营建自动化-营建自动化之发展与概况
授课老师:刘俊杰 副教授中华民国89年9月27日Government Regulation
Dangeroushealth and safetyprogramstraininghazard communication toxic materialstrenching and excavation supportfall protectionIncomplete and inaccurate job site recordsare difficult to inspect
Owners Demand More
The NSF research in construction automation are set toInvestigate construction dynamics of both structured and unstructured facilitiesDevelop a better understanding of analysis, design and constructing processes, leading to basic principles and methods for robust automationcomputer-integrated-construction to build up the technology base.multidisciplinary research collaborations academic, industry, government agenciesknowledge and technology transfer industry and users.
Examples of NSF Research Areas
System Architecture Organizational StructureStructure Formalization Classification KnowledgeNew LanguagesIntelligent InterfacesDesigning for AutomationSensing and Monitoring
The objectives of the research in construction automation were:
Coupling design and construction through project databases and knowledge basesintegration planning control ,end use maintenancecomputer models whole construction processmethodologies planning schedulingincorporating knowledge management knowledge interactingadaptable constructionlogistics parts materials
欧洲营建自动化之发展与概况
一、英国英国1990年产值,超过450亿英镑,生产毛额(GDP)10%,劳工人数100万人,超过全国劳工人数之5%.技术劳工之缺乏及劳工逐渐年老化,年轻人不喜欢进入营建业,必须提昇生产力,改善工程品质,逐渐体会营建自动化及营建机器人之重要.进而引进电脑辅助工程设计及营建施工(Computer Aided Comstruction and Engineering),高科技之雏形机具.引进自动化,可改善营建之生产效能,如:应用资讯技术(Information Technology)
英国高级机器人发展中心(Advanced Robotics Initiative)
创设於1985年营造组(Construction Group)研究爬墙机器人(Wall Climbing Robot)隧道组(Tunneling Group)采矿及土木工程隧道之应用下水道组海下作业交通工具,系缆式,针对海上结构物进行检视,维修或帮助海下工程作业
其他营建自动化相关发展
自动化开挖机(Automatic Excavator)利用专家系统及知识库来控制开挖机之操作土壤打钉机(Soil Nailing Machine)砌墙工作自动化(Automation of Masonry Tasks)核能反应器之检查(Inspection of Nuclear Reactors)
其他营建自动化相关发展(续)
弹性制造系统(Flexible Manufacturing Systems)自动化安装外墙,高科技商业大楼及工程厂房为案例来说明工程之设计与施工机器人应用之评估(Task Selection for Robotic Evaluation)资讯技术之应用(Application of Information Technology)专家系统,施工规划与管理,估算与编制预算,细部设计,专案管理.
二、德国混凝土、沥青搅拌、混凝土块(Concrete Block) 、移动性营建机具之控制、隧道、房屋重建.德国自动化发展主因:技术工人极度缺乏及劳工平均年龄上升增加工程品质之要求再危险及不易施作之工作环境下施作绩效提高及成本减少之改善持续需求的营建量营建机械在国际竞争之压力
德国目前营建自动化项目
预铸混凝土之制作(Fabrication of precast Concrete Units)砌砖机械(Bricklaying Machines)移动性营建机具之控制与监控(Control and Monitoring of Mobile Construction Machinery)规划与控制之专家系统(Expert system for Planning and Controlling)电脑控制之营建设备(Computer Controlled Equipment)隧道施工自动化(Tunneling)建筑物之重建(Renewing of Building)
三、法国法国建设部(Ministry of Construction)从1984年开始推动营建机器人之研究,在1987年首先制作出欧洲第一个建筑工程用之可移动之实验性机器人.1988年及1989年,道路工程用营建工程机器人之可行性之研究.并不局限於水平性之移动,而且也对倾斜或垂直方向之移动进行研究.营建单元之组合(Assembly of Construction Components)之自动化法国工业用机器人协会(French Association of Industrial Robotics,A.F.R.I)
由英国发起之欧洲营建研究中心(European Contruction Institute ,ECI)由欧洲许多国家之业界、学术界共同参与.
日本营建自动之规划及推动
具体改善案例1.生产机械化、自动化相关研究发包系统品质管理与品质保障科学的管理施工之革新全自动施工之实施承包商和包商之合作关系发包系统
现况 潜盾隧道 山坡地隧道 水坝 舖设2.构造物之预铸化3.生产管理合理化
建筑工程之实例
1.构法之改善「RC积层工法」,标准层结构体工程之循环作业时间规划为五天,较传统工法可缩短43%,而劳动基本单位约0.31人/m2,约为传统工法之一半.2.管理技术之提昇以多分区同步施工方式,有效率之结构体施工系统实例.作业人员每天反复从事同一作业内容,达到劳务平均化、作业标准化、缩短工期、提高生产力之目标,但事前需有绵密计划.3.传统工法之改善提高品质、缩短工期、省化工,进行工法之检讨,改善作业方法与技术、劳务平均化及品质稳定化.
营建自动化研发效益
一、经济效益1.集合住宅之变迁及办公大楼,研发新工法与改善施工技术2.使工作多面展开,缩短工期、降低营建成本.二、社会效益1.提昇营建生产力,解决劳工短缺现象2.提昇营建技术水准,保障工作安全三、环境效益1.达到环境保育之效果2.「回收再利用Recycle」有效处理副产品,积极进行再利用.
未来展望
一、发包体系与建设产业政策二、品质管理与品质保证三、采用电脑进行科学化管理四、施工革新省力化技术之开发五、实施全自动施工之方向六、承包商与小包商之合作关系多层复杂的承包转包结构,尽可能予以简化.
我国自动化之实施与检讨
产业现况营建业系一项重要的民生工程,在先进国家国民生产毛额中占有重要的比例,可带动52种上、下游关键产业及120多种建材的发展,每一元投资於营建业即能产生3.4元之国民生产毛额.营建业仍属劳力密集及生产力偏低之行业营造业就业人口约为全国劳动人口之6-10%,占全国人口约3%
生产力偏低之主因
技术层次不高,无法大量自动化施工劳工大多无一定雇主,进退频繁人力无法24小时作业作业场所不固定,流动性.
产业特性
营建工程之生命周期大致可分为企划评估、规划设计、细部设计、招标发包、营造施工及维护管理六个阶段.营造工程业主中,55.47%为公家机关,44.53%为民间业主.工程技术顾问机构已愈1000家,从业人员约达1
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