一台诗、BIM應(yīng)用相關(guān)設(shè)備
BIM技術(shù)已經(jīng)逐步向建造階段發(fā)展，目前使用計算機針對設(shè)計方案赐俗、工程現(xiàn)場和運維環(huán)境模擬預(yù)判的技術(shù)已經(jīng)形成了豐富而成熟的開發(fā)和市場環(huán)境拉队。但基于BIM的模擬計算成果如何反映到施工現(xiàn)場進行智慧建造，則需要通過直接用于施工實體的設(shè)備手段來實現(xiàn)阻逮。
目前國內(nèi)對于BIM相關(guān)智能設(shè)備的應(yīng)用粱快，大部分還是由國外設(shè)備公司如天寶、法如叔扼、萊卡等老牌精密儀器集團提供事哭，他們基于傳統(tǒng)產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)和生產(chǎn)了一系列高度集成化、可與BIM模型集成的智能設(shè)備瓜富。但是最大的問題在于設(shè)備操作流程不一定符合國內(nèi)工程習(xí)慣鳍咱，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)成果無法被國內(nèi)建筑業(yè)直接認(rèn)可，這也造成該類設(shè)備一定的推廣阻力与柑。
1谤辜、可穿戴式視覺仿真設(shè)備
擴展現(xiàn)實（XR）是總稱術(shù)語蓄坏，適用于所有計算機生成的環(huán)境，可以合并物理和虛擬世界丑念，也可以為用戶創(chuàng)建完全身臨其境的體驗涡戳。擴展現(xiàn)實類技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用是一種融合跨界的綜合技術(shù)，主要分為三類：
（1）虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality渠欺，簡稱VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬BIM空間的計算機仿真系統(tǒng)。利用BIM模型在計算機中生成模擬環(huán)境椎眯，通過多源信息融合挠将、交互式的三維動態(tài)實景和實體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該環(huán)境中進行BIM的交互體驗编整。
該類VR代表設(shè)備有HTC Vive舔稀、Oculus
Rift、Playstation VR掌测，整套系統(tǒng)一般包括全視角包裹頭盔裝置内贮、運行主機、交互手柄以及空間定位裝置汞斧，其開發(fā)生態(tài)環(huán)境在擴展顯示類設(shè)備中最為成熟夜郁，與建筑領(lǐng)域相關(guān)的應(yīng)用較為豐富。
針對交互需求的進一步挖掘粘勒，各類高效和專業(yè)技術(shù)公司也研發(fā)了諸如萬向跑步機竞端、蛋椅駕駛艙等聯(lián)動體感設(shè)備，但相較于高昂的價格庙睡，其體驗效果并不顯著事富，多用于新技術(shù)的階段性成果展示。
另一種虛擬全景技術(shù)又稱三維全景虛擬現(xiàn)實（也稱實景虛擬）乘陪，是基于全景球形圖像將目標(biāo)BIM場景進行沉浸式展示的技術(shù)统台。全景（Panorma）是把環(huán)360°導(dǎo)出的多組照片拼接成一個全景圖像，通過計算機技術(shù)實現(xiàn)全方位互動式觀看的建筑真實場景還原展示方式啡邑。該項技術(shù)的使用僅需要一個可兩片裝凸透鏡的盒子和普通智能手機贱勃，通過APP中的VR橫向分屏功能，即可體驗沉浸式全景漫游的體驗谤逼。該類設(shè)備輕便簡易募寨，交互功能雖然簡單，但可用于輕量化瀏覽建筑效果或工藝做法森缠，成本低廉拔鹰。
（2）增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度贵涵，并加上響應(yīng)BIM模型的技術(shù)列肢。該技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬BIM模型套在現(xiàn)實世界并進行互動恰画。代表的專業(yè)設(shè)備如Google Glass，目前大部分智能移動電子設(shè)備均有相關(guān)功能瓷马，其設(shè)備體驗效果的核心除了BIM模型本身和響應(yīng)動作之外拴还，硬件效果主要在于設(shè)備計算芯片的算力和光學(xué)方案的顯示效果，即設(shè)備配置越高欧聘，軟件交互制作越精良片林，體驗感越佳。
