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什么是建筑自动化,它将如何推动建筑的未来?

虽然自动化技术在建筑业的发展和采用比在制造业中发展得更慢,但现在自动化施工技术发挥主要作用的时机已经成熟建筑业的数字化转型盛开了。

建筑行业的持续发展将依赖于多种形式的自动化,从自动化数字设计和分析过程到自动化创建建筑文件,并最终实现建筑行为。施工过程自动化,无论是用于模仿先进制造的最佳实践的场外预制还是现场预制建筑机器人,将决定建筑行业能否成功应对21世纪的双重挑战:对建筑和基础设施的高需求,以及整个生命周期内可持续发展的必要性。

建筑自动化有潜力解决自动化制造过程在其他行业帮助解决的类似机遇和挑战,包括改善生产时间、材料效率、劳动生产率、工人健康和安全,以及弥补劳动力短缺、减少环境影响、创造新的设计机会等等。简而言之,自动化施工有可能使该行业安全地满足全球不断增长的人口对建筑和基础设施的需求。新的技术发展和行业趋势表明,现在是自动化站稳脚跟的时候了。

预制窗户降低到建筑立面的位置。
现场外制造的预制3d打印混凝土模具被带到工地,这是工业化建筑的一个例子。

什么是建筑自动化?

这个词建设自动化捕获使用自动化工作流来构建建筑物和基础设施的过程、工具和设备。在某些情况下,部署工具来自动化以前手工完成的工作,而在其他情况下,自动化工具允许专门为施工转移或开发新的过程。建筑自动化可以发生在项目的各个阶段,从基于软件的设计阶段开始,继续到场外和现场施工的自动化方面,最后到共享已完成建筑的系统和能源使用的收集数据——所有这些都是在基于云的生活模型中捕获的。在软件和硬件方面,需要若干核心发展战略来实现这种集成反馈循环。例如,协作机器人;工业化建设策略;新型机器人和自动化机器;实时现场传感、反馈和适应技术和策略正在融合,使建筑自动化成为广泛的现实。

工业化建设(IC)是一个术语,用于定义建筑过程中材料、工艺和系统的战略部署,以借鉴制造的方式。工业化施工并不等同于施工自动化,但这两者从根本上是联系在一起的,因为自动化工具的采用越来越多,使得工业化施工策略对施工方式产生了根本性的影响。目前,这个术语工业化建设主要涉及场外施工,制造技术在建筑环境中的应用更为广泛。

工业化建设过程生产建筑和基础设施的要素,从单个部件到组件或整个组件,使用通常为制造过程保留的技术和策略。在体积工业化建筑的情况下,完整的体积模块(例如整个酒店房间)在类似工厂的环境中制造,然后运输到施工现场组装成完整的建筑。

由于其起源于制造业,工业化建筑利用了一组传统建筑中没有的可预测变量所提供的确定性、安全性和质量保证,并有潜力利用先进的、高度自动化的制造技术。这些都不是新想法——有一些例子可以追溯到建筑环境的起源——但现在有一种前所未有的技术融合,增加了整个行业部署的IC战略的价值和影响。

在自动化工业化的施工过程中,传统的纸质图纸可以被淘汰,因为来自3D模型和其他数字工件的数据可以直接进入自动化生产线进行制造。生产线可能包括工业机器人、架空龙门、输送机或其他自动化设备,完成材料到建筑部件和组件的转换。评估自动化的机会至关重要,因为它们与环境的影响有关;工人们;当然还有投资回报率(ROI)。我和同事都认为,最好的结果是人与机器之间建立一种精心编排的协作关系,就像在许多汽车装配线上看到的那样。

建筑自动化简史“,

人们很容易把在建筑工地飞来飞去的机器人和自动化工具想象成遥远未来的一部分,但现实是,部署这些工具的关键策略已经存在了几千年,而机械化自动化施工的想法已经证明了几个世纪。早期的非现场建筑相隔2000多年,从预制用于构建兵马俑从公元前3世纪的中国到20世纪20年代柏林房屋现场组装的预制面板。

