袁勇
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摘要;随着人工智能信息技术的发展，现在很多行业都在应用机器人完成一定的工作，这不仅提高了工作效率，同时也保障了工作质量。在建筑行业未来发展的过程中建筑机器人与装配式建筑融合的应用是符合现代建筑行业的发展需要，也是建筑行业可持续发展的关键因素。我国装配式建筑也迎来了发展的春天。伴随着信息技术在装配式建筑中应用的推进，装配式建筑会向着智慧建造的方向一步步迈进。
关键词；建筑机器人；建筑融合；装配式建筑；智慧建造
一、装配式建筑中机器人应用现状
随着国家多部推广装配式建筑相关政策的出台，我国的装配式建筑也在中国大地上如火如荼地展开。相比传统的建造方式，装配式建筑的优势明显，最集中的体现是它可以在节约大量资源的前提下保证产品质量，实现多种风格而且可以大大加快工期，在保证成本可控的前提下，实现节能减排。所以装配式建筑发展迅速且前景广阔。但是在其快速发展的势头下，装配式建筑的发展也面临着几个问题：
首先：装配式建筑可以减少资源的消耗，但并不一定能够像人们通常预想的那样可以降低成本并明显提高施工效率。相关的调查结果显示，跟传统建筑相比，装配式建筑材料的用量大约只占到传统建筑的70%左右，因此从节约用量的角度来看，装配式建筑有一定的优势，并且，在装配式构件加工制作的过程中，相应的原材料、设备、机具等的使用量也比传统建筑少。但是由于我国的装配式建筑仍然处在发展的初级阶段，加工制造的技术并不成熟，从这点上来看，我国目前的装配式建筑并没有大大提高施工效率，有时反而比现浇结构用时多。其次，在装配式建筑的研究方面装配式的整体性、系统性以及装配一体化研究都不够深入。目前我们对于装配式建筑的研究更多集中在装配式主体结构的技术研究上，却往往忽视了结构系统与建筑围护、建筑设备、内装系统的相互配套，对于建筑产品的整体性、系统性研究也不够深入。另外，目前装配式建筑在设计上还是停留在传统建筑设计思维阶段，这就导致设计与其他环节脱节，设计的构件、部品部件工厂不便于加工、施工不方便安装，从而导致工厂生产和现场装配的工序复杂，致使生产效率反而大大降低，成本却随之增加了。另一方面，从设计方面看，目前我国装配式建筑的建筑设计和构件的深化设计的标准不统一，构件的深化设计参数标准众多，导致构件加工厂在模具的加工、工艺参数的设置包括后期施工现场安装调试构件等均不能实现标准化，这样无形中增加了建造成本，也使得工业化建筑在构件质量和工程管理上的优势难以充分发挥。再次，装配式建筑前景广阔，但当前的机制体制一定程度上阻碍了装配式的建筑发展。
虽然我们国家已出台多部文件推进装配式建筑的发展，然而预制装配式建筑在项目全过程管理的各个流程中并没有形成更为有效的促进装配式建筑快速发展的创新机制，另一方面，装配式建筑在项目管理的各个环节中监管机制的不完善甚至是缺失，也使得装配式建筑一体化的难度大大增加。因此，和美国、德国、日本等发达国家相比，我们国家工业化水平还处在相对较低的水平，还有很大的提升空间，当然，装配式建筑的发展离不开机制的改革和创新以及国家政策的
大力推进和支持。
二、建筑机器人与装配式建筑融合未来发展的趋势