（3）混合現(xiàn)實（Mixed Reality怀骤，簡稱MR）是通過智能可穿戴設(shè)備技術(shù)费封，將現(xiàn)實世界與BIM模型相疊加，從而建立出一個新的環(huán)境蒋伦，以及符合一般視覺上所認(rèn)知的虛擬影像弓摘，在這之中，現(xiàn)實世界中的實物能夠與虛擬世界中的物件共同存在并即時的產(chǎn)生互動痕届，因此設(shè)備中會有一套SLAM系統(tǒng)對周邊環(huán)境進行實時掃描韧献，并需要CPU在設(shè)備里創(chuàng)建一個三角網(wǎng)虛擬世界與BIM模型進行互動，因此MR技術(shù)是目前擴展顯示類設(shè)備中技術(shù)含量最高的一種研叫，其硬件和配套軟件成本也相對較高锤窑。
混合現(xiàn)實技術(shù)的代表設(shè)備是微軟公司的HOLOLENS系列，目前已發(fā)布第二代產(chǎn)品嚷炉。另外果复，天寶公司聯(lián)合Hololens開發(fā)的XR10將安全帽與設(shè)備結(jié)合到一起，更適合工地環(huán)境渤昌，并且通過三個非平行平面來讓模型與現(xiàn)實空間進行結(jié)合虽抄，使等比模型與現(xiàn)實空間的疊合誤差大大縮小，在某些程度上具備了取代施工現(xiàn)場放線工序的潛力独柑，不過該類設(shè)備的通病都是在強光的室外環(huán)境視覺效果較差迈窟，視角范圍也不是沉浸式全覆蓋，需要適應(yīng)和調(diào)整忌栅。
目前混合現(xiàn)實技術(shù)的生態(tài)與建筑業(yè)深度結(jié)合的設(shè)備和系統(tǒng)還未成熟车酣，投入進行開發(fā)的市場環(huán)境單一，能夠滿足國內(nèi)建筑業(yè)使用需求的軟件較少索绪。
2湖员、數(shù)字化施工設(shè)備
數(shù)字化施工類設(shè)備是將目前行業(yè)內(nèi)常用的工程裝備進行數(shù)字化升級或改良后，能夠接收BIM作為操作依據(jù)進行實體施工瑞驱、測量的設(shè)備儀器娘摔。目前行業(yè)使用較多的為智能全站儀、無人飛行器唤反、三維激光掃描儀凳寺、數(shù)字化土方施工機械等幾大類設(shè)備鸭津。這類設(shè)備的特征都是能夠接收BIM模型及數(shù)據(jù)，機器直接讀取數(shù)據(jù)后在設(shè)備中自動建立三維空間坐標(biāo)系肠缨，通過自動化的機械手段進行作業(yè)逆趋。在異形三維空間的快速放線、現(xiàn)場施工實體數(shù)據(jù)采集晒奕、大體量土方挖掘方面對施工效率有很大的提升闻书。
（1）智能全站儀在業(yè)內(nèi)更多被稱為放線機器人，目前國內(nèi)市場占有率最高的是美國天寶公司生產(chǎn)的RTS系列全站儀脑慧，該全站儀主要由通過紅色激光指示測量放樣點位的全站儀主機魄眉，用于控制、選擇測量或放樣點的操作手冊以及配套的三腳架和棱鏡套裝組成漾橙。
智能全站儀能夠基于BIM模型進行放線杆融，因此可以承載比平面圖更多的建筑信息楞卡，在異形結(jié)構(gòu)霜运、MEP系統(tǒng)中有著非常明顯的優(yōu)勢，能夠節(jié)省大量的現(xiàn)場放線人員工作蒋腮，其放線精度也能提高到毫米級淘捡。
但由于操作習(xí)慣、方法與傳統(tǒng)的放線形式有較大區(qū)別池摧，實際操作儀器的測量工程師在前期需要重新學(xué)習(xí)焦除，除了需要學(xué)習(xí)通過觸控平板電腦進行儀器的操作和數(shù)據(jù)的分類儲存之外，對于BIM模型的處理作彤，也與傳統(tǒng)根據(jù)二維圖紙的形式有很大不同膘魄，因此需要項目團隊成員進行基于三維模型施工的培訓(xùn)和經(jīng)驗積累，才能達到更好的效率竭讳。
（2）無人飛行器创葡，是目前建筑業(yè)勘察、施工階段的常用設(shè)備绢慢。普通房建項目一般配備小型多旋翼飛行器搭載一個高清攝像頭的設(shè)備灿渴，手機APP或者自帶的遙控裝置，用于高空實景拍攝胰舆。一般代表設(shè)備有大疆精靈骚露、御等系列產(chǎn)品，但在高精度航拍勘測領(lǐng)域缚窿，則需要采買或定制專業(yè)無人機棘幸，價格則按照具體需求差別較大。