然而,以机器人为特色的现代建筑自动化直到第一次地震之后才开始起飞工业机器人发明于20世纪50年代,汽车工业在60年代投入使用。工厂自动化在整个工业世界蔓延开来建筑机器人在20世纪六七十年代开始出现。由于人口老龄化和年轻工人缺乏兴趣,日本面临建筑劳动力短缺的问题,日本在20世纪70年代和80年代创新了建筑自动化和机器人技术。日本建筑工程公司如清水公司大林公司,竹中平藏公司创建机器人和遥控机器,用于挖掘,搬运材料,放置和整理混凝土,防火,土方工程,放置钢筋和其他施工任务。

建筑行业在开发和采用自动化流程方面进展缓慢。然而,今天,在企业、政府和学术界的合作下,建筑自动化的复兴正在进行中。

除了一些主要由极端的劳动力压力驱动的例子之外,考虑到初始投资的巨大、实施的复杂性、贸易隔离和缺乏建筑专用工具,建筑行业在开发和采用自动化流程方面一直进展缓慢。然而,今天,在企业、政府和学术界的合作下,建筑自动化的复兴正在进行中。数据稳健且复杂建筑设计以及数据管理的可能性BIM(建筑信息模型还有人工智能生成设计方法与快速发展的机器人技术和物联网(IoT)技术相结合,为建筑提供动力数字化而且收敛用制造技术。低成本硬件,结合将设计与机器人制造工作流程联系起来的新工作流程,为技术转移提供了新的机会工业机器人到建筑领域。

施工自动化的类型

场外施工自动化

非现场施工自动化描述了使施工过程更像现代自动化制造的实践。一些类似但不同义的术语属于场外施工的保护伞下,包括预制,体积和面板模块化施工,以及预制。这些实践将施工过程从现场转移到工厂,在熟悉和可控的环境中进行优化,以利用自动化、工业机器人、数字化生产工作流程以及制造和组装设计(DfMA)策略。

建筑行业的场外自动化比自动化的现场操作更常见,而且与制造业的接近使得制造业的直接技术转移更容易实现,但有一个主要的警告。在制造业中,自动化生产线通常用于大批量生产,其中零件尺寸、形状和组装序列在数千个单元中是一致的。虽然建筑、道路和桥梁的建设包括制造部件的组装,但材料和工艺的多样性,以及组件与组件之间和项目之间的固有变化,对工具(生产线中自动化设备的配置)提出了独特的挑战,生产线必须是自动化的,但也必须是可配置的,以应对变化。

装配线上的预制房屋成形了。
非现场施工将通常在现场执行的流程转移到工厂,在熟悉和可控的环境中进行优化,以利用自动化、工业机器人、数字化生产工作流程和DfMA策略。

工厂自动化是一项巨大的投资,但从长远来看,它可以节省时间、金钱和资源,同时改善质量控制和质量保证,并通过消除与典型施工过程相关的许多重复任务,为工人提供更安全、更舒适的工作条件。以工厂为基础的建筑可以产生环境效益,产生的废物更少;少用水;减少操作能源及粉尘污染;优化材料的使用、再利用和回收。当与自动化流程相结合时,它将在满足全球对建筑和基础设施的需求方面发挥重要作用。一些最雄心勃勃的自动化建筑工厂注定要在几乎没有人工干预的情况下24小时运转。

就像什么Warren Bennis美国学者、领导力研究领域的先驱约翰•马丁曾有一句名言:“未来的工厂将只有两名员工,一个人和一条狗。那个人将在那里喂狗。这只狗会在那里阻止那个人碰那些设备。”

现场施工自动化

建筑中基于工厂的自动化可能被认为是来自制造业的技术转移(有一些例外),其中自动化工具被配置为生产建筑元素而不是产品。beplay官网客服电话然而,现场施工自动化带来了不同的、独特的挑战和机遇。开发和部署设备不再是直接的转移,而是需要新的设备和流程——这是研究、新业务活动和初创企业的丰富领域。用于现场操作的施工自动化机械必须足够便携,可以移动到工地,然后安装、使用和取下以移动到下一个工作。在某些情况下,现有的设备,如重型土方机械,已经进行了改造,并且越来越多地生产新设备,着眼于自动化或半自动化的未来。

一些早期的现场自动化的例子导致建筑系统专门与那些自动化施工系统一起工作,在许多情况下,降低了建筑的独特性。今天,在使用标准化元素的同时支持跨单元的变化的自动化构造有了第二次尝试。例如,放置混凝土钢筋的自动化设备消除了工地上的重复任务;允许性能驱动的螺纹钢放置变化,而不产生额外的成本;而且,通过将材料精确地放置在需要的地方,减少了浪费。

