5 Construction Technology Trends to Watch Out for in 2021
2021 年值得關注的 5 個建築技術趨勢
皮卡車、射釘槍、便攜式圓鋸、水泥攪拌車和現代液壓挖掘機有什麼共同點？顯而易見的答案是，它們都是當今建築工地上常見的工具和設備。另一個正確答案是它們都是 100 年前不存在的建築技術。
想像一下，如果沒有營建技術，今天的工地會是什麼樣子。如果沒有電動工具，我們就只能用手切板和鑽孔。如果沒有重型設備，工人們將用鐵鍬和鎬挖掘場地和挖溝。如果沒有電梯，建築物將只有幾層樓高。
關鍵是，新營建技術的進步一直在推動建築向前發展，所以奇怪的是，這麼多公司在採用新營建技術方面進展緩慢。我們能夠建造更堅固、更高、更節能的結構。技術使建築工地更安全，工人更高效。它使我們能夠提高生產力、改善協作並處理更複雜的項目。
什麼是營建技術？
營造工業研究所將營建技術定義為「在項目的施工階段使用的創新工具、機械、修改、軟體等的集合，這些工具能夠推動現場施工方法的進步，包括半自動化和自動化的施工設備。」
我們可以更進一步，將預製技術與線上投標板、投標管理應用 app 和數位起飛解決方案等相結合。
今天，營建新技術正在以驚人的速度發展。 10、20 年前看起來像未來科技的東西，如聯網設備和工具、遠端資訊處理、行動應用 app、自主重型設備、無人機、機器人、擴增實境和虛擬實境，以及 3D 列印建築都在這裡，並在世界各地的工作現場佈署和使用.
而且，雖然營造公司繼續在技術上投資不足，但風險資本家卻在建築技術的未來上押下大賭注。James Long LaSalle, Inc 的一份報告。今年早些時候發布的數據顯示，風險投資公司在 2018 年上半年向全球 contech 新創公司投資了 10.5 億美元。這比 2017 年全年的投資額成長了近 30%。自 2009 年以來，投資者已經完成了 478 筆融資交易，總額為 43.4 億美元.
以下是技術正在影響和改善營造業的一些主要領域：
生產率
根據麥肯錫公司的研究，營造生產力幾十年來一直保持平穩。傳統的設計 - 投標 - 建造方法，使施工脫節和孤立。每個建築工地都是不同的，呈現出自己獨特的挑戰和風險。這使得難以像製造和零售等行業那樣，簡化流程並提高生產力。
軟體和行動應用
如今，有軟體和行動解決方案，可以幫助管理建築項目的各個方面。從預建到日程安排，從項目管理和現場報告到管理後台，總有一款軟體解決方案可幫助你簡化流程，並提高生產力。大多數軟體解決方案都是基於雲的，允許即時更改和更新文檔、時間表和其他管理工具，從而促進更好的溝通和協作。
行動技術允許在工作現場和後台項目經理之間，進行即時數據收集和傳輸。基於雲的解決方案，使現場員工能夠提交考勤卡、費用報告、資訊請求 (RFI)、工作記錄，和其他經過驗證的文檔。這可以每年節省數百小時的數據輸入，並自動組織關鍵文件 —— 不再需要在文件中翻找舊報告。
越來越多的軟體提供商正在建立策略合作夥伴關係，以使你能夠將你的數據，與你的其他軟體解決方案無縫整合，從而比以往任何時候都更輕鬆地開展業務。
異地施工
異地施工通常用於在設計中，具有重複平面圖或佈局的項目，例如公寓樓、酒店、醫院、宿舍、監獄和學校。異地在受控環境中進行，其工作方式類似於汽車製造廠。在每個場景，工人們都擁有所有的工具和材料，來始終如一地執行他們的任務，無論是建造牆架，還是安裝電線。這種裝配廠的建造方法減少了浪費，並使工人的工作效率更高。
