11月8日下午,南加州大学土木与环境工程系Lucio Soibelman教授受邀来访清华大学建设管理系,并为第二十五期“李楠研究小组系列学术邀请报告”作了题为“AEC行业与第四次工业革命”的学术报告。本次报告由李楠副教授主持,到场嘉宾包括郭红领副教授、陈嘉宇副教授等。报告吸引了来自清华大学、同济大学、华南理工大学等高校的线上线下30余位师生参加。
图1 本次报告活动现场
本次报告主要分为两个部分。第一部分Soibelman教授介绍了在第四次工业革命的背景下建筑、工程和施工(AEC)行业面临的挑战,第二部分则涵盖了其课题组在BIM、3D打印建造、建筑机器人等领域的主要研究成果,以及相关技术在AEC行业中的应用。
报告的第一部分,Soibelman教授指出,在当前的第四次工业革命中,很多行业都在与数字技术进行融合,这种融合正在有效地消除物理领域和虚拟领域之间的界限,并为行业的发展开辟了新的道路。然而在AEC行业,土木工程师和施工工人依然在很大程度上以传统的方式进行建筑物和基础设施的设计、建造和运维工作。近些年,时代的发展对AEC行业提出了新的要求,即需要在整个生命周期及各个生产过程中对建筑物和基础设施进行持续的状态感知、评估和主动管理。接着,Soibelman教授提出,当下AEC行业面临的一大挑战在于对相关数据的获取和整合。尽管计算机工程师和计算机科学家已经提出了一系列成熟的数字技术,但想要让数字技术真正地与AEC行业融合,就必须要有大量的土木工程师和建设管理研究者的贡献。最后,Soibelman教授介绍了其团队早期通过实地采集数据进行的建筑废弃物产生原因的研究,以及数据驱动的施工工期延误原因识别的研究。
报告的第二部分,Soibelman教授介绍了其研究团队在智能建造领域的诸多研究成果。第一项成果为采集全生命周期的各类文本信息并将其整合到建筑物的BIM模型中,这种文本集成模型解决了普通三维模型缺乏语义信息,以致模型表意不明、难以支持实际决策的问题,有助于提高建造过程中的决策效率和决策科学性。第二项成果为通过无人机拍摄的图像实现城市尺度的高精细度建模,该技术可以通过对图像的挖掘对城市的地形、建筑、道路、植被进行识别和建模,所建模型不仅能够复现建筑物和植被的准确位置,还能够准确区分不同的建筑材质和植被类型。接着,Soibelman教授还介绍了利用远程控制技术、VR技术和建造机器人进行施工培训的研究;3D打印建造技术的研究;以及其团队与NASA合作的月球基地建造项目的前沿成果。
图2 利用建造机器人和VR技术进行施工培训
图3 3D打印建造机
报告之后,Soibelman教授与参会师生就3D打印技术在AEC行业的应用现状、当下施工行业面临的主要挑战、建筑机器人与施工工人的交互等问题展开了深入讨论。此外,Soibelman教授还从个人经历和行业发展的角度,为建设管理领域的年轻学者提出了建议。整个报告气氛活跃,持续了近100分钟。