总部位于波士顿的启动NeXtera机器人生产现场施工自动化系统,例如奥利弗施工现场扫描和布局机器人。某些现场施工自动化机器也可能适用于场外预制,例如NeXtera正在开发的干墙安装机器人,但现场应用这些机器可以节省建筑商的运输成本。

其他公司也在关注布局的挑战——这是一项需要精确操作的繁琐工作。尘土飞扬的机器人例如,该公司部署了移动机器人平台,从数字模型中提取施工数据,并将数据传输到施工现场,基本上是将施工说明直接打印在建筑物本身的地板上,节省了时间和人力,并提高了精度。

机器人在建筑中的应用

机器人,特别是工业机械臂和移动机器人平台,在围绕建筑自动化的对话中发挥着重要作用。人们可能会设想未来会有特定于建筑的机器人,但今天,基于制造业的机器人已经转移到建筑领域。公司如城市技术开发定制解决方案,并将工业机器人集成到适合施工现场的工作单元中。它的道路工程及挖掘系统例如,该公司对地下基础设施进行自动化、外科手术般精确的维修,现场干扰最小。协作机器人或合作机器人是具有不同程度自主权的机器人,可以与人类一起工作。协作机器人通常包括带有双重冗余保护措施的安全标准,这样它们就不会伤害任何人。为施工制造的机器人可能是专门设计的,以导航不确定和不断变化的活动工地环境。

现场人机协作的一个例子可以在建筑机器人(CR) SAM100 (Semi-Autonomous Mason)砌砖的机器人.这种机器人系统与建筑工人一起工作,使他们的工作更快、更轻松、更少重复。使用SAM100,泥瓦匠拥有场地设置和最终的墙壁质量评估,而SAM分配和放置单个砌体单元。

自主施工设备

就像自动驾驶汽车正在走向街头一样,半自动和自动驾驶的建筑设备正在走向建筑工地。早期的模型已经在尝试,专家预测用于施工的自动驾驶汽车最终会变得司空见惯。农业和采矿业等行业长期以来一直受益于设备自动化和远程控制,越来越多的这类机器被部署在建筑领域。像其他形式的自动化一样,这种设备提供了增强安全性、提高生产率和更高效率的潜在好处。

自动化施工设备将自动化扩展到建筑物的单个部件和组件之外,并允许行业将工地视为现场的工厂。与旧金山的建筑工程公司Black & Veatch合作建立了机器人使用其自动履带式装载机、推土机和挖掘机探索自动挖沟系统,以加速可再生能源系统的公用事业规模建设。博科威奇还与本田合作测试了一种自动工作车在一个太阳能建筑工地。

卡特彼勒(Caterpillar)等重型设备行业领军企业正在研发可能实现完全自动驾驶的施工车辆,但目前这些车辆还处于半自动驾驶状态。例如,卡特彼勒(Caterpillar)的远程控制D11T推土机装有摄像头,工人可以在数百英尺外的拖车上操作车辆。卡特彼勒与柏克德、Brick & Mortar Ventures和其他公司一起与NASA合作举办了这次活动3d打印栖息地挑战,专注于现场3D打印建筑——这个地点恰好是火星。

里约热内卢Tinto在澳大利亚部署了超过100人的车队无人驾驶卡车以及其他用于铁矿石开采业务的工具。虽然它还不是一个建筑应用程序,但这个例子预示着建筑领域即将发生的事情。力拓公司的无人驾驶汽车保证了大约1000英里外的远程操作人员的安全,同时最大限度地提高了精度和效率。

波士顿动力公司已经将一个机器人平台商业化,用于各种施工场景,包括用于检查和施工调度的竣工激光扫描。它的现货通过激光雷达扫描附件收集丰富、高保真的点云数据跟踪日常变化,自主四足机器人每天晚上都可以轻松地在建筑工地导航。

随着新的类型、技术和态度的出现,建筑现场自动化的未来是光明的。即使越来越多的现场设备变得自动化,也需要熟练的劳动力来确保工作顺利进行,新的分期和排序策略必须考虑到机器人。

