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住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司青年理論學(xué)習(xí)小組組成調(diào)研組,赴廣東省深圳市、佛山市,開(kāi)展建筑業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用工作調(diào)研。調(diào)研組先后到深圳市某公共住房項(xiàng)目、佛山市某住宅項(xiàng)目(建筑機(jī)器人施工作業(yè))等施工現(xiàn)場(chǎng)一線,了解信息化技術(shù)應(yīng)用第一手資料,參觀了部分信息化技術(shù)公司,并與深圳、佛山等地方住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)以及有關(guān)企業(yè)開(kāi)展座談,廣泛聽(tīng)取基層主管部門(mén)及企業(yè)意見(jiàn)建議。
建筑業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用情況
近年來(lái),廣東省積極推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在建設(shè)工程的集成應(yīng)用,取得了顯著成果,傳統(tǒng)的作業(yè)模式和管理方式正在發(fā)生著革命性改變。
探索開(kāi)展智能建造和運(yùn)營(yíng)。
公共住房項(xiàng)目。深圳市某公共住房及其附屬工程項(xiàng)目是目前全國(guó)在建規(guī)模最大的裝配式公共住房項(xiàng)目,總投資58億元,總建筑面積約116萬(wàn)平方米。該項(xiàng)目是“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃綠色建筑及建筑工業(yè)化重點(diǎn)專項(xiàng)綜合示范工程,示范落地了16個(gè)“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的49項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)成果,為我國(guó)綠色建筑及建筑工業(yè)化實(shí)現(xiàn)規(guī);、高效益和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。
這方面主要應(yīng)用了六大技術(shù):一是智慧建造。以自主研發(fā)的智慧建造平臺(tái)為控制中樞,涵蓋設(shè)計(jì)、算量計(jì)價(jià)、招采、生產(chǎn)、施工以及運(yùn)維環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了建造信息在建筑全生命周期的數(shù)據(jù)傳遞、交互和匯總,打造了基于互聯(lián)網(wǎng)的建造過(guò)程大數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)。二是數(shù)字設(shè)計(jì)。采用“云桌面”實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)面的全專業(yè)協(xié)同模式,并基于建筑信息模型(BIM)設(shè)計(jì),通過(guò)BIM模型輔助算量、虛擬建造及全景虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù),實(shí)現(xiàn)全專業(yè)的設(shè)計(jì)變更及流程管理。通過(guò)云平臺(tái),支持制造、施工、運(yùn)維的信息化管理。三是全生命周期構(gòu)件追溯。每一個(gè)預(yù)制構(gòu)件生成唯一身份編碼,利用二維碼技術(shù)全過(guò)程記錄構(gòu)件生產(chǎn)、施工等信息,實(shí)現(xiàn)構(gòu)件全生命周期信息可追溯,建造過(guò)程全要素互聯(lián)、全數(shù)據(jù)互通。四是無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢并三維建模。無(wú)人機(jī)云端預(yù)設(shè)航線,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)巡檢,通過(guò)圖形算法自動(dòng)建立工地矢量化模型,構(gòu)建時(shí)間空間維度的工地大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。測(cè)繪機(jī)器人完成項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)毫米級(jí)點(diǎn)云測(cè)繪掃描,于云端自動(dòng)建立建筑點(diǎn)云模型,并與無(wú)人機(jī)模型進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)與BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)比對(duì)、自動(dòng)生成質(zhì)量報(bào)告。五是不安全行為機(jī)器視覺(jué)識(shí)別。人工智能(AI)視覺(jué)識(shí)別結(jié)合信息化技術(shù),捕獲現(xiàn)場(chǎng)人員動(dòng)作和人員穿戴圖像,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員不安全行為進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別、實(shí)時(shí)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)處罰,在云端全過(guò)程記錄,進(jìn)一步規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)人員安全行為,降低現(xiàn)場(chǎng)安全隱患。六是智慧管理。集成從設(shè)計(jì)到建成全過(guò)程的核心數(shù)據(jù),交付給業(yè)主基于BIM的數(shù)字孿生竣工模型,模型可以提供數(shù)字化住宅使用說(shuō)明書(shū),借助VR技術(shù),虛擬各項(xiàng)隱蔽工程及其建造信息,便于住戶使用。此外,模型還支持打造智慧社區(qū)、智慧建筑、智慧物業(yè)等多應(yīng)用場(chǎng)景。
