公共服务机器人

新手必须知道1。1.BIM和项目管理
BIM(，BIM)是工程设计、施工和管理的数据工具。它通过整合建筑物的数据和信息模型，实现了项目规划、运营维护全生命周期的信息共享和传递，使工程师能够正确理解和有效处理各种建筑信息。可以为设计团队、建设运营单位等建设主体提供协同工作的依据。将BIM技术应用于项目管理，可以有效提高建设项目的质量和效率。1.1.1.BIM帮助承包商配合BIM技术，帮助相关人员在已有施工项目数据的基础上建立3D模型。这种信息模型在不同单位之间起到了信息连接的作用，从而加强了单位之间的沟通与合作。通过数据模型， 各单位对工程信息量更加对称，改善了各部门的工作模式，提高了施工项目管理的质量、效率和施工速度。1.1.2.BIM有助于工程数据的高效率。BIM技术涉及工程图纸、造价、设备等多个方面。BIM技术可以模拟一定格式的数据，使数据信息更加直观清晰。现代建设项目的发展离不开数据库的支持。如果用传统的方法对数据进行整理和计算，会消耗大量的人力和时间。利用BIM技术搭建数据信息平台，有助于提高数据信息分析的合理性和科学性。此外，在BIM技术的支持下，工作人员可以对数据进行整理、分类和存储，并在数据之间建立有效的联系。 从而提高数据信息使用的便利性和规律性。1.1.3.BIM有助于建筑信息的对称。在建筑工程中，从设计到施工到拆除，都可以利用三维技术进行模拟和展示。通过资源共享将三维仿真结果发送给相关组织或个人，可以在一定程度上帮助相关人员进行项目管理、决策等工作，实现信息对称。在项目建设过程中，工作人员可以根据相关数据建立科学的BIM信息管理系统，帮助工作人员收集、整理和分析数据信息。此外，工作人员可以根据项目的实际情况对BIM信息管理系统中的数据进行动态管理，从而有效提高项目管理的准确性和科学性。1.1 1.虚拟现实与项目管理

VR()，又称虚拟现实技术。VR技术利用了3D图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等各种高科技成果。，并借助计算机等设备产生逼真的3D视觉和立体听觉效果，从而使人在虚拟世界中有身临其境的感觉。它的触觉、嗅觉、味觉等感官体验都在逐渐发展和完善。这项技术在一定程度上实现了感性与理性的结合。
1.1.1.虚拟现实技术在工程训练中的应用
建筑行业最大的痛点就是“所见即所得”，尤其是对新员工的培训，单纯靠图纸、图片、文字培训，效果普遍较差。VR技术和BIM模型可以很好的解决这个问题。按照设计单位建立三维BIM模型，从空间关系、构件信息集成到交互体验、从整体到局部，实现了具体的可视化虚拟体验。VR技术还可以建立一个虚拟的施工现场，让体验者从基坑开始模拟整个施工过程和工艺，既节省了人力物力，又避免了因操作和指挥不当造成返工而增加工程成本，对新手来说非常有利。
施工前安全教育是一项重要的安全工作。让每一个接受过岗前安全教育的施工人员戴上VR眼镜，进入虚拟施工现场进行体验。体验者不仅可以直观地识别现场标注的危险源类别和位置，还可以对施工现场容易出现安全隐患的施工部位有深刻的直观了解，更容易掌握现场的风险源和防范点，增强识别潜在危险的能力，让受教育者提前了解施工现场的安全风险点。利用虚拟三维场景进行安全教育培训，体验者有一种身临其境的感觉，感受和体验事故的危害，深刻理解安全教育的本质， 从而深化安全教育，使工人更牢固地掌握安全知识。
1.1.2.虚拟现实在设计中的应用
从设计的角度来说，工程管理专业的知识体系非常广泛。设计师要根据前期调研的数据分析环境风格，同时结合自己的主观灵感，根据实际情况保证不同事物的统一和组合，从而更好的展示设计成果。虚拟现实技术的发展推动了其数字化进程。在三维数字模型的过程中，设计师可以以第一人称的身份观察环境空间，使设计师和设计对象尽可能地融合在一起。借助第一人称视角，设计师可以更好地从体验者的角度规划设计环境，可以更好地将数据转化为可见的二维或三维模型。
1.1.3.虚拟现实技术在技术交底中的应用
虚拟现实技术与BIM模型的结合，实现了对每一个节点细节的360度无死角观察。让施工人员对工程的重点和难点、关键节点的质量控制、关键部位的施工方法等有了更加详细和直观的了解。，在施工技术交底和施工实施过程中能更科学地部署和组织施工。利用VR技术，动态模拟施工过程中的前期施工和4 D施工，体验者可以用手柄控制动画的播放和暂停，以身临其境的方式看到各个部件的施工和组装过程。同时，我们还可以设置几种不同的施工方案， 并在VR模式下观察最真实的施工进度动态模拟。施工人员通过VR直观感受施工场景，了解施工方案和工艺，有效发现工程模拟实施过程中存在的问题。通过施工技术方案的优化，实现了风险控制，保证了工程质量，为工程制定合理可行的施工方案提供了技术保障。
1.1.4.虚拟现实在客户报告中的应用
客户报告和技术交流从过去的书面报告变成了电脑绘图。随着虚拟现实技术的不断发展，可以构建更加逼真的虚拟环境空间，不断提高客户的感官代入感和体验，从而对展示内容有更深刻的印象，减少因沟通和思考方向错误而带来的不必要的问题。现在只有一些大型企业会在工地上看到VR设备，国内大部分建筑。公司他们都没有使用VR设备。随着技术的进步和元宇宙的推动，总有一天大家会通过VR技术在各自的办公室里互相交流。
1.2.3d打印和工程组件

