建筑机器人的时代来临了吗?

2018-12-02

科学技术对我们的生活有着重大的影响,它影响着包括建筑学在内的所有学科和专业。信息技术的发展促进了建筑师的工作效率,通过一系列相关的软件和应用程序,为他们节省了大量时间和精力。尽管科技对建筑领域有着巨大的影响,但是它的工作效率相较于其他领域,依旧是很低的。

美国商务部和劳工统计局已经认可,最近的建筑业比60年代的生产率要低,这种衰退有以下几个原因:

1、在纸质类文件上花费过多的时间,这也无形中会增加复杂的工作量;

2、在施工过程中对人力的依赖性;

3、设计团队和承包商之间的沟通不畅问题。

其他以机械为基础的工业也广泛依赖机器人,汽车产业正在树立一个好榜样。造成这种现象的主要原因是这些工业生产大量的产品,并且它们的制造过程依赖于重复性。相反,建筑设计更加依赖于个体的独特性。

尽管如此,让机器人参与施工过程的概念正成为AEC(Architecture, Engineering & Construction)的众多公司首要的关注点,特别是采用BIM技术的公司。他们坚信机器人可以提高他们的生产力,加速设计工作流程。

01

BIM+自动化

众所周知,BIM在设计过程中具有显著的优势,它简化了建筑师的任务,使他们的工作变得更加优化;它加速了数据交换过程,使不同学科之间的协作更为快捷,节省了时间和精力,改善了文件的繁琐过程,还改进了审查和修改周期。所有这些都是巨大的进步!

然而,在施工过程中,由于与承包商的沟通不畅,出现了失误的情况。BIM模型无法被精确建立。为什么?因为它们依旧依赖于手工操作。无论技艺再高超,工匠依旧会犯错误。这些技术错误,不管结构的简单与否,都会对工作流程产生影响。

例如,如果将柱子放置在离位置几厘米的地方,则梁和其他结构元件的坐标都需要被修正和重新定位。在这种情况下,承包商需要向项目经理发送一份技术报告,描述错误,然后项目经理会要求立即与设计团队会面以获得紧急解决方案。该团队根据错误决定是修改柱子还是修改整个设计。两种解决方案都是对时间的完全浪费,这会导致项目时间进度的延迟以及额外的成本费用。

因此,困境在于缺乏BIM和承包商之间的一体化联系。如果采用旧施工方法,预制构件可能安装不当。因此,为了准确地传递模型的准确数据,必须有效地涉及技术。

通过使用机器人是一个好的解决方案,如前所述,机器人在大多数工业中被使用,这提高了它们的生产力效率。为什么机器人不能运用于建筑领域?它肯定会对施工过程有很大的好处:首先,机器人可以有效减少误差和返工率,它们使安装精度提高了一倍;其次,它们高效地节省时间,保证了一个严格的进度表;第三,它们在施工过程中,有效地减少废料的数量;最后,机器人将能够建造以前不可能的复杂几何形状。

02

使用BIM技术的机器人实例

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。这些项目是被很好的实施,而且有着光明的前途。

(砌砖机器人哈德良)

Tekla Structures

LM80 Handheld Software Integration

Tekla Structure BIM与Trimble Robotic Total Solution合作开发了一个软件,简化了两种技术之间的协同工作。Trimble LM80软件能够将数据从Tekla Structure Layout Manager准确地传输到Trimble Robotic Stations。

Swinerton Builder是第一家在Honolulu的Waikiki Plaza Expansion项目中使用该软件的公司。

Swinerton的项目经理Doug Paasch描述了该公司使用此软件的经验:“通过这种联系,我们能够向现场提供精确的信息。在Tekla Structures和Trimble LM80软件集成之前,我们大部分时间都花在办公室为反馈的检查修改适当的尺寸上。”该公司还在距Sacramento60英里的大学校园改造项目中使用了这项技术。

(砌砖机器人山姆100)

Scanner MOBILE Robots for BIM

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。

现今,移动机器人被开发用来服务于建筑产业,尤其是BIM技术。它们配备有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1000平方米的水平速度扫描建筑物,并且能够垂直向达到4英尺的高度。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。

(焊接机器人 Robo Welder)

Skanska integrates Robots with BIM

瑞典建筑公司SknSka很久以前就采用了BIM技术,并在所有的项目中有效地使用了BIM技术。此外,它涉及了机器人技术与BIM软件的互操作性。在他们的挪威办公室,他们使用钻井机器人,它从BIM模型得出其准确性。

BIM技术主管Rubert Hanna说:“最近在Skanska挪威新总部建设期间的一次测试中,钻探机器人的速度比两名通过传统方法进行相同工作的人员快2.5倍。”

在瑞典,该公司应用机器人来弯曲和焊接用于打桩用的钢筋。Skanska瑞典的地区经理描述道:“我们在20世纪90年代为此操作购买了第一台机器人,今年这些机器人将能够产生175000米的混凝土桩。”

在美国办公室,他们研究了利用Robotic Total Station测量和获得全面协调的可能性。来自Texas A&M University和College Station的学生参与了这项研究,它与Tekla Structure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)。

四轴无人机

Gramazio Kohler Research对这种四轴无人机用于施工进行了几项研究。他们成功地使用这些无人机,将1500个泡沫砖组装成了6米高的扭曲塔。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。

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。

3D打印技术

中国Winsun公司利用一台巨大的3D打印机,用混凝土和其他再生材料建造完成了房屋。该公司明确表示,项目成功节省了60%的建筑材料,70%的预估时间和80%的劳动力。

Joris Laarman与MX3D合作设计了一台钢制打印机,用于为Oudezijds Achterburgwal运河打印整个桥梁。

(本文图片来源于互联网,侵删)

参考网址:https://www.arch2o.com/robotization-bim-robots-improve-bim-workflow/


推荐

  • QQ空间

  • 新浪微博

  • 人人网

  • 豆瓣

取消
建站ABC 建站ABC提供技术支持
  • 首页
  • 联系
  • 报名
  • 网课
  • 评价