建筑機(jī)器人。某機(jī)器人有限公司通過(guò)搭建智能建造運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái),建立建筑機(jī)器人施工作業(yè)調(diào)度系統(tǒng),利用BIM技術(shù)對(duì)建筑工程進(jìn)行模型設(shè)計(jì),形成工程項(xiàng)目的數(shù)字化空間,仿真模擬建筑施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)流程。通過(guò)合理安排各項(xiàng)施工工序和作業(yè)路徑,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將任務(wù)指令下達(dá)至建筑機(jī)器人進(jìn)行施工作業(yè)。采用人機(jī)協(xié)作的工作方式,建筑機(jī)器人與建筑工人通過(guò)智能建造運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)進(jìn)行交互,將機(jī)器人高效作業(yè)與工人靈活操作的特點(diǎn)相結(jié)合,共同完成各項(xiàng)施工任務(wù),實(shí)現(xiàn)建筑機(jī)器人和建筑工人協(xié)同化作業(yè)。
目前,該公司在研建筑機(jī)器人產(chǎn)品共51款,覆蓋主要建筑工藝和工序。其中,室內(nèi)噴涂機(jī)器人、外墻噴涂機(jī)器人、地面整平機(jī)器人、地面抹平機(jī)器人、預(yù)制內(nèi)墻板搬運(yùn)機(jī)器人、內(nèi)墻板安裝機(jī)器人、地磚鋪設(shè)機(jī)器人等24款產(chǎn)品已進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用。從測(cè)試效果來(lái)看,建筑機(jī)器人存在以下特點(diǎn):一是施工作業(yè)的效率和完成任務(wù)指令的質(zhì)量合格率較高。例如,外墻噴涂機(jī)器人施工工效達(dá)到150平方米/小時(shí),遠(yuǎn)超傳統(tǒng)人工施工;天花打磨機(jī)器人在拼縫高低差5毫米以內(nèi)時(shí),打磨后質(zhì)量合格率100%。二是在相關(guān)工序上可以替代傳統(tǒng)人工施工,減少施工對(duì)人身的傷害,降低施工安全事故發(fā)生率。例如,樓層清潔機(jī)器人可以替代人工在粉塵環(huán)境下清掃碎塊及灰塵,清潔覆蓋率可達(dá)90%;室內(nèi)噴涂機(jī)器人可避免油漆對(duì)工人的危害,解決人工作業(yè)時(shí)登高的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題;自升造樓平臺(tái)由行吊搭載機(jī)器人施工,進(jìn)行鋁模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土整平抹平及磨光等工序,實(shí)現(xiàn)高危險(xiǎn)性傳統(tǒng)施工工藝的智能化升級(jí);智能施工升降機(jī)可以遠(yuǎn)程控制、智能調(diào)度、無(wú)人駕駛、自動(dòng)運(yùn)行,具有防夾、人像識(shí)別等功能,安全性高,節(jié)省人力成本。
此外,調(diào)研組還參觀了某公司的智慧建筑管理平臺(tái)。該平臺(tái)是深度適配智慧建筑場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)類操作系統(tǒng),針對(duì)建筑內(nèi)的硬件、應(yīng)用、服務(wù)等資源,提供物聯(lián)、管理與數(shù)字服務(wù),賦予建筑綜合協(xié)同的智慧能力,為建筑管理運(yùn)營(yíng)者與建筑業(yè)主方提供安全、高效、便利的建筑綜合管理系統(tǒng)。
推動(dòng)實(shí)施智能監(jiān)管和服務(wù)。
基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、VR等技術(shù),2018年深圳市開(kāi)發(fā)運(yùn)行建設(shè)工程智能監(jiān)管平臺(tái)和建筑廢棄物智慧監(jiān)管系統(tǒng)。
深圳市建設(shè)工程智能監(jiān)管平臺(tái)通過(guò)工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息溯源管理、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工況管理和安全臺(tái)賬管理等功能,將工地現(xiàn)場(chǎng)的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端,項(xiàng)目管理人員可以使用手機(jī)、電腦、平板等移動(dòng)終端設(shè)備訪問(wèn)云數(shù)據(jù),并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作和管控,及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題,不斷完善施工現(xiàn)場(chǎng)管理,促進(jìn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全管理標(biāo)準(zhǔn)化。
主要特點(diǎn)有:一是實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)統(tǒng)管”。通過(guò)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目、從業(yè)人員和重點(diǎn)危險(xiǎn)源的“一網(wǎng)統(tǒng)管”,構(gòu)建了市區(qū)兩級(jí)多主體參與的安全監(jiān)管“一張網(wǎng)”,實(shí)時(shí)掌握所有在建項(xiàng)目參建單位管理人員信息及勞務(wù)工人誠(chéng)信狀況,重點(diǎn)管理關(guān)鍵崗位人員的上崗情況和特種作業(yè)人員的持證情況,動(dòng)態(tài)掌握12類危大工程基本信息,實(shí)現(xiàn)基坑、起重機(jī)械等臺(tái)賬式管理。二是實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”。通過(guò)建立執(zhí)法事項(xiàng)電子化清單,規(guī)范執(zhí)法尺度,減少自由裁量,實(shí)現(xiàn)監(jiān)督執(zhí)法標(biāo)準(zhǔn)化;將施工單位日檢、監(jiān)理單位周檢、建設(shè)單位月檢等行為落實(shí)到具體崗位,明確不同施工階段的檢查內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)企業(yè)履責(zé)行為標(biāo)準(zhǔn)化。