物联网在建筑中的应用

  建筑行业正在将实时信息带入数百年历史的流程中。物联网(IoT)设备和传感器以比以前想象的更经济、高效和有效的方式收集工作现场数据。

物联网在建筑中的应用

图片来源:pixabay

  施工现场现在已经成熟,可以进行基本的改变,从而提高生产率、安全性、工艺改进和引入新工具。物联网(IOT)允许部署简单的低功耗传感器,这些传感器能够经济有效地进行通信。随着物联网不断普及,它对建筑行业的转变产生了更大的影响。物联网使每个利益相关者能够实时了解施工过程中每个阶段发生的情况,从规划到实际施工、施工后以及在施工期间如何运营。

  虽然建筑行业正在以极快的速度发生变化,但采用技术成功解决常见工作场所问题并简化流程的建筑公司正受益于提高效率和提高对行业日益增长的需求的响应能力。生产效率低下、利润下降、进度滞后和竞争加剧是建筑公司应考虑采用物联网技术和数字化的一些明显原因。现在,数据已成为业务的关键资产,而明智的决策只能由数据驱动。

  通常,生产力、设备维护和安全和保障似乎是建筑行业物联网应用的主要驱动力。

  生产率

  建筑行业受最后期限和目标的制约。必须避免积压,因为它们会导致预算增加。物联网可以提高准备度和效率,从而提高生产力。物联网使人们的工作更少,而且,他们有更多的时间与项目所有者互动,并产生新的想法,以改善项目交付和客户满意度。

  施工需要充足的材料供应,以确保项目的顺利进行。然而,由于人为错误导致的调度不良,材料的后期供应经常出现问题。通过物联网,供应单元配有合适的传感器,可以自动确定数量并自动下订单或发出警报。

  设备维护

  如果不进行主动管理,电力和燃料消耗将导致浪费,这将影响项目的总体成本。通过实时信息的可用性,可以了解每个资产的状态,安排维护、停止或加油和关闭闲置设备。此外,现场传感器有助于防止问题的发生,从而减少保修索赔,帮助提高利润并使客户满意。除了减少库存的通知之外,传感器还可用于监控材料状况,例如物品/环境的温度或湿度的适合性、处理问题、损坏和失效。设备供应商不得不从供应商发展到持续监控和维护设备的合作伙伴,让客户专注于他们的核心业务。

  安全和保障

  在建筑工地上遇到的一些最大的挑战是盗窃和安全。人身安全人员不足以正确监控一个巨大的站点。使用物联网启用标签,任何材料或物品盗窃都很容易解决,因为这些传感器将通知材料或物品的当前位置。不再需要派一个探员去检查一切。

  物联网允许创建数字实时作业现场地图以及与作品相关的更新风险,并在接近任何风险或进入危险环境时通知每个工人。例如,监控封闭空间的空气质量对于工作场所安全至关重要。物联网技术不仅可以防止员工暴露在危险环境中,还可以在发生之前或发生时检测这些情况。利用实时物联网数据,工作人员可以更加预测工作现场问题,并防止可能导致安全事故和时间浪费的情况。

  长时间处理设备和机器也可能导致工人疲劳,从而影响他们的注意力和生产力。IoT可以监控遇险信号,如异常脉搏率、海拔高度和用户位置。

  以下是一些改善施工现场成果的物联网技术的摘要。

  无人机和自动驾驶汽车

  无人驾驶飞行器(UAV)和自动驾驶车越来越受欢迎。通过无人机,尤其是无人机,可以轻松监控和监视跨越巨大空间的大型建筑项目。此外,自动倾卸卡车和挖掘机正在各种项目中进行测试,以限制人类生命暴露于不安全的工作环境。例如自动TMA卡车、沃尔沃卡车、小松智能建筑。手动跟踪施工现场关键设备的状况和位置非常耗时且容易出现人为错误。在这些关键资产上安装跟踪器为建筑/项目经理带来了巨大的便利。物联网支持设备跟踪使建筑公司能够管理利用率,控制成本并做出更明智的设备决策。从文书工作和电子表格中收集数据并不容易为管理人员提供可操作的信息。

  使用无人机收集工作现场的准确测量地图和航拍图像,以及远程跟踪进度,节省项目的时间和成本。此外,航拍图像可以为项目经理提供不同的项目视角,并帮助发现可能从地面上看不到的潜在问题。

  实时跟踪和基于云的数据集可帮助建筑公司减少盗窃,提高生产率并控制使用成本。物联网解决方案的优点在于,即使是最小的公司和最短期的项目也发现智能无线系统是一种具有成本效益的选择。

