人工智能

清華大學教授馬智亮:如何走向高度智慧建造?

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什么是智慧建造?普遍意義上的智慧建造是指生物基于神經器官所具有的一種高級的綜合能力,包括感知、知識、記憶、理解、聯想、情感、邏輯、辨別、計算、分析、判斷、文化等多種能力。顯然,具備這種能力的生物,首當其中的是“人”,人是有智慧的,人擁有理解、思考、分析、探求真理的能力。那么,智慧建造就是人+建造嗎?顯然,這是個偽命題!

  ▲清華大學教授馬智亮

“智慧建造是智慧城市和智能建筑的延伸!” 清華大學教授馬智亮認為,智慧建造是基于智能及其相關技術從城市和建筑向工業項目建造過程的延伸,通過建立和應用智能化系統提高智能化水平,減少對人的依賴,實現更好的建筑。

如果把“智能建造”概念進行延伸,智能建造是通過技術手段和智能化系統做到少人、安全、經濟、優質和綠色。

那么,智能技術都包括哪些?我們可以看到物聯網、實時定位、互聯網、云計算、固定終端、移動終端、觸摸終端、機器人等等,都是典型的代表技術。而智能化系統則包括ERP、項目管理系統以及BIM平臺工具和自動化、機器人系統。

智能化系統的七大特征

在馬智亮看來,智能化系統有七大特征。

靈敏感知。作用是像高級動物一樣能夠靈敏地感知周圍環境的變化,傳感器技術可以當此重任。例如,視頻傳感器可以用于感知并記錄周圍環境,RFID可以用于感知預先特定的對象。在實際應用中,視頻傳感器可以取代人工監視,RFID掃描器可以快速感知一定范圍內預先特定的物體是否存在,從而采集到相應的原始信息。

高速傳輸。作用是迅速傳遞通過感知采集到的信息,無線網絡,特別是移動無線網絡技術可以當此重任。例如,通過無線網絡,從RFID掃描器得到的信息可以迅速傳遞至服務器,供服務器進行分析處理。在實際應用中,自動傳遞附著RFID的物料的入庫信息,并保存在服務器的數據庫內,便于進行信息管理。

精準識別。作用是對采集的原始信息進行識別,確定信息的含義及特定對象的存在,視頻識別和音頻識別技術可以當此重任。例如,通過對傳遞過來的視頻流進行識別,可以快速確定某人是否出現在某個具體場景中,也可以識別提交物中包含的對象是否符合預期。

快速分析。作用是對大量信息進行快速分析,給出有助于決策的結果,大數據分析技術可以當此重任。例如,可以通過對大量入庫信息的分析,發現材料入庫規律,如入庫量隨季節的變化,或已入庫的不同材料之間的關聯性,并判斷當前的入庫情況是否符合一般入庫規律,如果不符合,立即給出提醒。

優化決策。作用是針對建造過程中的決策環節,給出優化決策方案及其依據,從而輔助決策人員實現建造過程的最大效能。優化技術,或智能化技術可以當此重任。例如,給出最優化的設計方法,最優化的作業進度計劃等,取決于優化目標,可以使設計方案做到全生命期成本最低,碳排放最低,性價比最優等。

自動控制。作用是利用智能化系統取代人,根據感知到的環境條件,運用優化決策,自動控制生產過程,自動控制技術可以當此重任。例如,可以根據優化后的作業進度計劃,自動控制物料搬運,實現物料搬運自動化和無人化。

替代作業。作用是利用智能化系統替代人從事惡劣環境中的作業,提高工作效率,減少對勞動力的需求,自動化和機器人技術可以當此重任。例如,在建筑工程中,砌磚工作可以應用機器人來完成,從而解決勞動力供應不足、人工成本高等問題。

高度智慧制造的典型應用場景

中國工程建設行業企業要想走向高度智慧建造,需要關注其主要構成要素。

首先,是智慧組織。只有實現智慧組織,企業才能把握正確的發展方向、實現資源優化配置,使風險得到有效控制。具體方法有很多,比如企業可以利用大數據確定企業的發展方向,實現資源智能化的優化配置,智能化預測風險。

以福建省工學設備公司為例,該公司實施并應用了國外著名品牌的ERP系統,積累了大量項目數據,利用大數據分析,可以判斷企業承接大項目賺錢多,還是承接小項目賺錢多。表面上小項目的利潤率高,但專場費用高,綜合分析還是承接大項目賺錢多。

其次,是智慧設計,主要實現設計的創新、優化和提高效率。比如:要構建基于BIM的可視化設計;要擁有BIM全生命周期的設計性能;要能自動化生成圖紙。

其三,是智慧制造?;趥鹘y制造優勢,進一步優化制造,實現高質量制造,高效制造。典型的應用場景是,基于自動化和機器人技術應用,企業可以實現基于互聯網+的預制混凝土構件生產優化管理,進而實現自組織生產。

其四,是智慧施工。優質施工、安全施工、高效施工是建筑企業一直以來的目標,新一代信息技術時代讓一切成為可能,基于BIM的虛擬施工、基于BIM和室內定位技術的質量管理,基于互聯網+的工地管理,讓傳統施工管理方法得到了根本性的改變。傳統方法是施工方對每一道施工工序進行自檢,然后通過監理方進行復檢,而借助新一代施工管理技術,建筑方可以直接通知監理方進行檢測,大大降低了施工質量管理中存在的問題,比如手工填寫紙質表格出現錯誤,匯總、轉錄到計算機后才輸出,相關各方在表格中簽認等等,效率非常低,管理非?;靵y。

所以,盡管智慧建造還是一個新概念,近兩年才提出來,但智慧建造的未來非??善?!

我還沒有學會寫個人說明!

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