三是突出智能化技術(shù)應(yīng)用。通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析,重點(diǎn)對(duì)人員履職、企業(yè)履責(zé)、監(jiān)測(cè)結(jié)果以及監(jiān)督執(zhí)法行為進(jìn)行智能化分級(jí)預(yù)警。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)深基坑等危大工程實(shí)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)獲取監(jiān)測(cè)信息,通過(guò)預(yù)警系統(tǒng)提示現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)處置。通過(guò)APP實(shí)現(xiàn)執(zhí)法文書(shū)自動(dòng)即時(shí)發(fā)放和項(xiàng)目整改提交,形成監(jiān)督執(zhí)法的閉環(huán)管理。
深圳市建筑廢棄物智慧監(jiān)管系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)、遙感、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù),對(duì)建筑廢棄物排放、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、回填、受納及利用等過(guò)程實(shí)行全流程、全方位、全天候的智慧監(jiān)管。通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)降雨量、受納場(chǎng)壩體及堆填體的地表位移、深部位移、土體含水量等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)受納場(chǎng)安全的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和自動(dòng)預(yù)警。
這方面取得了三大成效:一是智能監(jiān)管。通過(guò)采集建筑廢棄物排放、運(yùn)輸車輛狀態(tài)及受納場(chǎng)所受納情況等信息,可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑廢棄物排放核準(zhǔn)、消納備案信息核對(duì)、違法亂倒行為預(yù)警等。二是全流程聯(lián)單監(jiān)測(cè)。從工地源頭(排放)—運(yùn)輸—末端處置(受納)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程實(shí)時(shí)自動(dòng)記錄,形成電子聯(lián)單數(shù)據(jù),可記錄建筑廢棄物的產(chǎn)生地點(diǎn)、數(shù)量、種類、運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸軌跡、處置場(chǎng)所等信息,確保廢棄物處理痕跡可查。三是互聯(lián)互通。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)、交通、水務(wù)、交警等各級(jí)監(jiān)管部門(mén)的相關(guān)信息共享,讓數(shù)據(jù)多跑路、讓群眾少跑腿。
這些應(yīng)用表明,現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)在廣東省建筑業(yè)領(lǐng)域生根發(fā)芽,并與多種傳統(tǒng)業(yè)態(tài)深度融合,催發(fā)了新生業(yè)態(tài),展現(xiàn)了廣闊的前景和巨大的潛力。隨著建筑業(yè)數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型,未來(lái)還將有更多信息化技術(shù)應(yīng)用到房屋建筑領(lǐng)域,以實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)向“安全、綠色、智慧”的目標(biāo)發(fā)展。
信息化技術(shù)應(yīng)用存在問(wèn)題
廣東省在建筑業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù),大膽開(kāi)展先行先試,取得了階段性成果。但通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),信息化技術(shù)在工程項(xiàng)目應(yīng)用中還存在以下幾方面問(wèn)題:
技術(shù)有待進(jìn)一步完善提高。
目前,建筑機(jī)器人產(chǎn)品技術(shù)有待在實(shí)踐中進(jìn)一步打磨完善。如建筑機(jī)器人的研發(fā)工作大多以計(jì)算機(jī)技術(shù)專家為主導(dǎo),僅以實(shí)現(xiàn)建筑相關(guān)功能為目標(biāo)。由于建筑施工經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的施工條件考慮不充分,導(dǎo)致建筑機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的表現(xiàn)不穩(wěn)定。如采用建筑機(jī)器人開(kāi)展裝飾裝修作業(yè),因?qū)χ黧w結(jié)構(gòu)土建施工的精度差考慮不足,導(dǎo)致建筑機(jī)器人的施工定位有偏差,進(jìn)而對(duì)施工質(zhì)量和效率產(chǎn)生影響。
應(yīng)用過(guò)程缺少法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)支撐。
建筑機(jī)器人的建造方式不同于傳統(tǒng)建造方式,需要對(duì)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)管過(guò)程進(jìn)行完善改進(jìn)。部分企業(yè)雖然制定了信息化技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但由于內(nèi)容不完整,體系不健全,缺乏技術(shù)支撐,導(dǎo)致實(shí)際指導(dǎo)作用不強(qiáng)。如智能升降機(jī)的研發(fā)將代替現(xiàn)行施工升降機(jī),但現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定人貨兩用施工升降機(jī)必須由經(jīng)培訓(xùn)并持有升降機(jī)特種設(shè)備證的人員操作,與智能升降機(jī)不需要操作人員的工作模式相矛盾。目前,建筑機(jī)器人在施工設(shè)備檢驗(yàn)等方面,國(guó)家尚未有專門(mén)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī),影響建筑機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用。