  虽然机器人在建筑工地上还不常见,但砌砖机器人已经在测试,例如Fastbrick Robotics。

  混凝土养护

  另一个激动人心的趋势是建筑业涉及物联网在混凝土养护中的应用。在这里,传感器在铸造过程中嵌入混凝土中,它们实时跟踪混凝土的固化,使施工经理能够确定地监控和计划他们的时间表。对混凝土抗压强度的精确原位估算提供了优化关键施工操作的机会,例如模板拆除时间、打开桥梁/道路交通、预应力电缆张紧时间和混凝土混合料设计的优化。施工期间的主要问题之一是管理人工和模板成本。了解混凝土的成熟度可以在盈利能力和损失之间产生差异,因为它允许模板的调度和循环以及劳动力的优化。Sensohive Maturix,多卡Concremote和Giatec SmartRock 是物联网在混凝土养护中的一些实施方案。(子午物联ziwuiot.com)

  ReadyMix供应商、水泥制造商、咨询工程师和混凝土测试实验室也可以依靠这种物联网技术来增强服务交付。

  废物管理和结构健康监测

  废物管理是现代建筑工地的一个重要考虑因素,尤其是现在,人们越来越关注施工过程的碳足迹。立即清理作业现场的垃圾以创造空间并减少危害也至关重要。必须在一定时间内监控并删除垃圾级别。还必须实施适当的废物处理方法。现在可以通过物联网跟踪器以经济有效的方式监控废物处理箱或车辆。未能妥善处理废物可能会导致承包商对当局进行处罚。物联网还用于结构健康监测,以检测施工期间和施工后关键建筑构件和土木结构的振动、裂缝和状况。

  穿戴式

  物联网使可穿戴设备更加智能化。在任何机器或对象上安装传感器以通过连接监控性能水平、操作条件、物理状态或其他数据的能力是推动物联网的动力。当无生命对象可以连接到互联网时,它们可以启用新功能。可穿戴设备是可以穿在身体上以通过连接向用户提供附加信息的任何物品。可穿戴设备的一个这样的例子是智能眼镜上提供的抬头显示器,其连接到增强现实(AR),虚拟现实(VR)和混合现实(MR)技术,如Google Glass、Microsoft HoloLens。这些技术目前正在应用于规划和建模。智能眼镜可用于模拟整个套件的地板,其中包含所有家具。该模型可以逐层剥离,以研究和规划墙后工作的复杂性。客户还可以使用智能眼镜进行销售,以便居民可以深入了解他们的新设施的感觉和外观。员工也可以在工作现场内外工作,因为通过连接的智能眼镜,他们可以在执行特定任务时查看工作指令,从而可能提高他们的绩效。其他可穿戴技术包括DAQRI Smart Helmet、SolePower Workboot和Case的SiteWatch。

  BIM优化和数字双胞胎

  信息和变更单的请求是建筑行业的标准要求。机器学习就像一个聪明的助手,可以仔细检查大量的数据,并提醒项目经理注意需要他们注意的关键事项。建筑信息模型(BIM)可以通过生成设计,使用适当特征预测成本超支,通过识别作业现场最大风险因素来降低风险,将强化学习应用于项目规划、自动和半自动车辆进行优化、劳务部署优化、异地建设和后期建设。

  来自物联网传感器的实时数据的不断流动与来自其他项目的历史数据相结合,不仅可用于监控当前作业现场,还可用于提供不断增加的数据集,可用于机器学习以进行预测分析使建筑更加智能。

  光学字符识别(OCR)技术可用于快速搜索图纸并将文档和图像转换为可编辑和可搜索的数据。数据可用于更好、更快地工作,并可能通过数据分析改变流程。分析可以更专注于更好地了解物联网数据,并帮助获得有关如何完成工作以及在何处以及如何改进的新见解。这些见解成为组织内的新算法和方法,使现场工作人员能够以简单实用的方式优化性能。例如SmartVid、Egnyte、Dodge Data and Analytics和PCL Construction。

  BIM加上现场传感器等同于数字双胞胎。对于构造,使用数字双胞胎意味着始终可以访问竣工和设计的模型,这些模型会不断实时同步。这允许公司根据4D BIM模型中规定的时间表持续监控进度。数字双胞胎本质上是现实世界对象与其数字表示之间的链接,其使用来自传感器的数据不断更新。所有数据都来自位于物理对象上的传感器; 此数据用于建立虚拟对象的表示。数字表示稍后用于可视化,建模、分析、模拟和进一步规划。数字双胞胎在建筑中的应用包括自动化进度监控、资源规划、物流、安全监控,

  从BIM模型过渡或适应数字双胞胎是真正的价值来源,确保通过传感器的实时数据被整合到模型中以创建真实世界的模拟。

  结论

  尽管预计大量失业,物联网的采用不可能取代建筑中的人为因素。相反,它将改变行业中的商业模式,减少昂贵的错误,减少工地伤害并使建筑操作更有效率。建筑公司引入技术的最佳方法是根据物联网可以根据其独特需求提供最直接影响的区域来确定投资的优先顺序。

  作者:Farai Mazhandu
  编译:ziwuiot
  参考:iotforall
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