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从人工智能到智慧工地 迎接建造方式的新变革

发布时间:2018/1/25 9:47:23 浏览次数: 作者: 中国中建设计集团有限公司总经理 毛志兵 来源: 本站

1956年,在达特茅斯会议上人工智能被首次提出。1970年,人工智能研究到达第一次浪潮的顶峰,此时的第一代人工智能神经网络算法已能够证明伯特兰·罗素和其老师怀特海所著《数学原理》书中的绝大部分数学原理。1984年,人工智能的研究迎来第二次浪潮。当时,霍普菲尔德网络被推演出来,人工智能神经网络从此具备了历史记忆的功能。如今的第三次浪潮,以深度神经网络为基础,基于大数据、云计算,加之物联网、移动互联网可以源源不断地把各种训练数据收集到后台,使人工智能真正达到了部分“类人”思考的水平。今天的人工智能其智慧已经达到一流专家水平,超过90%的普通人,并已经进入到各个行业中,这是我们面临的时代大趋势。

2015年5月8日,国务院正式印发《中国制造2025》,其核心是要通过智能制造技术进一步优化流程,特别是通过定义标准化工艺实现由标准化大规模生产向个性化大规模生产的转变,掌握一批重点领域关键核心技术,优势领域竞争力进一步增强,产品质量有较大提高。到2020年实现由“制造大国”向“制造强国”的转变,并基本实现工业化。

2017年2月21日,国务院办公厅正式发布了《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》(国办发〔2017〕19号),明确提出推进建筑产业现代化,其核心是借助工业化思维,推广智能和装配式建筑,也就是通过标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用,实现建筑产品像制造飞机、汽车一样的装配化生产制造,推动建造方式创新,提高建筑产品的品质。

“智慧工地”是人工智能在建筑施工领域应用的具体体现,是建筑业信息化与工业化融合的有效载体,是建立在高度信息化基础上的一种支持对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型施工手段。它聚焦工程施工现场,紧紧围绕人、机、料、法、环等关键要素,综合运用信息模型(BIM)、物联网、云计算、大数据、移动计算和智能设备等软硬件信息技术,与施工生产过程相融合,对工程质量、安全等生产过程以及商务、技术等管理过程加以改造,提高工地现场的生产效率、管理效率和决策能力等,实现工地的数字化、精细化、智慧化生产和管理。

从人工智能技术发展到今天来看,我们可以将“智慧工地”的发展定义为三个阶段,即“感知阶段、替代阶段、智慧阶段”。

感知阶段就是借助人工智能技术,起到扩大人的视野、扩展感知能力以及增强人的某部分技能的作用。例如,我们借助物联网传感器来感知设备的运行状况、感知施工人员的安全行为等,借助智能机具来增强施工人员的技能等,我们现在的“智慧工地”主要就处于这个阶段。

替代阶段就是借助人工智能技术来部分代替人,帮助完成以前无法完成或是风险很大的工作。例如,现在正在处于研究和探索的智能砌砖机器人、智能焊接机器人等,由于它们的出现和应用,可能某些施工场景将实现全智能化的生产和操作。当然,这种替代是基于给定的应用场景,并假设实现的条件、路径来实现的智能化,智能替代边界条件是严格框定在一定范围内的。

智慧阶段就是随着人工智能技术的不断发展,借助其“类人”思考能力,大部分替代人在建筑生产过程和管理过程的参与,由一部“建造大脑”来指挥和管理智能机具、设备完成建筑的整个建造过程,这部大脑具有强大的“知识库”管理和强大的自学习能力,也就是“自我进化”能力。人转变为监管“建造大脑”的角色。

“智慧工地”三个阶段,是随着人工智能技术的研发和应用不断发展而循序渐进的过程,不可能一步实现。这需要在感知阶段就做好顶层设计工作,在总体设计思路的指导下开展技术的应用和研发,特别要注重信息模型(BIM)、互联网、物联网、云计算、大数据、移动计算和智能设备等软硬件信息技术的集成应用。在集成应用过程中可以集中把握好三种人的机体形态,物联网、智能设备等技术可以理解为人的手、眼、耳、鼻等,用于感知外界的形态、颜色、温度等信息;互联网、移动计算、信息模型等技术可以理解为人的血管、神经网络,用于传输和加工信息;大数据、人工智能等技术可以理解为人的大脑,对采集到的数据和信息进行集中加工分析,并通过物联网传感器指挥智能设备做出反应和动作。只有这样,才能在应用中不断推动施工工地的自动化建造、智能化建造以及新型管理模式下的智慧协同,实现建造方式的彻底转变。