I.2.1.3D建筑模型打印
建筑模型以微型实体的形式表现建筑艺术，3D打印技术为建筑师提供了强有力的技术手段。不管设计模型有多复杂，只要有相关的3D数据，3D打印机都是可以精确制造的。粗糙和像素化的3D打印时代已经过去，现在专业的3D打印机可以打印出高细节和光滑表面的建筑模型。
一个3D打印的建筑模型可以真实地展示想法和草图，3D打印机可以将设计变成一个随时可用的对象，大大减少了制造比例模型的时间。建筑模型3D打印快速、直观、低成本、环保，几乎可以打印所有复杂的几何形状，制作精美，细节还原度高。
3D打印可以更灵活的处理模型，方便和客户讨论自己的设计思路。如果客户提出修改，他们只需要简单地编辑文件并重新打印。传统的建筑模型制造工艺虽然具有材料耐磨性高、模型强度高等优点，但3D打印建筑模型的快速性、精确性、节约成本等优势是传统制造方式无法比拟的。
I.2.2.3d混凝土印刷
3D打印技术在工程建设领域的主要材料是混凝土，所以也叫3D打印混凝土。目前，3D打印混凝土技术主要用于建造模块化装配式建筑，即通过3D打印技术建造不同的模块，然后将模块运输到现场进行组装。工程师们还进行了现场直接3D打印混凝土建筑的尝试。施工时直接在现场安装了3D打印机，通过操控3D打印机直接建起了大楼。上海宝山区，清华大学修建的人行天桥。在两台3D打印机的帮助下，这座长26.3米、宽3.6米的大桥仅用了450个小时就完工了。与传统的施工方法相比，其施工效率有了明显的提高。