随着大量的信息技术如BIM应用技术、智能机器人、大数据、3D扫描打印技术、互联网技术、物联网技术、GPS定位技术、云计算技术等的涌现以及在建筑上的不断推广和应用，我们可以预见未来装配式建筑会逐渐向着智慧建造的方向发展。所谓的智慧建造正是建立在这些信息技术的基础之上，依赖这些智能技术从而实现其对数据的记录、传输、计算、记忆、分析的功能。具体来说，GPS定位技术和物联网技术为智慧建造记录数据，通过互联网技术、云计算技术进行数据的传输，而BIM模型的引入也为智慧建造提供了数据的保障。另外，大数据、人工智能、3D扫描、机器人等也都成为智慧建造的助推器。以在装配式建筑中应用最为广泛和直接的BIM技术为例：BIM技术已经能够贯穿于装配式建筑的设计、深化设计、构件生产、物流运输、现场施工、物业运维等多个阶段，而且我们希望能够将众多的信息技术综合应用在装配式建筑的生产、技术及管理的各个环节上，从而体现并发挥装配式建筑的最大优势。
在此基础上，未来装配式建筑的发展趋势也就更加明晰，具体表现有以下几个方向：
（1）集成化。一方面，我们可以应用一体化的应用系统如BIM建模软件，实现应用系统使用的单机登录以及数据的共享，包括在项目的设计实施的各个环节参与建筑的设计、施工、构件加工、管理等的参与方均可以进行协同工作；另一方面，我们可以采用EPC模式或者集成化交付模式将生产过程一体化，从而降低装配式建筑的建造成本，提高装配式建筑的建造效率。
（2）精细化。精细化也同样体现在两个方面，一方面是在大数据及相关软件的支持下我们甚至可以做到对每一个零部件进行管理，细化每一个构件的加工工序，建立严格的加工流程，严格管理每一个构配件，从而保证构件的加工质量；另一方面在构件加工过程中所形成的材料表也可以为后续装配式建筑的施工提供依据。
（3）智能化。一方面体现在装配式建筑建造管理过程中，另外一方面则体现在装配式建筑建造的过程中。
如智能机器人的使用、BIM技术的应用、3D打印技术的应用可以在装配式建筑管理的过程中代替人去进行决策，代替人去操作，在工厂里大量采用机器人，实现装配式建筑的智慧化。这样，不仅保证了装配式建筑的质量，也可以大大降低人工成本。
三、建筑机器人与装配式建筑融合发展未来要研究的核心技术问题
3.1使用BIM技术的机器人
移动机器人的概念是在40年代首先实现的，如今它们被广泛用于商业和工业领域。它们是可移动的机器，有些能说话、行走、清洁、拍照等。尽管它们有许多优点，但它们从未用于建筑领域。近年来，BIM公司和知名建筑公司正在开展将自动化技术应用于BIM施工的项目和研究上。这些项目是被很好地实施，而且有着光明的前途。所以通过BIM与配套程序控制机器人之间的衔接合作，简化了两种技术之间的协同工作。软件能够将数据从BIM准确地传输到现场施工机器人。据碧桂园官方最新透露的消息，其实截至9月30日，博智林已有在研建筑机器人50多款，可以满足主要建筑工艺工序。比如国内领先的建筑智能建造企业博智林机器人，在研建筑机器人50多款，有30多款投放工地测试应用，在提升施工安全质量、提高工效、维护健康、减少污染等方面效果明显；建筑机器人控制器、双轮差速轻载AGV系统等关键零部件逐步量产，人脸识别速通门等产品市场化。其中近40款已投放工地测试应用，已有10多款机器人进入产品化阶段。包括楼层清洁机器人、室内喷涂机器人、地砖铺贴机器人和墙砖铺贴机器人，目前已分批上岗。”博智林目前发布的数据显示：地砖铺贴机器人、墙砖铺贴机器人施工效率是人工的2倍，施工质量优于人工，且施工成本低于人工。更重要的是，能够24小时不间断地工作。精准度更是远远优于人工操作，以及在高危、高污染的环境下工作可大大减少人体损害，保障人的健康安全。据介绍，相比其他制造行业来说，建筑行业的生产力低得惊人，尤其是现场施工作业，至今仍完全依赖于人工。铺贴机器人联合智能控制软件，使施工更加灵活便捷，大幅提高了生产力。
