透視“建筑業＋互聯網”未來圖景

發布日期：2016-10-21來源：中國建設報編輯：伏牛山

[摘要]

　　 當前，傳統的建筑施工作業方式正逐漸被一些高新技術所顛覆。建筑施工行業正在加速轉型升級，由勞動密集型向技術、知識和管理密集型轉變。近期發布的《中國建筑施工行業信息化發展報告（2016）互聯網應用與發展》深度論述了建筑施工行業互聯網應用的現狀與未來發展趨勢，認為建筑施工行業轉型升級離不開互聯網的支持與深度應用，智慧建造、智慧企業將是未來建筑施工行業轉型升級發展的方向。記者對報告內容進行梳理，圍繞智慧建造、智慧企業、新興技術三大關鍵詞，透視“建筑業＋互聯網”未來圖景。

　　 智慧建造

　　 智慧建造，是以BIM、大數據、智能化、移動通信、云計算、物聯網等先進信息化技術為支撐，實現企業集約化經營和項目精益化管理，實現低碳、低排放、高品質、可持續的建造過程。

　　 ■ 智能穿戴設備將成重要裝備

　　 智能穿戴設備，是可以直接穿在身上或整合到衣服、配件上的一種便攜式設備，借助軟件支持以及數據交互、云端交互來實現強大的功能。智能穿戴設備將成為建筑工人的重要單兵裝備，與施工環境緊密結合，為建筑施工帶來很大轉變。

　　 智能穿戴設備在施工中的應用主要包括：智能手環可用于對現場施工人員的跟蹤管理；佩戴智能眼鏡，可將虛擬模型畫面與工程實體對比分析，及時發現并糾正問題；智能口罩上的粒子傳感器可實時監測施工作業區域空氣質量，并把定位資料和采集到的信息傳到手機上應用并共享；借助穿戴的運動攝像裝置，可記錄現場質量驗收過程等。

　　 ■ 移動智能終端將成重要工具

　　 智能終端，具有接入互聯網能力，通常搭載各種操作系統，根據用戶需求定制各種功能。常見的智能終端包括移動智能終端、車載智能終端、智能電視等。施工現場的移動智能終端正在向實用化、集成化方向發展，是智慧建造技術平臺向生產一線延伸的重要工具。

　　 移動智能終端在施工中的應用主要包括：配合相應的項目管理系統，實時查閱施工規范標準、圖紙、施工方案等；可直接展示設計模型，向現場施工人員進行設計交底；加強施工質量、安全的過程管理，實時確認分部分項形象進度，輔助分部分項質量驗收；可現場對施工質量和安全文明施工情況進行檢查并拍照，將發現的問題和照片匯總后生成整改通知單下發給相關責任人，整改后現場核查并拍照比對；可在模型中手動模擬漫游，通過樓層、專業和流水段的過濾來查看模型和模型信息，并隨時與實體部分進行對比。同時，還可提前模擬作業通道是否保持暢通、各種設施和材料的存放是否符合安全衛生和施工總平面圖的要求等。

　　 ■ 建筑機器人將成輔助工具

　　 建筑機器人應用于施工的基本模式，是通過與設計信息（特別是BIM模型）集成，實現設計幾何信息與機器人加工運動方式和軌跡的對接，完成機器人預制加工指令的轉譯與輸出。建筑機器人建造流程需要仿真模擬與監測，支持高度靈活、個性化的建筑產品服務和生產模式。未來，建筑機器人不是簡單施工工藝的替代，將在方方面面成為智慧建造的輔助工具，成為施工方案的一部分。

　　 建筑機器人在施工中的應用主要包括：全位置焊接機器人，可用于超高層鋼結構現場安裝焊接作業，提高焊接質量，確保施工安全；超高層外表面噴涂機器人，不僅可以解決高空作業安全問題，還可提高施工速度和精度；大型板材安裝機器人，可用于大型場館、樓堂殿宇、火車站、機場裝飾用大理石壁板、玻璃幕墻、天花板等的安裝作業，無需搭建腳手架，由兩名操作工人即可完成大范圍移動作業。

　　 云機器人是云計算與機器人學的結合。機器人本身不需要存儲所有資料信息或具備超強的計算能力，只是在需要時連接相關服務器并獲得所需信息。例如：機器人拍攝周圍環境照片并上傳到服務器端，服務器端檢索出類似的照片，并計算出機器人的行進路徑以避開障礙物，同時將這些信息儲存起來，方便其他機器人檢索。所有機器人可以共享數據庫，減少了開發人員的開發時間，還可以通過云計算實現自我學習。