波士顿动力公司的四足机器人Spot。
波士顿动力公司的Spot四足机器人。波士顿动力公司提供。

建筑自动化的例子

Howick

总部位于新西兰,Howick40多年来一直在建造高科技机械,目前专门从事精密钢卷成型机,生产建筑框架。在一个最近的项目Windover建设微软的虚拟设计与施工团队使用了HowickX-Tenda 3600伸缩钢框架机在15小时内为马萨诸塞州格洛斯特的安角基督教青mca制造935个预钻孔,预标记的屋顶桁架。然后,在……的帮助下Fologram该公司的混合现实(MR)技术利用连接的3d模型数据,将“全息模板”应用于MR耳机用户的视野,Windover在三天内组装了桁架,每次只需一个人工作,将项目时间缩短了70%,成本降低了一半左右。(Windover和Fologram都是欧特克技术中心Outsight Network。)

豪威的机器通过自动化生产复杂的卷形零件来简化组装,并在零件内提供详细的组装说明。豪威克和弗吉尼亚理工大学的设计研究中心部署这些设备在赞比亚的偏远地区,将社区医疗诊所的生产时间从6个月缩短到6周。

豪威精密钢卷成型机生产建筑框架。
豪威精密钢卷成型机生产建筑框架。

Factory_OS

瓦列霍,总部Factory_OS通过建造多户型公寓大楼(其中大部分被指定为经济适用房或辅助性住房)来实现工业化建设的典范smart-factory设置.该公司正在33个工位的装配线上建造单元。通过依赖成熟的制造技术和施工工艺,Factory_OS可以更快地建造高质量的模块化住宅,成本更低,比传统的现场施工浪费更少。

来自欧特克的研究正在与Factory_OS合作一个雄心勃勃的项目,通过改善公司从设计到制造到组装,最终到建筑运营的联系,使经济实惠的可持续住房的生产尽可能高效。

Factory_OS使用QR码来跟踪所有的部件和组件,所以当墙上的部件从锯子上掉下来时,它们都被索引和跟踪。这些都是制造影响的一部分:重复性,质量,去除可变性。如果你需要10个这样的墙壁,自动锯切10个套件;一个移动机器人平台可以将套件送到装帧站。

我们正努力在Autodesk中演示与Factory_OS设计目录的数字连接Revit创建一个多尺度的BIM模型——也就是说,一个多目标的设计优化,允许控制整个站点、单个建筑、组成建筑的模块,一直到组成模块的组件,所有这些都与生成设计相关联。Factory_OS然后采用以人为中心的自动化形式来制造成品模块,并将每个模块装载到半卡车上,以便运输到当地的施工现场。

在建筑工地,一旦完成了分层,工人们就会浇筑基础,并从工厂交付完成的模块,地板、窗户、照明、电器、管道装置和室内装饰都完成了。模块到达时防水,防火,收缩包装。然后工人们把它们固定在一起,连接系统和公用设施,然后大楼就可以入住了。这个新的工作流程将使Factory_OS在短短几周内完成200到300个单元的多户公寓的设计和工厂建造。

加利福尼亚州瓦列霍的Factory_OS工厂的工人们携带着为模块化住宅设计的面板。
加利福尼亚州瓦列霍的Factory_OS工厂的工人们携带着为模块化住宅设计的面板。

api和

api和开发3D打印机和3D打印混合物,用于高效地建造模仿传统混凝土砌体单元(CMU)墙壁设计的墙壁,满足传统CMU建筑规范的要求。

2019年底,Apis Cor 3d打印了一栋640平方米的两层楼迪拜政府大楼阿拉伯联合酋长国。该公司在现场生产了一种专有的高粘度石膏基3D打印混合物,一台起重机在现场移动其建筑3D打印机来完成建造,只需要三名工人。从那时起,Apis Cor改进了3D打印机,建造速度至少是传统砖石建筑的八倍,成本只有传统砖石建筑的一半。

Apis Cor是Autodesk技术中心Outsight网络的成员。该公司本质上是一家制造建筑设备的制造公司,并将现场制造作为一种服务。在这些情况下,可能会与公司签订合同,将其机器带到您的现场生产结构或建筑物的一部分;然后,他们转移到其他事情上。代工提供设计参数,拥有设备,提供服务,与代工产品没有什么不同,只是工厂到现场来了。beplay官网客服电话

Apis Cor正在与欧特克技术中心的另一个常驻团队——结构工程公司合作Thornton Tomasetti该公司负责审查3d打印墙壁的结构完整性,并帮助制定3d打印建筑的标准,理想情况下,行业协会将接受这些标准纳入其建筑规范。

