自动化将以多种方式对建筑行业的未来发展产生革命性影响，从自动化数字设计和分析程序到自动化施工文档创建，以及最终的自动化施工本身。无论是应用于现场施工机器人还是模拟先进制造最佳实践的场外预制施工，施工过程的自动化将决定建筑行业能否成功应对未来的双重挑战：对建筑和基础设施的需求以及整个生命周期的可持续性要求。
自动化制造流程在其他行业帮助解决的类似机会和问题也可以通过建筑自动化来解决。这些问题包括与劳动力短缺、减少环境影响、新设计机会、工人健康和安全、生产时间、材料效率、劳动生产率等相关的问题。
什么是建筑自动化？
建筑自动化包括在建筑和基础设施进展中使用自动化流程、工具和设备。它由基于云的数据交换模型、场外和现场自动化以及基于软件的设计组成。
实时传感、工业化建筑（将制造技术集成到施工过程中）和协作机器人是推动施工自动化的三大技术。通过消除旧流程并立即将数字模型集成到生产线中，自动化可以提高生产力、安全性和质量。人机合作的目标仍然是平衡对环境、工人安全和投资回报的影响。
建筑自动化的类型
建筑自动化涉及采用自动化施工工作流程、工具和设备来建造结构。以下是一些示例：
1. 场外施工自动化
概述：通过将流程转移到工厂，模仿现代生产。技术：利用 DfMA(面向制造和装配的产品设计)技术、预制和 技术。优点：减少浪费、最大限度地利用资源并提高安全性。2. 现场施工自动化
困难：设备需要灵活且便携，适合工作地点。示例：包含混凝土钢筋自动化和布局机器人。3. 建筑机器人
作用：在建筑工地上，机器人技术（尤其是协作机器人）可以提高准确性和生产力。例如：SAM100 等砌砖机器人和 NeXtera 的 Oliver 等现场扫描机器人。4. 自主施工设备
概述：自主机械和汽车提高效率和安全性。示例：包括用于可再生能源项目的自动推土机和挖沟系统。12项建筑自动化前沿技术
建筑自动化通过提高生产力、降低费用和更好的项目成果正在彻底改变该行业。随着智能技术的发展，现代建筑项目越来越多地使用建筑自动化。
1. BIM，即建筑信息模型
建筑信息模型 (BIM) 是对建筑的结构和操作特征的数字描述。通过为利益相关者提供模拟、可视化和决策的通用模型，它增强了利益相关者的协作。在项目过程中，BIM 可以提高协调性、准确性和效率。
2. 人工智能驱动的机器人
使用人工智能 (AI) 的机器人正在彻底改变焊接、混凝土浇筑和砌砖等建筑工作。这些机器人利用人工智能和机器学习技术以极高的准确性和效率开展活动。它们适用于各种建筑用途的多功能性源于它们适应不同条件和任务的能力。
3. 3D打印
建筑自动化中的3D 打印机器人使用多种材料，需要逐层创建建筑组件。通过使用这项技术，可以快速生产复杂的几何形状，并且几乎不产生浪费，从而提高可持续性并加快施工速度。此外，它还为不同的任务提供了可扩展性和适应性。
4. 无人机
施工中的无人机广泛用于进度跟踪、现场测量和检查。配备高清摄像头和建筑传感器的无人机可以提供建筑工地的实时航拍图像，从而实现准确的规划和监控。通过降低危险区域人工检查的要求，他们改进了安全解决方案。
5.模块化建造和预制化
建筑构件在场外施工后在现场预制、组装。由于模块化建筑可以最大限度地减少浪费并减少现场施工时间，因此可以实现更快、更经济的建筑程序。
6. AR（增强现实）
增强现实 (AR) 将数字数据叠加到现实世界中，促进决策和可视化。通过提供施工自动化以及实时数据和视觉效果，施工中的增强现实可以帮助建筑行业的设计验证、项目规划和现场问题解决。
7. 可穿戴技术
外骨骼和智能头盔是建筑中可提高效率和安全性的可穿戴技术的例子。外骨骼通过支持工人的运动来减轻身体压力，而智能头盔则提供有关环境因素和工人健康状况的实时数据。
8. 自主机械
借助人工智能和传感器，起重机和推土机等其他自主机器可以自行工作。通过精确地完成危险和重复性的工作，这些设备可以减少人为错误，提高建筑工地的效率和安全性。
9. 物联网
物联网设备的施工自动化通过收集和传输施工现场的数据来改善设备管理和预测性维护。它们可以实时监控环境因素和机械，从而提高操作安全性和效率。
10.基于云的施工管理软件
施工自动化和基于云的解决方案使项目管理变得更加容易，其中包括分析、实时数据访问和协作功能。这些系统改善了利益相关者的沟通并加快了项目运营。
11. 建筑中的激光扫描
可以使用激光扫描在三个维度上详细测量场地和建筑。该技术提供极其准确的空间数据，有助于质量控制、设计验证和竣工文档记录。
12.数字孪生
数字孪生是物理资产的数字副本，可实现预测性维护和实时监控。它们通过提供有关结构功能和状态的深入信息来提供主动管理和运营效率。
施工自动化各个方面的好处和挑战
| 方面 | 好处 | 挑战 |
| 效率 | 减少任务所需的时间品质稳定加快项目完成速度 | 初期投资高潜在的技术故障需要维护 |
| 质量 | 确保始终如一的质量减少缺陷工作精密、准确 | 适应性方面可能存在的限制可能难以完成非标准任务 |
| 生产率 | 实现 24/7 全天候运营提高整体生产力优化工作流程 | 对技术的依赖需要熟练的操作人员和技术人员 |
| 可持续发展 | 提高能源效率减少浪费推广环保实践 | 可能会造成电子垃圾自动化系统的能耗 |
| 劳动 | 在技术和维护领域创造新的就业机会使员工能够腾出时间来完成更复杂的任务 | 潜在的工作转移劳动力再培训的需要 |
| 项目管理 | 利用实时数据做出更好的决策增强的项目跟踪和数据分析 | 与现有系统的集成可能很复杂数据安全与管理问题 |
| 灵活性 | 适应各种施工工艺允许自定义任务 | 某些任务的灵活性有限适应变化可能具有挑战性 |
总结
建筑自动化通过同时关注几个主要障碍，正在迅速改变行业。先进的机器人、人工智能驱动的设备和创造性的制造方法的融合不仅解决了劳动力持续短缺的问题，而且还提高了整体效率和产量。
自动化可以更准确、一致地完成复杂的活动，从而降低人为错误的风险并提高建筑工地的安全性。此外，通过减少浪费和改善资源利用，这场技术革命为环境可持续性做出了重大贡献。
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