智能建造技术在工程建设管理中的应用策略研究
摘要
关键词
智能建造技术;工程建设管理;施工技术
正文
工程建设管理是现代经济发展的重要组成部分,随着技术的不断发展和进步,智能建造技术作为一个新型建造理念和技术手段,被广泛应用于各个细分领域中。智能建造技术的应用,将变革传统的建筑行业,涉及到建筑设计、建筑施工、建筑运维等多个环节,为工程建设管理带来了全新的机遇和挑战。因此,对于智能建造技术在工程建设管理中的应用策略,进行深入研究,既有助于提高工程建设管理的效率和效益,也能够推动智能建造技术的深度发展。智能建造技术作为一个相对新兴的领域,得到了国内外广泛的研究和探讨。欧美、东亚等发达国家在智能建造技术的研究和应用领域都处于领先地位,提出了很多关于智能建造技术应用的策略和实践。我国正在加快智能建造技术的研究和推广,如华为、中兴等企业打破行业界限,开展建筑智能化技术的应用研究和实践。
一、智能建造技术在工程建设管理中的应用现状
(一)项目管理
在项目管理中,智能建造技术主要应用于BIM技术、物联网、云计算等方面,可以实现建设全生命周期的数字化管理和优化。在项目初始化阶段,通过采用BIM技术进行三维模型的建立,可以提前发现存在的设计缺陷等问题,并及时优化。在施工阶段,BIM技术可以协助施工过程的日程计划、进度监控、质量控制、变更管理等,提高施工效率和质量。在建造完成后,依然可以通过BIM技术来进行维护管理,实现建筑全生命周期的管理和优化。施工阶段则可以利用物联网技术进行实时监控,如风速、温度、湿度等参数的监测与分析,及时预警隐患并及时采取措施。同时,物联网可以进行建筑设备监控和管理,通过数据采集分析来进行设备的智能化控制和管理,实现设备的自动化运行和维护。云计算技术能够帮助建筑信息化管理,如实现管理者、员工、供应商等多用户和权限间的协同管理,同时可以进行成本数据的分析和管理,大大优化建筑管理流程,提高工作效率。
(二)质量管理
在质量管理方面,智能建造技术的应用主要集中在设计优化、施工质量控制、设备检测、材料检测等方面,实现全面、高效、精准的质量监测和控制。智能建造技术可以利用数据分析和模拟技术,结合建筑工程的实际情况,进行建筑设计的合理优化。通过对建筑结构、布局、连接方式、施工工艺等方面的优化,能够有效提高建筑物的结构强度和承载能力,最大限度地减少建筑物的结构冗余和浪费。此外,结合传感器和监控系统,可以实时监测施工过程中的关键节点。如混凝土浇筑、钢筋加工、模板拆卸等,在及时地发现工程质量问题,并及时采取有效的措施解决问题。此外,利用BIM技术结合移动设备在现场操作中,可以实时检索施工图纸库,通过比对实际施工状态和设计图纸发现问题和纠正错误信息,提高施工效率和质量。智能建造技术还能对建筑设备进行远程检测和数据分析,实时监控设备状况,发现异常情况并及时排除。可以利用物联网技术对设备模块化进行管理,及时对设备真正的状态和运行情况进行高效监控与管理,保障设备安全有效运行。材料的质量直接影响到建筑物的安全性和使用寿命。智能建造技术可以利用传感器和数据分析技术对建筑材料的关键性能进行实时检测,如混凝土强度、砖块抗压性能等。检测的数据会及时反馈给系统,系统将数据进行分析和处理,实现对材料质量的全方位和高效监控、评估和管理。
(三)安全管理
在安全管理方面,智能建造技术主要应用于智能安全管理系统、安防监控、无人机巡检等方面,提高工程建设的安全性,减少工作风险和潜在危险。首先,智能安全管理系统。通过智能安全管理系统的建设,可以全面、及时、准确地掌握工程建设的安全状况。例如,通过建设智能安全管理系统,监控体系和预警系统,可以在发现建筑安全风险和隐患时及时采取措施,在风险出现前预先识别,并及时进行预警,大大提高了工程建设的安全性。其次,安防监控。通过建立安全监控系统,可以实现对工程建设现场的全天候监控和管理,保障现场人员和财产安全。例如,通过安装摄像头和红外线传感器等设备,可以实时监控现场情况,及时发现不安全因素,制止违规行为,确保现场人员安全。最后,无人机巡检。无人机巡检已经成为当前工程建设安全监管的重要手段。通过设备安装相应的传感器和无人机,扫描建筑物,可以发现建筑结构、设备以及人员的安全状况,从而避免发生事故。同时,在巡视过程中将相关问题以图像和文字信息形式记录下来,为后续的安全分析和处理提供依据。
二、智能建造发展难点分析
(一)标准体系不完善
目前,智能建造方面尚未出台统一完善的数据标准,不同地区、不同平台使用的数据标准不一致,导致数据壁垒问题普遍存在。建筑工程开展过程中,常由于数据信息间连通性较差,导致大量信息集中于某几个系统中,形成“信息孤岛”,导致数据浪费,对工程管理较为不利。
(二)关键产品不成熟
国内建筑行业虽已开始逐渐应用智慧工地、BIM设计技术,但实际应用中存在大量“应付”产品,使用先进技术不用于实际生产,而用于项目展示。究其原因,在于部分关键产品成熟度不高,难以有效应用到工程实践中。除此之外,部分智能装备的应用对场景有较严格的限制,且最终获取的作业质量也没有表现出智能化生产应有的优势,效益较差。