　　 智慧企業

　　 在傳統建筑施工企業向智慧企業的升級、轉變過程中，互聯網的作用不只是支持企業業務，更應成為驅動企業轉型的主要動力，影響并幫助企業實現自身業務流程、商業模式的轉變。建筑施工企業應轉變IT部門支持業務的角色，發揮IT技術和互聯網的最大價值，通過建立業務價值導向的互聯網戰略，使管控機制、企業架構、IT能力三個領域深入融合，真正實現業務與IT、互聯網的完美結合，驅動業務發展。物聯網、云計算和大數據對于智慧企業形成和發展至關重要，物聯網是智慧企業互通互聯的基礎，云計算是智慧企業的平臺和支撐，大數據積累和應用是智慧企業的目標。

　　 ■ 物聯網將成為企業精益管理的基礎

　　 物聯網可為建筑業推進大數據應用提供技術支撐。大數據分析需要以大量原始數據為基礎，但數據采集工作量巨大，物聯網技術為施工現場各類原始數據的持續采集提供了可能性，利用安裝在施工現場的前端智能傳感設備采集視頻數據、粉塵數據、噪音數據、升降機數據、塔吊數據、溫濕度數據、人員信息數據等。

　　 物聯網應用于施工全過程主要體現在如下幾方面：

　　 實現建筑設施自動化控制。對智能建筑內供電設備、空調通風系統、恒壓供水系統、消防系統的運行狀態信息、能耗信息、參數信息等進行監測；對室內的溫度、濕度、空氣質量和照明情況實時監測并進行調控。

　　 實現大型建筑安全狀況監控。通過傳感器獲得大型建筑安全特征的相關參數，自動采集、傳輸數據，在專業軟件的輔助下對大型建筑安全狀況進行評估和預警，實現遠程實時監控。

　　 加強大型機械設備的安全管理。利用物聯網技術可對電梯運行安全進行監測，及時上報數據、安全報警，有效落實安全監管職責；可實時監控并記錄大型塔吊的運行狀態，最大程度地減少安全事故的發生，同時也能為事故處理提供有效證據。

　　 加強施工現場人員管理。工地考勤、門禁設備與項目管理系統集成應用，可采集勞務工人數據信息，實施實名制管理；通過項目管理系統、移動終端設備，利用現場施工人員身份射頻識別裝置，可定位和跟蹤現場施工人員，掌握其工作情況，以便管理人員精準定位掌握人員情況，還可對施工人員超時工作情況自動預警。當現場發生緊急情況時，施工人員可通過標簽按鈕向監控中心呼叫，監控中心可向施工現場發送相應指令。

　　 加強進場材料和構件管理。對裝配式建筑每個部件的設計、生產、倉儲、運輸、安裝、運維直至拆除，實行全生命周期的質量追蹤管理，保證項目建設過程的質量監督與控制。施工過程中的物料運輸、進場、出入庫、盤點領料等，均可采用射頻電子標簽實施跟蹤和監控。相關數據可直接進入項目管理系統，與BIM模型數據進行比對，完成對施工進度、重點部位、隱蔽工程等部位的材料設備校核工作。

　　 加強施工現場安全環境管理。通過物聯網技術對建筑工地的環境、大體積混凝土澆筑、鋼結構應力應變、地基、預應力梁、基坑支護以及危險區域進行監測，通過信息系統進行分析預警。此外，還可以在復雜的地質條件下，對地下空間施工進行監測。

　　 ■ 云計算將成為企業改造現有信息系統的基礎平臺

　　 利用云計算技術可以在數秒之內處理數以千萬計甚至億計的信息，達到與“超級計算機”同樣強大的效能。建筑業企業和單位需要利用云計算改造提升現有信息系統，以降低信息化投入成本，挖掘云計算在生產、管理方面的應用價值。

　　 在降低硬件投入、減少維護工作量方面，企業可以選擇基礎設施服務模式，有助于解決硬件問題。完全自動化的部署與運維目前已經相當成熟，很多企業開始了自動化進程，輕松地在云中快速部署和管理應用程序，自動處理容量預配置、負載均衡和應用程序狀況監控的部署細節。云平臺可以消除單點故障，提升應用系統的可用性，應對海量訪問。

　　 云計算與BIM的結合。云計算為BIM應用提供了強大的硬件資源保障。由于BIM對硬件的要求很高，極大地限制了企業在項目層面的應用。而云平臺可以共享硬件資源，整合運算處理能力，消除企業全面推廣應用BIM的顧慮。同時，BIM技術與協同設計技術將成為互相依賴、密不可分的整體，云計算可以解決協同工作中最基本的標準化及應用程序標準化的問題。

