术能够快速、实时、准确采集与处理建筑材料信息,将电子标签或RFID芯片在生产阶段植入构件或原材料,采用RFID电子标签的阅读器在材料运输、进场、出入库时对其信息快速读取,并通过物联网进行跟踪和监控,使原料管理更为便捷、准确。三是基于人工智能的作业管理。将人工智能感知系统、可视化监控系统及BIM技术相结合,对施工现场安全隐患和险情进行实时监控,完成智能安全监管及处置;对重点部位自动三维建模,判断工程进度情况,提升工程项目的进度管理,实现工程进度的智能化监控。
2.3运营维护阶段创新应用
工程项目建设完成并交付使用后,业主方需要组织开展设备的维护保养,所属区域内卫生、安全的保持,基础设施的维修管理等工作。在智能技术加持下,业主方能够充分利用技术远程监督基础设施及各类设备运转状况,全面监督区域内人员流动情况,从而及时发现存在风险并作出预警。基于大数据与云计算的智能管理平台是该阶段智能建造技术的主要应用成果。基于物联网感知、视频多媒体、BIM、GIS等各类信息,智能检索与实时分析运维阶段海量数据信息,深度挖掘数据参考价值,为运维过程优化和决策提供信息辅助。基于云计算技术,对环境、安全、设备、人员等多维多级建筑运维信息进行云端存储、快速计算、优化处理等操作,为运营单位提供监测、预警等全方位决策分析支持,提高运维和管理效率。
参考文献
[1]解亚龙,王万齐.智能建造技术在工程建设中的应用[J].铁道建筑,2020(8):161-165.
[2]倪宏.BIM技术在房建工程项目施工建设中的应用实践[J].建材与装饰,2020(21):1+3.