I.3 .施工机器人和现场施工

I.3.1 .建筑机器人的发展
建筑机器人是一种应用于土木工程领域的机器人系统，能够根据计算机程序或人工指令自动完成一些简单重复的建筑工作。20世纪70年代，工程机器人首次提出并于1982年投入使用。此后，美国、欧洲和澳大利亚开始开发建筑机器人，以取代人类从事复杂和危险的工作。根据美国的指导-景点咨询。公司据统计，到2030年，全球工程机器人市场规模将达到110亿美元，年增长率为29%，这表明当前工程机器人应用市场仍处于培育期和发展期。2020年9月， 中国住房和城乡建设部发布《住房和城乡建设部关于推进智能建筑与建筑工业化协调发展的指导意见》，提出“加快构件制造数字化和智能化改造，推广应用数字化技术、系统集成技术、智能装备和工程机器人”。从这一点可以看出，以施工机器人为主体的施工模式将是未来建筑行业发展的主流。
I.3.2 .机器人的优势
机器人最突出的特点是可以在复杂的环境下工作。一个国家工程机器人的科技水平在一定程度上也代表了那个国家的科技水平。工程机器人以其优良的工作特性，在核工业、应急救援、建筑、农业、冶金等领域具有广阔的应用前景。工程机器人对建筑业的可持续发展具有重要意义:可以提高生产效率，缩短施工周期；改善现场工作条件，确保员工的人身安全和身心健康；减少人力资源的投入，缓解人力资源短缺的矛盾；节约能源，推进生态文明建设。
I.3.3 .近年来建筑机器人的应用
1.3.3.1.主体结构施工机器人
房屋主体结构过程大多是危险作业，需要大量的人力，施工过程中产生的粉尘、噪音等有害因素对人体健康造成不可逆的损害。砌砖机器人和混凝土地面处理机器人应运而生。
砌砖机器人:砌砖机器人改进传统砌砖工艺，如美国建筑机器人公司。公司轨道SAM100机器人由机械臂、传动系统和位置反馈系统组成，效率比人工高3-5倍。
1.3.3.2.装饰施工机器人
装修施工是建筑工程中不可缺少的一部分，主要包括打磨作业、喷涂作业、铺贴瓷砖作业，这些作业对人体健康有害，施工安全隐患大。墙面、地面打磨机器人，绘画机器人，瓷砖铺设机器人应运而生。
墙面打磨机器人:2021年，烟台基于3D视觉技术，该大学设计了一种高精度的墙面抛光机器人系统，利用3D激光传感器获取墙面的3D数据，控制机械臂移动到指定位置，然后开启抛光头进行抛光操作。实验表明，该打磨系统在小区域内打磨效果良好，精度基本在1 mm以内，墙面打磨精度是判断墙面打磨机器人施工质量的重要参数。
喷涂机器人:在工业上，喷涂机器人广泛应用于汽车、船舶等行业。建筑行业处于起步阶段，喷涂施工是装修工程的常见工艺。2019年，电子科技大学朱晖对外墙悬挂式外墙粉刷机器人做了进一步的改进研究。悬挂系统的负载能力高达800公斤，并且可以防止机器人因失速和倾斜而摔倒，因此具有很大的商业潜力。然而，由于结构特点的限制，机器人只能在垂直的墙壁上工作，无法到达墙壁的内角、凸起结构等区域。
铺砖机器人:在装修施工过程中，铺砖需求量很大，对产品质量要求高，需要专门的工人进行施工。然而，传统的人工铺设方式往往带来施工周期长、劳动量大、工作效率低等问题。瓷砖铺贴机器人不仅可以节省大量人力，还可以利用自动化施工来保证瓷砖铺贴的效率和质量。2020年南京航空航天大学设计了一种地砖铺设机器人系统，包括移动平台、抓取系统和导航系统。
I.3.4 .其他新型建筑机器人系统
建筑机器人还包括一些与建筑作业密切相关的新型机器人系统，如3D混凝土打印机器人、建筑勘测智能测量机器人、管道勘测机器人等。
3D混凝土打印机器人:3D建筑打印是一种新型的数字化建筑技术。在建造过程中，它不需要复杂的模板系统，直接驱动打印机器人根据建筑物的三维模型建造相应的建筑构件。经过20多年的发展，3D混凝土打印机器人逐渐走向工业应用，已在迪拜写字楼、美国五星级酒店、荷兰水泥桥等项目中得到应用，并有望在轻量化、智能化、低成本方面取得突破。
建筑测量机器人:建筑测量是提高建筑质量的重要环节，工作量大，工期紧。新型工程测量机器人采用基于激光测距和激光扫描的3D技术，可完成数据采集、传输、计算、绘图、制表和分级的自动化。中建二局曾经沈阳某项目采用机器人测量和人工测量。测试结果表明，与人工测量相比，机器人测量精度达到1 mm，高于人工3 mm的测量精度，测量效率提高5倍，测量人员减少66%，成本降低50%，省略了复测、复检和数据整理环节。
I.4 .纳米技术和建筑材料
纳米材料是指在三维空间中纳米尺度(1~100纳米)内至少有一个维度的材料，或以其为基本单元构筑的材料，包括纳米颗粒、纳米纤维、纳米涂层、纳米复合材料等。纳米材料具有不同于传统材料的物理和化学性质，因此在环保和节能领域得到了很好的应用。1.4.1.推广纳米材料的困难阻碍纳米材料在建筑项目中大规模应用的主要因素是其价格。目前，纳米材料被广泛使用，因为它们价格它太贵了，不能在建筑工程中广泛使用。因此，要解决这一问题，需要从以下两个方面着手:一是研究纳米材料的制备技术，不断降低其生产成本，提高其性价比。另一方面， 必须加强纳米材料的实验研究，旨在改善纳米材料的性能指标，提高纳米材料的利用率。另外，纳米材料在工程中的应用，虽然大部分工程问题可以通过实验解决，但是难度很大，成本也很高。1.4.2.纳米材料在建筑行业的应用目前，纳米材料在建筑领域的应用还需要一段时间。以往的研究表明，纳米材料与建筑材料的结合可以提高建筑材料的强度和抗断裂能力，具有广阔的应用前景。将纳米材料与建筑材料相结合，可以大大提高混凝土、钢材和建筑涂料的性能，在建筑结构、建筑保温、隔热、防水等方面具有良好的应用效果。随着纳米技术的发展，纳米材料已广泛应用于混凝土、钢铁、建筑涂料、建筑保温、建筑防水等领域。