本发明涉及建筑工程,具体为一种建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法及数字化系统。
背景技术:
1、随着现代建筑业的发展,建筑装饰已成为提升建筑美观度和功能性的关键环节。然而,传统的建筑装饰施工方法存在许多不足之处,难以满足当前复杂多变的设计需求和高效高质的施工要求。
2、目前,传统建筑装饰施工方法主要依赖于手工操作和现场施工,这些方法存在以下几个方面的缺陷:
3、1.施工效率低:传统施工方法依赖大量人工操作,工序繁琐且耗时,难以满足现代建筑装饰工程对工期的严格要求。施工现场需要进行大量的测量、切割和调整工作,导致施工效率低下。
4、2.施工精度差:由于依赖人工操作,施工精度难以保证,特别是在处理复杂形状和高精度要求的装饰构件时,容易出现尺寸偏差和安装误差,影响装饰效果和结构安全。
5、3.质量控制难:传统施工方法缺乏系统的质量控制手段,质量检测主要依赖人工经验,难以实现全过程的质量监控和管理,容易导致施工质量参差不齐,返工率高。
6、4.信息化程度低:传统施工方法的信息化程度低,施工数据主要依赖手工记录和管理,信息传递和共享效率低下,难以实现施工过程的全面数字化管理。
7、为了解决上述问题,近年来建筑行业逐渐引入了数字化技术和智能化设备,推动建筑装饰施工的现代化。已有的数字化施工方法主要包括以下几类:
8、计算机辅助设计(cad):利用cad软件进行建筑装饰构件的设计和绘图,生成详细的三维模型和施工图纸,提高设计精度和效率。
9、建筑信息模型(bim):bim技术通过建立建筑全生命周期的信息模型,实现设计、施工、运维等阶段的数据共享和协同工作,提高项目管理效率和施工质量。
10、数控设备:利用数控机床、激光切割机和3d打印机等设备进行建筑装饰构件的自动化制造,提高制造精度和效率,减少人工误差。
11、增强现实(ar)和全息投影:ar和全息投影技术通过在施工现场投射三维模型的定位信息,辅助施工人员进行准确定位和安装,提高施工精度和效率。
12、尽管这些数字化技术在一定程度上改善了传统施工方法的缺陷,但目前的数字化施工方法和系统仍然存在以下不足:
13、系统集成度低:现有的数字化施工技术和设备多为单一功能,缺乏系统集成,难以实现设计、制造、安装、监控全过程的无缝衔接和协同工作。
14、实时监控和反馈不足:现有的监控手段多为事后检测,缺乏实时监控和反馈机制,无法及时发现和纠正施工过程中的偏差和问题。
15、智能化水平有限:现有的数字化施工系统多为辅助工具,智能化水平有限,缺乏自主决策和优化能力,难以实现施工过程的自动化和智能化管理。
16、因此,亟需一种集成度高、实时监控和反馈能力强、智能化水平高的建筑装饰构件数字化建造辅助施工方法及系统,以提高施工效率、精度和质量,实现建筑装饰施工的全面数字化和智能化。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种集成度高、实时监控和反馈能力强、智能化水平高的建筑装饰构件数字化建造辅助施工方法及系统。其目的是提高施工效率、建筑装饰的质量和精度,以紧跟目前建造装饰行业全面数字化和智能化的发展趋势,满足数字化装饰和智能化装饰的目标。
2、基于上述发明目的,本发明首先提出了的一种建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法,包括以下步骤:
3、a)通过计算机辅助设计(cad)软件进行建筑装饰构件的数字化设计,生成三维模型和施工图纸;
4、b)将设计好的三维模型和施工图纸通过网络传输到数字化施工系统;
5、c)利用数控机床、激光切割机或3d打印机等设备,根据三维模型进行建筑装饰构件的自动化制造;
6、d)采用全息投影、增强现实(ar)等技术,辅助施工人员进行构件的定位和安装;
7、e)通过传感器和监控设备,实时监控施工现场的进度和质量,并将数据反馈到数字化管理平台;
8、f)根据实时监控数据,自动生成施工报告和质量检测报告,指导后续施工和维护工作。
9、作为本发明优选的技术方案,步骤a)中的三维模型包括以下数据:
10、构件几何尺寸数据;
11、构件材料数据;
12、构件连接节点数据;
13、构件的表面处理和装饰效果数据。
14、作为本发明优选的技术方案,步骤c)中的自动化制造包括:
15、利用数控机床进行精确切割和加工;
16、利用激光切割机进行复杂形状的切割;
17、利用3d打印技术制造复杂结构和形状的构件;
18、根据三维模型自动调整设备参数,确保制造精度。
19、作为本发明优选的技术方案,步骤d)中的全息投影和增强现实技术包括:
20、通过全息投影设备在施工现场投射三维模型的定位信息,辅助施工人员进行准确定位;
21、通过ar眼镜实时显示构件的安装位置和操作指南,包括安装步骤和注意事项;
22、通过手势识别或语音控制与ar系统进行交互,获取即时帮助和指导。