應(yīng)用場(chǎng)景有待于進(jìn)一步拓展。
一些企業(yè)將信息化技術(shù)在建筑施工環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用,并發(fā)揮了很好的效果。但從全鏈條應(yīng)用角度,信息化技術(shù)并沒(méi)有完全運(yùn)用到建筑工程施工管理全過(guò)程,導(dǎo)致信息化技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景較為單一,影響信息化技術(shù)在建筑業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果,不利于信息化技術(shù)在建筑業(yè)領(lǐng)域的長(zhǎng)效發(fā)展。
在工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用的建議
為加快信息化技術(shù)在工程項(xiàng)目中的推廣應(yīng)用,促進(jìn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議:
全面加強(qiáng)建筑機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用研究。
建筑機(jī)器人研發(fā)工作應(yīng)以施工工藝為主導(dǎo),以機(jī)器人技術(shù)為輔助實(shí)現(xiàn)手段。通過(guò)加強(qiáng)建筑機(jī)器人工地測(cè)試工作,依據(jù)建筑機(jī)器人工地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù),對(duì)設(shè)備產(chǎn)品各項(xiàng)性能參數(shù)加以改進(jìn)和完善,持續(xù)驗(yàn)證建筑機(jī)器人的安全性能和施工工效。經(jīng)市場(chǎng)監(jiān)督部門(mén)安全認(rèn)證和合格認(rèn)證后,在保障施工質(zhì)量安全的前提下,建筑機(jī)器人產(chǎn)品才能投入到實(shí)際工程項(xiàng)目中推廣使用。加強(qiáng)建筑機(jī)器人施工安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和隱患點(diǎn)排查工作,編制相關(guān)操作管理指引。涉及危險(xiǎn)作業(yè)的設(shè)備產(chǎn)品,及時(shí)組織專家開(kāi)展技術(shù)論證,參照特種設(shè)備管理規(guī)定進(jìn)行產(chǎn)權(quán)備案和使用登記,完善設(shè)備產(chǎn)品施工安全管理程序。
制定完善相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。
建筑工程施工涉及多方面法律法規(guī),建筑機(jī)器人的研發(fā)使用是一種全新模式,目前缺乏有關(guān)法律法規(guī)支撐,在實(shí)際工作中存在有關(guān)法律法規(guī)滯后、與新模式施工相矛盾的問(wèn)題,有的嚴(yán)重制約了產(chǎn)品的研發(fā)試用。為此,應(yīng)積極探索研究解決法律法規(guī)滯后問(wèn)題,盡快補(bǔ)齊短板。充分考慮新技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景,加強(qiáng)事中事后監(jiān)管,破除法規(guī)和制度障礙。積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)、支持企業(yè)和地方推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制,加快完善信息化技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,逐步將企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上升為團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)或者國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)接現(xiàn)有的建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收相關(guān)規(guī)范,通過(guò)完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,推進(jìn)信息化技術(shù)在建筑工程中的實(shí)際應(yīng)用。
積極拓展全鏈條應(yīng)用場(chǎng)景。
建筑工程施工管理活動(dòng)具有長(zhǎng)時(shí)性、復(fù)雜性特點(diǎn),且涉及多學(xué)科知識(shí),要想高效利用信息化技術(shù),應(yīng)拓展全鏈條應(yīng)用場(chǎng)景。深入對(duì)接建筑業(yè)、信息化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,圍繞智能建造、數(shù)字建筑、智慧工地、智能監(jiān)管等應(yīng)用需求,凝練一批具有較大量級(jí)和較強(qiáng)示范帶動(dòng)作用的應(yīng)用場(chǎng)景,推動(dòng)智能建造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)融合等領(lǐng)域參與建筑應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)。加速新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式的推廣應(yīng)用,為企業(yè)創(chuàng)新和建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供更大空間。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司青年理論學(xué)習(xí)小組
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