周绪红院士:智能建造关键技术研究
桥梁设计面临诸多问题:桥式方案的影响因素很多,需要反复地调整方案;2、结构体系、截面形式选择灵活,建模的工作量大;3、结构的人工优化效率极低、主观性强。怎么解决?我们将桥梁智能设计分解成为“结构智能建模”和“结构智能优化”两项工作。这两项工作相互关联一体化完成,其中最重要的技术点是BIM模型与有限元模型之间的数据双向传递问题。这个是怎么实现的呢?是通过相互间的数据映射来实现的。
大型钢结构桥梁为什么要预拼装?大家应该都知道,大型的钢结构在工厂加工出来以后,都需要在工厂进行预拼装,以防止构件误差(或者错误)导致的现场返工。但大型桥梁(或者复杂的钢结构建筑物)预拼装都需要占用非常大的场地,通常都不能完整地实现预拼装,往往采用单元模块化的方式预拼装,就算这样也往往需要占用大量的厂房和土地资源,抬高了项目实施的成本。同时,因为整个流程需要从工程预拼装——拆卸——工地现场安装的流程,对整个项目的是施工期也有一定的影响。
那么,基于BIM模型的预拼装就可以很好地解决这个问题。要实现电脑上的预拼装,首先就需要对生产出来的结构构件进行精确建模(物理构件的数字化),这里就用到了多尺度点云扫描技术。多尺度点云扫描采集构件数据,是通过陆地式扫描仪扫描构件的整体尺寸,局部细节采用手持式扫描仪扫描螺栓孔细部尺寸。通过统一坐标系将不同精细度的模型整合成完整构件,然后在电脑中进行虚拟拼装。同时,我们也需要把设计BIM模型和扫描的点云模型进行拟合对比,实现设计——制造——建造的一体化。
智能建造关键技术——施工质量与安全的智能检测
机器人是人类生产生活的重要工具和应对人口老龄化的得力助手,同时也是新兴技术的重要载体和现代产业的关键装备。在制造与施工中,我们希望机器人能代替人类干“危、繁、脏、重”等高风险的事情,以确保工程更加安全、高效和环保。团队采用的技术路线为 3个硬件模块(即底盘选型、机械臂选型、执行器研发)与3个软件模块(即构图与定位、路径规划与自主避障、建模与控制)相结合的形式。