23、作为本发明优选的技术方案,步骤e)中的监控系统包括:
24、进度监控模块,实时记录施工进度,并生成进度报告;
25、质量监控模块,实时检测构件安装精度和质量,包括平整度、垂直度、连接紧固度等;
26、数据反馈模块,将监控数据实时上传至数字化管理平台,并提供可视化数据分析工具。
27、在施工实现方法的基础上,本发明还提出了一种建筑装饰构件的数字化系统,包括:
28、计算机辅助设计(cad)软件模块,用于进行构件的数字化设计;
29、数据传输模块,用于将设计数据通过网络传输到施工系统;
30、数控机床、激光切割机和3d打印机,用于构件的自动化制造;
31、全息投影设备和ar眼镜,用于辅助构件的定位和安装;
32、传感器和监控设备,用于实时监控施工进度和质量;
33、数字化管理平台,用于数据管理和监控。
34、作为本发明优选的技术方案,还包括一个数字化管理平台,该平台包括:
35、数据管理模块,用于存储和管理设计、制造、安装过程中的所有数据;
36、监控管理模块,用于实时监控施工现场的进度和质量;
37、报警模块,当检测到施工偏差或质量问题时,发出报警信号,并提供解决方案建议;
38、数据分析模块,利用大数据分析技术,对施工数据进行分析,优化施工流程和质量控制。
39、作为本发明优选的技术方案,所述传感器包括:
40、激光测距传感器,用于检测构件的安装精度;
41、温度传感器和湿度传感器,用于监控施工环境的条件;
42、震动传感器,用于监测施工过程中的设备运行状态;
43、图像传感器,用于实时捕捉施工现场的图像和视频,进行视觉分析和质量检测。
44、作为本发明优选的技术方案,所述全息投影设备和ar眼镜通过以下公式确定构件的安装位置:
45、pinstall=pmodel+△p
46、其中,pinstall为构件的实际安装位置,pmodel为三维模型中的设计位置,δp为实时校准的偏差值,该偏差值通过传感器数据和视觉分析确定。
47、作为本发明优选的技术方案,还包括一个施工进度预测模块,通过以下公式预测施工完成时间:
48、
49、其中,tcomplete为预计施工完成时间,tstart为施工开始时间,dtotal为施工总工作量,单位为小时,ravg为平均施工速率,单位为每小时完成的工作量,通过历史数据和实时监控数据进行校准和优化。
50、基于上述技术方案,本发明专利经过实践应用,取得了如下有益效果:
51、1.提高施工效率和精度:本发明通过集成计算机辅助设计(cad)、数控制造、增强现实(ar)和全息投影等技术,实现了建筑装饰构件从设计、制造到安装的全过程数字化和自动化。通过数控机床、激光切割机和3d打印机等设备的精确制造,结合ar技术辅助施工人员进行精确定位和安装,大幅度提高了施工效率和精度,减少了人工操作中的误差。
52、2.强化质量控制和实时监控:本发明通过传感器和监控设备的应用,实时监控施工现场的进度和质量,确保每一个施工步骤的精确执行。实时监控系统能够及时发现施工过程中的偏差和问题,并将数据反馈到数字化管理平台,自动生成施工报告和质量检测报告,有效保障了施工质量,降低了返工率,提升了整体工程的可靠性和安全性。
53、3.实现智能化管理和信息化共享:本发明建立了一个集成的数据管理平台,集中存储和管理施工过程中的所有数据,实现信息的高效传递和共享。通过智能化技术和大数据分析,系统能够提供施工决策支持和优化建议,提升项目管理效率。此外,自动生成的施工报告和质量检测报告,便于后续的查阅和维护,进一步增强了施工过程的透明度和可追溯性。。
1.一种建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法,其特征在于,步骤a)中的三维模型包括以下数据:
3.根据权利要求1所述的建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法,其特征在于,步骤c)中的自动化制造包括:
4.根据权利要求1所述的建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法,其特征在于,步骤d)中的全息投影和增强现实技术包括:
5.根据权利要求1所述的建筑装饰构件的数字化建造辅助施工方法,其特征在于,步骤e)中的监控系统包括:
6.一种建筑装饰构件的数字化系统,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的建筑装饰构件的数字化系统,其特征在于,所述的数字化管理平台包括:
8.根据权利要求6所述的建筑装饰构件的数字化系统,其特征在于,所述传感器包括:
9.根据权利要求6所述的建筑装饰构件的数字化系统,其特征在于,所述全息投影设备和ar眼镜通过以下公式确定构件的安装位置:
10.根据权利要求6所述的建筑装饰构件的数字化系统,其特征在于,还包括一个施工进度预测模块,通过以下公式预测施工完成时间: