自動化將以多種方式對建築行業的未來發展產生革命性影響，從自動化數字設計和分析程序到自動化施工文檔創建，以及最終的自動化施工本身。無論是應用於現場施工機器人還是模擬先進制造最佳實踐的場外預制施工，施工過程的自動化將決定建築行業能否成功應對未來的雙重挑战：對建築和基礎設施的需求以及整個生命周期的可持續性要求。
自動化制造流程在其他行業幫助解決的類似機會和問題也可以通過建築自動化來解決。這些問題包括與勞動力短缺、減少環境影響、新設計機會、工人健康和安全、生產時間、材料效率、勞動生產率等相關的問題。
什么是建築自動化？
建築自動化包括在建築和基礎設施進展中使用自動化流程、工具和設備。它由基於雲的數據交換模型、場外和現場自動化以及基於軟件的設計組成。
實時傳感、工業化建築（將制造技術集成到施工過程中）和協作機器人是推動施工自動化的三大技術。通過消除舊流程並立即將數字模型集成到生產线中，自動化可以提高生產力、安全性和質量。人機合作的目標仍然是平衡對環境、工人安全和投資回報的影響。
建築自動化的類型
建築自動化涉及採用自動化施工工作流程、工具和設備來建造結構。以下是一些示例：
1. 場外施工自動化
- 概述：通過將流程轉移到工廠，模仿現代生產。
- 技術：利用 DfMA(面向制造和裝配的產品設計)技術、預制和工業機器人技術。
- 優點：減少浪費、最大限度地利用資源並提高安全性。
2. 現場施工自動化
- 困難：設備需要靈活且便攜，適合工作地點。
- 示例：包含混凝土鋼筋自動化和布局機器人。
3. 建築機器人
- 作用：在建築工地上，機器人技術（尤其是協作機器人）可以提高准確性和生產力。
- 例如： SAM100 等砌磚機器人和 NeXtera 的 Oliver 等現場掃描機器人。
4. 自主施工設備
- 概述：自主機械和汽車提高效率和安全性。
- 示例：包括用於可再生能源項目的自動推土機和挖溝系統。
12項建築自動化前沿技術
建築自動化通過提高生產力、降低費用和更好的項目成果正在徹底改變該行業。隨着智能技術的發展，現代建築項目越來越多地使用建築自動化。
1. BIM，即建築信息模型
建築信息模型 ( BIM ) 是對建築的結構和操作特徵的數字描述。通過爲利益相關者提供模擬、可視化和決策的通用模型，它增強了利益相關者的協作。在項目過程中，BIM 可以提高協調性、准確性和效率。
2. 人工智能驅動的機器人
使用人工智能 (AI) 的機器人正在徹底改變焊接、混凝土澆築和砌磚等建築工作。這些機器人利用人工智能和機器學習技術以極高的准確性和效率开展活動。它們適用於各種建築用途的多功能性源於它們適應不同條件和任務的能力。
3. 3D打印
建築自動化中的3D 打印機器人使用多種材料，需要逐層創建建築組件。通過使用這項技術，可以快速生產復雜的幾何形狀，並且幾乎不產生浪費，從而提高可持續性並加快施工速度。此外，它還爲不同的任務提供了可擴展性和適應性。
4. 無人機
施工中的無人機廣泛用於進度跟蹤、現場測量和檢查。配備高清攝像頭和建築傳感器的無人機可以提供建築工地的實時航拍圖像，從而實現准確的規劃和監控。通過降低危險區域人工檢查的要求，他們改進了安全解決方案。
5.模塊化建造和預制化
建築構件在場外施工後在現場預制、組裝。由於模塊化建築可以最大限度地減少浪費並減少現場施工時間，因此可以實現更快、更經濟的建築程序。
6. AR（增強現實）
增強現實 (AR) 將數字數據疊加到現實世界中，促進決策和可視化。通過提供施工自動化以及實時數據和視覺效果，施工中的增強現實可以幫助建築行業的設計驗證、項目規劃和現場問題解決。
7. 可穿戴技術
外骨骼和智能頭盔是建築中可提高效率和安全性的可穿戴技術的例子。外骨骼通過支持工人的運動來減輕身體壓力，而智能頭盔則提供有關環境因素和工人健康狀況的實時數據。
8. 自主機械
借助人工智能和傳感器，起重機和推土機等其他自主機器可以自行工作。通過精確地完成危險和重復性的工作，這些設備可以減少人爲錯誤，提高建築工地的效率和安全性。
9. 物聯網
物聯網設備的施工自動化通過收集和傳輸施工現場的數據來改善設備管理和預測性維護。它們可以實時監控環境因素和機械，從而提高操作安全性和效率。
10.基於雲的施工管理軟件
施工自動化和基於雲的解決方案使項目管理變得更加容易，其中包括分析、實時數據訪問和協作功能。這些系統改善了利益相關者的溝通並加快了項目運營。
11. 建築中的激光掃描
可以使用激光掃描在三個維度上詳細測量場地和建築。該技術提供極其准確的空間數據，有助於質量控制、設計驗證和竣工文檔記錄。
12. 數字孿生
數字孿生是物理資產的數字副本，可實現預測性維護和實時監控。它們通過提供有關結構功能和狀態的深入信息來提供主動管理和運營效率。
施工自動化各個方面的好處和挑战
| 方面 | 好處 | 挑战 |
| 效率 |
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| 質量 |
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| 生產率 |
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| 可持續發展 |
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| 勞動 |
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| 項目管理 |
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| 靈活性 |
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總結
建築自動化通過同時關注幾個主要障礙，正在迅速改變行業。先進的機器人、人工智能驅動的設備和創造性的制造方法的融合不僅解決了勞動力持續短缺的問題，而且還提高了整體效率和產量。
自動化可以更准確、一致地完成復雜的活動，從而降低人爲錯誤的風險並提高建築工地的安全性。此外，通過減少浪費和改善資源利用，這場技術革命爲環境可持續性做出了重大貢獻。
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