3.2机器人的感知与控制方面
建筑机器人在建筑行业中的应用，必须提升建筑机器人感知与控制方面能力。建筑机器人工作环境不好，在建筑机器人设计的过程中需要考虑其因素，进行科学有效地制造。比如PC构件生产中，机器人作业环境较为复杂，非结构特征显著，加之作业对象超大、超重。这需要建筑机器人有自我感知，自我控制能力，这对全面提升建筑机器人的实际应用起到重要作用。这在环境感知与建模、三维空间运动规划、大尺度柔性系统的非线性控制、基于视觉反馈的运动控制、多机器人协作、人机交互等方面，对机器人技术都提出了很多新问题。建筑机器人在建筑行业应用比较广，不仅是建筑施工的过程中，在建筑设计，建筑控制等方面都有一定的应用，建筑机器人与装配式融合是建筑行业未来发展的趋势，也是建筑行业可持续发展的重要因素。
3.3自动化机器人砌筑的配套辅助测控
众所周知，及时反馈机制在自动化控制中的重要性，在自动化机器人代替人类砌筑建筑时，必须要有一套完整的实时监测控制反馈系统来进行精确的施工监测，从而代替传统人类的经验判断，来检查错误，减小误差。在美国，人们研究利用了RoboticTotalStation测量和获得全面协调的可能性。来自TexasA&MUniversity和CollegeStation的学生参与了这项研究，它与TeklaStructure使用的Trimble软件具有相同的概念。这里的不同之处在于，他们使用了配备有照相机功能的图像辅助技术（IATS）。这种机器人配备四轴无人机，有Wi-Fi连接、本地定位系统（LPS）和数码相机。LPS技术使得机器人能够以每分钟1000m2的水平速度扫描建筑物，并且能够垂直向达到1.2m的高度。这些信息对设计过程有很大用途，并且可以将坐标、温度、辐射甚至空气质量传送给设计团队。这项技术还为将来的维护带来利润，它可以拍摄照片和视频，来检查建筑物的最新情况。而且他还可以实现无人机拾取砖块，并且从安装在房间天花板上的运动捕捉系统接收放置时的精确坐标。其安装速度为每小时100块砖块，并且可以用于放置空间框架结构的组件，即使是很高的高度也可以被轻松完成。此外，四轴无人机同样可用于承载和拉紧电缆。四轴无人机因其显著的效果将会是一场建筑界的历史革命。
结束语
BIM技术作为一项以数据为基础、模型为载体、管理为核心的数字化技术，已成功应用于多种类型的装配化装修工程中。在项目中，基于其可视化、参数化、模块化、信息化等特点，使所有装饰饰面与基层“可装、可拆、可运、可藏、可换”，实现建筑产品全生命周期的价值最大化；同时，为装配式装修设计、加工、运输、仓储、施工、拆除的全过程管理提供统一的信息载体，共享与集成现场装配信息、设计信息及工厂生产信息，促进项目进度、施工方案、质量、安全等的可视化、数字化、精细化管理，从而建立一整套装配化装饰数字化协同管理体系，赋能传统装饰行业，实现降本增效，促进其转型升级。
参考文献
[1]现代建筑工程的特点及未来建筑工程发展研究[J].赵军.建材与装饰.2016(4)
[2]论未来建筑的发展[J].董雪.农村经济与科技.2017(08)
[3]看不清的未来建筑,看得见的人类踪迹[J].周珺.中国建筑教育.2016(03)
[4]科技引领“未来建筑”[J].常春.安徽科技.2005(07)
[5]未来建筑将以选择为导向[J].世界建筑导报.2020(5)
[6]基于虚拟影视构建的未来建筑设计探究[J].胡书灵.世界建筑导报.2020(02)
[7]未来建筑的历史[J].任军.天津美术学院学报.2017(02)