（3）物聯(lián)網(wǎng)類設(shè)備倦零。隨著智慧工地系統(tǒng)的興起够话，智慧工地大腦的自動分析功能在行業(yè)越來越被重視蓝翰，基于真實數(shù)據(jù)進行自動分析的應(yīng)用可以為管理人員節(jié)省大量的重復(fù)勞動工作，但如何獲得大量真實有效的工程數(shù)據(jù)女嘲，則需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持畜份，因此物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是現(xiàn)在智慧工地實現(xiàn)的基礎(chǔ)。
一般物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)都是由不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)來采集和傳遞欣尼，傳感器技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟爆雹。在建筑業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)傳感器單點數(shù)據(jù)量較小愕鼓，一般2G網(wǎng)絡(luò)也可以達到實時傳輸效果钙态。因此，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是否好用菇晃，取決于傳感器的質(zhì)量和平臺數(shù)據(jù)算法的設(shè)計册倒，在復(fù)雜多變的環(huán)境下，許多需要暴露在外的傳感器十分容易受到現(xiàn)場其他因素影響磺送，導(dǎo)致異常的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)驻子，需要定期進行人工檢查。
（4）混凝土3D打印估灿，3D打印作為一種近年崛起的增材建造技術(shù)崇呵，已在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域取得較多成果馅袁∮蚩叮基于擠壓層積式3D打印混凝土技術(shù)，在無需模板支撐的情況下汗销，將水泥砂漿的擠出條狀物逐層堆積犹褒，逐步打印構(gòu)件，是建筑領(lǐng)域的全新嘗試。可以實現(xiàn)異形化施工憾筏，使建筑物擺脫單調(diào)的幾何形狀限制，極大地推動建筑領(lǐng)域機械化座云、智能化、個性化以及安全化的進程付材。目前國內(nèi)已有多個建筑業(yè)龍頭企業(yè)嘗試過3D打印一些低層建筑朦拖，正在廣泛探索這種建造方法在基礎(chǔ)設(shè)施、住宅和公建領(lǐng)域結(jié)構(gòu)中的可行性⊙嵯危現(xiàn)有的問題主要集中于3D打印混凝土構(gòu)件的特殊力學(xué)性能導(dǎo)致其與現(xiàn)有的工程規(guī)范難以匹配璧帝，以及材料和施工成本的效益價值問題。
（5）工藝機器人富寿，從施工技術(shù)出發(fā)所研制的施工工藝機器人睬隶，例如砌磚機器人锣夹、搬運機器人、焊接機器人和裝飾板施工機器人等都是國際工程行業(yè)討論的話題苏潜，這些機器人能夠在某些占據(jù)大量重復(fù)勞動且復(fù)雜程度不高的工藝上起到非常大的作用银萍。國內(nèi)代表的機器人企業(yè)則是碧桂園旗下的博智林科技公司，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示恤左，碧桂園集團現(xiàn)有在研建筑機器人50余款贴唇，覆蓋主要建筑工藝工序。其中飞袋，近40款投放工地測試應(yīng)用戳气，10余款進入產(chǎn)品化階段。國外一些實驗室正在研究通過增加傳感器和算法巧鸭，讓機器人能夠識別操作復(fù)雜構(gòu)件的形狀瓶您，并且能夠跟其他工種的機器人進行合作，在復(fù)雜的施工現(xiàn)場也能自我學(xué)習(xí)和修正纲仍，有極大的應(yīng)用潛力呀袱。
?二、BIM應(yīng)用相關(guān)設(shè)備及軟件總結(jié)