Apis Cor 3d打印结构成型。
Apis Cor 3d打印结构成型。由Apis Cor提供。

BamCore

可持续收获的竹子构成了BamCore该公司的 定制工程中空墙结构木材系统,该公司使用工业化,数据驱动的数字施工工具,快速有效地在现场安装墙板。每一个都是定制的,设计的木材-竹子混合面板被切断,以适应毗邻的面板和预切,以适应每一扇门,窗户,电灯开关和插座。顺序编号允许精确安装。用颜色标记的线表示每条电气和管道的位置。

现场工作人员可以获得 三维动画模型 上的一个移动应用程序,将数字建筑模型转换为序列动画,他们很容易按照这些动画来建造墙壁。BamCore的预制数字施工工具提供更快的建造时间,更少的错误,更少的浪费,更低的成本。

建筑自动化的好处是什么?

可持续性

许多施工自动化的好处是相互关联和级联的,因此专注于增加一个好处会带来额外的好处。自动化有助于更快、更有效地完成项目,这通常也会带来环境效益等可持续建筑.例如,智能城市加拿大温哥华的公司在其预制模块化房屋中采用机器人自动化,生产效率提高了15%,完工速度加快了38%,减少了30%的浪费。全球建筑公司在建使用现场机器人焊接制造钢筋篮,提高了质量,员工生产力和安全性。它还降低了成本和环境影响把笨重的钢筋篮子运到建筑工地。

要使建筑业朝着可持续发展和环境友好的方向发展,还有很多工作要做。建筑和拆迁行业在美国经济中产生了大约23%这是美国交通统计局的数据。建筑(包括建筑和运营)几乎占了全部40%的全球二氧化碳排放量2030年建筑.幸运的是,建筑自动化有助于行业的可持续发展多种方式

  • 无人机等自动化技术有助于风力涡轮机和太阳能屋顶等可再生能源设施的建设。
  • 非现场模块化建筑通过增加回收和减少废料,最大限度地利用材料。有效地将非现场模块运输到工地可以减少工人的平均行驶里程75%
  • 电动建筑重型机械,如卡特彼勒全电动26吨挖掘机,可以减少碳排放多达52吨从一台机器。
  • 因为建筑机器人倾向于执行任务更快更准确相比人类,他们可以减少生产延误,从而减少机器运行和保持工地活跃造成的污染。它们的准确性也减少了错误和返工造成的材料浪费。

考虑到人口需求,称之为住房危机也不为过。如果人们继续以这种方式建造,地球将会被毁灭。根本没有足够的沙子来制造那么多硅酸盐水泥需要达到这个数字。所以人们必须改变他们的建筑方式。

自动化将在新的回收能力中发挥作用,可以开始解决资源短缺问题。例如,英国的非营利组织包装正与欧特克(Autodesk)合作回收建筑中的平板玻璃,方法是将其粉碎在料斗中,然后将其熔化,制成干净的新玻璃。

一个建筑机器人正在组装木材结构。
自动化有助于更快、更有效地完成项目,这通常也会带来环境效益和更可持续的建设。

减少劳动力短缺差距

最近进行的两项调查ABB机器人及美国总承包商协会(自动增益控制)与Autodesk合作,证实了建筑业劳动力短缺的严重程度:

解决建设行业劳动力短缺问题需要采取重新引进等多种措施贸易教育进入初中和高中。然而,增加建筑自动化的使用可以产生一个综合效果,减少对传统技能的依赖,这些技能的专家正在退休,并吸引那些习惯于和先进技术一起工作并感到兴奋的年轻工人。事实上,在ABB机器人调查中,81%的受访者计划在未来10年内实施或增加建筑自动化的使用。这一策略还可以帮助公司充分利用现有员工,为他们提供100%效率所需的技术。

但是机器并不能使工作自动化;他们自动化的任务.例如,一个人的工作可能不是钻孔,而是使用和维护一个更快、更准确的钻孔机器人。引进这种技术还可能提高拥有必要技能的工人的基本工资。咨询公司麦肯锡(McKinsey & Company)预计,自动化不会减少工作岗位,反而会增加工作岗位2亿年如果各国致力于改善基础设施和经济适用房,到2030年将提供建筑工作。

由于这些原因,建筑自动化必须与新的战略相结合终身个性化教育在建筑公司和/或政府的补贴下,在整个职业生涯中提高工人的技能和技能。在AGC/Autodesk的调查中,已经有一半的总承包商参与了职业生涯建设项目。

此外,大学正在应对与自动化相关的新职业道路的新兴机会。学校如苏黎世联邦理工学院宾夕法尼亚大学卡内基梅隆大学,其他人创建了专门的本科和研究生课程,专注于建筑行业的自动化未来。

增加安全

建筑行业被认为是工人最危险的行业之一。2019年,1.7%的美国建筑工人错过了工作根据美国劳工统计局的数据,大约20%的美国人都是因为受伤工人死亡据职业安全与健康管理局(OSHA)称,这些建筑正在建设中。

通过使用非现场工业化施工、无人机、自主机器人等自动化更多的施工流程和任务,该行业可以保护更多的人免受造成大多数施工伤害和死亡的风险,例如摔倒和与物体碰撞。机器人还可以处理更大更重的负载,并在对人类不安全的空间工作。

自动化和工业化施工可以使更多的施工过程进入受控环境,对人类安全的风险更小。

自动化和工业化施工可以使更多的施工过程进入受控环境,对人类安全的风险更小。在加州萨克拉门托有一些工厂熄灯24/7里面没有人类。没有人的时候,那是一个非常安全的环境。如果自动化可以迫使事情在室内进行,或者让事情更容易在现场组装,那么它就降低了你无法控制的事情的风险。

提高效率和产量

麦肯锡公司(McKinsey & Company)指出,从1947年到2010年,美国建筑业的生产率几乎没有增长,而制造业的生产率却成倍增长8个以上.这段时间恰逢制造业自动化的巨大努力,到最后,由于自动化创造了对熟练劳动力的需求,仍然有大量的制造业职位空缺。麦肯锡还预测,建筑自动化可能会提高生产率,同时不会减少建筑工作机会。建筑自动化效率的例子似乎证实了这一预测。

自动化在架构设计阶段的使用人工智能(AI)功能,如预测性设计,以完成平凡的任务,并允许设计师花更多的时间在创意。从施工自动化中收集并以数字方式共享的数据有助于不同团队以新的方式协作。

但是,最大的效益可能是在实际施工阶段。英国的例子包括Ilke房屋该公司在一个比建筑工地更安全、更可靠的工厂里预制钢架和模块化单元,然后在现场安装,比从零开始盖房子更快、更便宜。建筑自动化说自动铺砖机器人以更高的生产力、更好的健康和安全性能、更低的成本和有保证的质量建造砖砌房屋。

通过数据收集扩展洞察和分析

从本质上讲,施工自动化会留下数据痕迹;根据这些数据进行适当的分析和修改,可以降低风险,增加利润,节省时间和材料。相反,糟糕的数据——不准确、不完整或不一致——估计已经让全球建筑业付出了代价1.85万亿美元仅在2020年。施工管理软件可以帮助快速准确地整理和分析数据。

不幸的是,当今该领域的大多数客户在设计和创建建筑时,所保留的信息很少,他们可以为下一个项目做出贡献。许多建筑公司认为他们的项目就像雪花一样:每个项目都是独一无二的;他们都是从零开始。这是非常低效的。如果人们每次都从头开始建设项目,他们永远不会有足够的智慧来驱动有效的自动化。

相反,我们的目标应该是从建筑自动化中收集足够的数据,通过了解什么是对的,什么是错的,什么是机器方面可能失败的,什么是人们做得好的,从而使每个后续项目都更有效率。重复这一过程将开发出一个协同的人工智能和基于人类的系统,随着它的不断更新,它会变得更加智能,从而使人类知识和机器知识都变得更加丰富,每个项目都变得更好。

一名工程师在与一个建筑机器人一起工作时正在查看平板电脑。
不断地将收集到的施工数据应用到新项目中,可以改善人类和人工智能的协作。

增加可预测性和更好的质量

与制造相比,检查和许可的标准施工流程效率低下。一旦制造商证明它可以在一定可预测的质量水平上重复制造某种产品,它就会获得美国保险商实验室(UL)的认证,这是一种检验批准。建筑行业越是采用自动化和工业化施工,就越能在依赖可重复、可预测的高质量建筑构件的同时减少检查过程。

Factory_OS做得很好,他们在现场为县工作,但当他们需要时,他们会留在工厂。它们检查Factory_OS发明和标准化的所有流程。

可伸缩性

当组件标准化时,工业化建设使大型项目更加容易。例如,如果一栋建筑需要2000面管道墙或大量的浴室吊舱,那么场外制造商可以提前预制这些组件,储存它们,并在需要时准确地交付到现场。不需要等待材料、供应和劳动力来采购组件,可以使大型项目按计划进行。如果这些组件是标准化的(具有一定程度的可定制性),那么建筑项目就可以以较小的难度扩大规模。

一名建筑工人在工地上检查平板电脑上的建筑模型。
施工自动化本身就需要收集大量数据。关键是使用这些数据来找出哪些是正确的,哪些是错误的,以及如何改进下一个项目的流程。

建筑自动化的未来是什么?

正如制造业所表明的那样,一旦自动化达到了采用的门槛,当一定规模的企业必须实施自动化以保持竞争力时,就会有一个无法回头的临界点。ABB机器人的全球调查发现,截至2021年,只有55%的建筑公司使用机器人在美国更低但考虑到对实施建筑自动化的公开兴趣、技能短缺以及提高建筑可持续性的推动,自动化和机器人技术的大量采用很可能在不久的将来成为建筑行业的常态。但这种收养会是什么样子呢?

首先,建筑自动化将继续适应制造技术,以塑造建筑环境。Autodesk与Factory_OS合作的经济适用、可持续住房项目将继续探索先进的制造技术,以生产体积模块化建筑。欧特克技术中心还与其他几家从事建筑自动化创新的公司合作,包括与Factory_OS合作开发一个创新实验室,将更多的自动化技术部署到其工厂。

清水最新部署的机器人Robo-Buddy地板是一种工业机器人系统,可协助工匠安装架空地板。清水智能工地的另一个组成部分是由三个机器人组成的团队,其中一个机器人将石膏板等材料搬运到机器人电梯上,机器人电梯再将材料搬运到第三个机器人那里,然后机器人从电梯上卸下。如果你眯起眼睛,那是一个自动化的生产设施。它只是碰巧是垂直的和水平的。清水的系统基本上把整个建筑工地视为一个工厂。它拥有不同的相互关联的机器人技术,将建筑视为一个相互关联的系统,而不是不同的行业。

一个机器人系统帮助工匠安装凸起的地板。
清水的robot - buddy地板机器人系统可以帮助工匠安装架空地板。清水提供。

建筑自动化开始朝着这样的方向发展分布式制造在那里,先进的自动化技术有助于现场组装,如清水的智能站点,以及不断改进的模块化、预制工业化建筑,如Factory_OS。虽然与建筑自动化不同,但工业化建筑在自动化潜力方面发挥着作用,以改善建筑方式。

许多挑战制造业的问题——生产力、劳动力短缺、材料浪费、生产时间——与建筑业的问题相同。自动化一直是制造业解决或试图解决所有这些问题的方式。现在,建筑自动化已准备好应对建筑环境发展中日益增长的挑战。

很明显,在过去的50年里,建筑自动化有了显著的发展,它在帮助解决当前建筑行业的一些问题方面处于主要地位。它将吸引对先进技术感到兴奋的年轻工人,从而有助于解决技术劳动力缺口问题。它可以帮助所有工人提高工作场所的安全性,并通过数据收集提高洞察力和分析能力。也许最重要的是,它可以帮助解决住房危机。建筑一直是出了名的不环保,随着全球人口的增长,设计和建造更可持续的结构——使用自动化技术、场外模块化建筑、机器人技术和电气施工设备-可以帮助我们的后代创造一个更美好的世界。

特别感谢Autodesk全球技术中心网络团队负责人Nathan King;以及自由技术作家Markkus Rovito,两人都帮助撰写了本文。

作者简介

作为Autodesk Research的高级总监,Mark Davis和他的团队探索和验证新技术、下一代软件解决方案和沉浸式体验。在过去的五年里,该团队在人工智能、仿真和先进制造方面进行了研究,开发了生成设计,并集成到Autodesk Fusion 360中。这项研究已经在梅赛德斯-奔驰、菲利普·斯塔克和美国宇航局喷气推进实验室的项目中得到应用。

马克戴维斯的个人资料照片,欧特克高级总监
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