(三)管理模式不适配
智能化技术在建筑建设过程中的应用依旧存在碎片化管理的问题,部分智能化设备应用要求和现行建筑管理规定存在不一致的问题,导致管理人员一方面想要使用新型技术,另一方面又需要按照旧标准执行,在增加管理负担的同时,也降低了智能建造技术的应用效果。
二、智能建造技术在工程建设管理中的应用策略
(一)加强工程监理管理力度
为提升建筑工程整体建设效果,企业管理层应适时发挥出专业监理的内在作用,对工程项目的验收进行合理规划。智能建造在开展正式建设时,要挑选出合适的监理单位,该单位既要带有极强的专业资质,还要能全面监理信息系统,使智能建造的各项功能建设能落到实处。专业监理应在智能建造建设之初就严格监管项目建设的更多功能,科学检查各项功能建设的应用效果,利用对各项施工操作细节的持续性控制,真正改善智能建造建筑的整体建设效果。进行项目监理时,要严格控制智能建造建筑的设计施工程序,密切关注各个环节的操作动态,并明确项目监理重点,让所有功能建设都能处在对应监理中。鉴于智能建造中的子系统较多,且各子系统间还存有某种联系,要利用监理系统及时记录各子系统的变化数据,找寻出不同系统间的内在联系,在当前系统的适宜引导下,高效改善各子系统内部功能的建设应用水平,并为此后的项目验收打下坚实基础。例如,文中项目在开展工程监理时,开展了主观验收、定性检测,测试综合布线系统内的网络信息点时采取了通断测试,借助对《综合布线系统工程验收规范》内的标准完成验收工作,有效改善智能建造各功能的应用水准,提升项目监理放入针对性。
(二)智能施工
智能施工是传统施工模式的升级,主要包含智慧工地、装配式混凝土建筑智能化施工以及智能化施工工艺。智慧工地能智能化地开展岗位和干系组织间人员的交互,实现物料、人员、施工方式管理的智能化,提高效率及交互灵活性。装配式混凝土建筑智能化施工,则是近期逐渐得到应用的建造方式,实践中需提前设计混凝土预制构件,运输至施工现场后集中装配,有效降低了工程难度,缩短工期,后期运营维护也更加简单,出现问题时更换构件即可。智能化施工工艺是指在确保质量的前提下尽量缩短工期、减少消耗、降低成本、提高收益,具体应用包含集成厨卫的智能化施工、BIM钢筋翻样和智能化加工等。
(三)智能运维
智能运维主要面向客户需求,通过智能系统开展建筑管理,确保为客户提供规范化、个性化服务,包含空间管理、安防管理、设备管理、能源管理和巡检管理的智能化。
1)空间管理的智能化能结合建筑空间特点和用户需求,将建筑场景通过虚拟可视化方式呈现出来,为用户交互体验提供渠道,常用于园区、物业管理、商超管理、远程巡检、智能流水线等工作情景。
2)安防管理的智能化给住户带来更加舒适、安全的居住环境,通过智能化系统识别地区异常信号,控制可疑人员出入,提高巡检工作的有效性。
3)设备管理的智能化包括设备智能化与管理智能化,前者能使设备自动判断当前情形,后者则基于智能化系统开展设备管理,提高管理效果。
4)智能化能源管理能实时获取当前楼宇内水、电、燃气等消耗情况,并依据该信息设定节能计划,降低能耗。
5)智能化巡检管理依托智能化技术、监控系统,分析建筑内人员、设备、环境变化情况,发现问题时第一时间发送至相关部门,实现网络化、规范化、可视化巡检。
(四)构建信息化安全管理平台
智慧建造属于专业化、智能化的管理方式,其应用效果的提升需要施工单位注重信息化管理平台的构建。信息化时代,各种建筑施工环节的操作都较为依赖于自动化以及智能化的机械设备,为提高施工效率,提升施工的安全性,诸多信息化技术被应用于安全施工管理工作当中,为施工的安全性提供保障,以便于提高建筑工程安全施工的信息化管理水平。一方面,终端层。使用物联网技术以及移动通信技术提高施工现场的安全管控能力,通过摄像头、传感器以及RFID等设备的安装,实现对施工现场的实时监管,随后借助智能感知以及数据采集技术提高工程施工的安全管理。另一方面,平台应用层,具有收集与储存各施工数据信息的作用,借助云平台可以高效计算,强化数据访问的便捷性,有助于智慧建造应用作用的充分展示。
四、结语
面对21世纪信息时代的大潮汹涌而来,建筑行业面临着强烈的挑战,智能化建造技术发展异常迅速,在建筑行业技术升级改造中将担负起先锋的角色,推动着建筑业高质量发展。未来应继续增加人工智能、互联网大数据、物联网、BIM、区块链、云计算等新技术在建筑全过程应用的集成化与自主创新,加速促进新一代信息科技与建筑工业化技术协作发展趋势,紧紧围绕智能化工程施工、智能制造系统、数字设计,提升建筑工业化与智能建造基本关联性技术和重要关键技术革新研发,提高智能化建设管理水准,加强智能建造上中下游协调工作,为智能建造健康发展营造良好氛围。
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