　　 大數據的分析應用需要依賴于強大的云計算平臺。云平臺可用于海量數據處理計算，讓企業專注數據分析和挖掘，最大化發揮數據價值。云平臺還可提供大數據分析服務，一站式完成海量數據的整合、清洗、加工以及交互式探索分析和深度數據挖掘。

　　 軟件廠商將軟件系統發布在云平臺上，企業可根據業務需求購買軟件服務，并按照時間與運用模塊向軟件廠商付費，而軟件的維護與升級則由軟件開發商統一在云平臺上進行，提高了軟件服務的使用率，降低了軟件使用成本，有利于行業信息化的推進。

　　 ■ 大數據將成為企業提升管理效益的重要手段

　　 在“互聯網＋”的時代，數據的價值和重要性將逐步體現。企業要提高競爭力、實現持續發展，就必須將業務、技術和管理信息全面實現數據化，關鍵是要用“大數據”思維提升宏觀把控和微觀決策水平，充分運用大數據制定企業發展戰略、實施戰略決策。

　　 大數據應用主要體現在如下幾方面：

　　 實現企業大數據智能化決策分析。企業通過收集和分析大量內外部數據，獲取有價值的信息，據此預測市場需求，進行智能化決策分析。

　　 實現項目勞務人員大數據分析。對工地勞務人員進行有效登記注冊，隨時了解其工作狀態；與征信服務平臺對接，可查詢項目勞務隊和勞務人員的征信狀況；對階段用工情況進行數據統計，系統會自動分析出每個項目階段所涉及的班組工種、工日、工時等相關數據；利用用工數據可以分析分包隊伍工作效率以及價格的合理性，通過與其他項目類似數據進行橫向對比分析等，積累成本分析經驗數據。

　　 實現工程質量監管大數據分析。在工程質量檢測及監管中運用大數據，可以有效提高檢測數據的真實、準確和可靠性。通過深入挖掘檢測數據中存在的共性問題，特別是異常檢測數據的關聯性，對質量問題發出預警信息，更有效地指導施工過程質量控制、實施工程質量監管。

　　 實現安全環境監測大數據分析。利用物聯網技術對大量監測數據進行篩選過濾，對施工噪音、粉塵等數據進行綜合評估，對大型機械設備運行數據進行分析，可及時進行風險預警，有助于監管部門和工程項目做好施工安全管理和環境監測工作。

　　 新興技術

　　 在新興技術的支持下，互聯網本身也在迅猛發展，以下技術將是未來互聯網發展的熱點，將對建筑施工互聯網應用產生巨大影響。

　　 ■ 高效電池提升智能設備續航能力

　　 互聯網智能設備和裝置的續航能力一直是被詬病的領域，以石墨烯電池為代表的高效電池技術是決定移動互聯網發展的重要因素。隨著批量化生產、快速充電以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能是移動設備、航空航天、新能源電池領域。

　　 建筑工地由于場受地條件限制，很多智能設備需要電池支持應用。如，監控施工變形的設備需要實時采集數據并上傳，但設備布控位置往往很難接通電力，即使能接電力，成本也會很高，高效電池的應用可以很好地解決設備長期運行的問題。

　　 ■ 無線充電讓移動設備充電無障礙

　　 無線充電技術是移動互聯網發展的重要技術之一。2015年6月，無線充電三大陣營之一的A4WP（無線充電聯盟）宣布，其技術標準已經升級，所支持的充電功率增加到50瓦。這意味著筆記本電腦、平板電腦等大功率設備也可以實現無線充電。如果類似Wi-Fi那樣擁有超遠傳輸距離、穩定性更好的無線充電技術大規模普及，電腦周邊的設備需要以各種線纜連接的狀況將成為歷史。

　　 未來，低功率的施工現場移動機器人，如掃描、放樣機器人等均可借助無線充電技術實現無人值守的長距離行走和工作。

　　 ■ 光無線通信簡化施工現場互聯網環境部署

　　 光無線通信又稱“光保真技術”（Light Fidelity簡稱LiFi），是一種利用可見光波譜（如燈泡發出的光）進行數據傳輸的全新無線傳輸技術。光無線通信同時具有光纖通信和移動通信的優勢，可實現寬帶傳輸，組網機動靈活，無需頻率申請，且具有抗電磁干擾、保密性好的特點，這項技術的研究目前受到廣泛重視。

　　 由于施工現場環境復雜且在不斷變化，布置有線網絡成本高、不穩定，如果光無線通信能應用于施工現場組網，將大大簡化施工現場互聯網環境部署。

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