異地建造通常有兩種形式：模組化和預製。採用模組化結構，整個房間都可以建造成完整的 MEP、飾面和已安裝的固定裝置。它們可以是小到浴室的房間，也可以是模組，可以在現場安裝在一起，以創建更大的空間，如公寓單元。模組化單元被運送到施工現場，然後插入並連接到結構框架上。
對於預製營造，建築構件是在場外建造的，然後在將它們運送到建築工地後，進行組裝或安裝。預製建築組件涵蓋了從框架、內外牆板、門窗組件、地板系統，和多行業貨架的所有內容，這些面板與所有管道系統、佈線和管道系統打包在一起。
人工智慧與機器學習
營造公司現在正在使用數據，做出更好的決策、提高生產力、改善工地安全，並降低風險。借助人工智慧(AI) 和機器學習系統，公司可以利用他們多年來收集的大量項目數據，來預測項目的未來結果，並在估算和投標建設項目時，獲得競爭優勢。
人工智慧可以透過減少在建築工地移動，以檢索工具、材料和設備，來執行某些任務所浪費的時間，以提高工人的生產力。使用智慧手機或可穿戴設備全天追踪工人。
安裝在材料和設備上的感測器，可以追踪施工現場其他一切的移動情況。一旦收集到足夠多的數據集，人工智慧就可以分析工人如何移動並與現場互動，以提出解決方案，來重新組織工具和材料的放置，使工人更容易使用它們並減少停機時間。
機器人和人工智慧 (AI) 也被用於透過即時、可操作的數據監控工地進度，以提高工地生產力。自主無人機和漫遊車配備高清攝影機和雷射雷達，每天以精確的精度拍攝和掃描施工現場。然後，AI 使用這些掃描結果，與你的 BIM 模型、3D 圖紙、施工計劃和估算進行比較，以檢查所執行工作的品質，並確定每天取得了多少進展。
然後使用深度學習算法，來辨識和報告執行工作中的錯誤。這可以是任何東西，從挖掘和現場工作到機械、電氣和管道系統。人工智慧可以根據其形狀、大小和位置，辨識建築組件，即使只有一部分組件是可見的。
透過對安裝數量進行分類和測量，這些系統可以告訴你每天完成了多少工作，然後可以將其與你的施工計劃進行比較，並在你的項目落後時提醒你。AI 還可以檢測已安裝組件，和現場使用模型之間的偏差，因此你可以快速辨識錯誤，並避免代價高昂的返工。
安全訓練
隨著營建技術的採用在營造行業中不斷增加，一個備受關注的領域是提高安全性。2016 年有 4,963 名工人死亡，其中 991 人在施工中。工人安全應該是每家營造公司的頭等大事，技術解決方案使正確培訓和監控工人，以防止事故並降低嚴重傷害和工人死亡率，變得更加容易。
新營建技術：擴增和虛擬實境
安全培訓和設備操作員培訓，是虛擬實境(VR) 可能對營造行業產生重大影響的兩個領域。借助 VR，工人可以接觸到諸如密閉空間等環境，或者在安全、受控的環境中高空工作。
多年來，VR 模擬器一直用於訓練士兵、飛行員和外科醫生，並且可以以同樣的方式，用於培訓工人，從操作起重機和挖掘機，到進行焊接和砌築工作。
擴增實境 (AR) ，是另一種可以大大提高施工現場安全性的技術。無論是允許制定更詳細的安全計劃，還是在具有增強危險的真實現場，使用實際設備提供重型設備培訓，AR 可以透過多種方式佈署在工作現場。
工人可以步行到工地的特定區域，並擁有一份針對手頭任務的安全檢查表，並在整合到智會安全帽或護目鏡中的顯示幕上彈出，以確保他們穿戴適當的個人防護設備，並且是安全地執行他們的任務。安全經理和培訓師可以準確監控工人所看到的內容，並在他們工作時，引導他們完成任務。
可穿戴設備
可穿戴設備被用於監控工人及其環境，以使工作現場更安全。營建中的可穿戴技術，正在嵌入到建築工地已經很常見的服裝和個人防護設備 (PPE) 中，例如安全帽、手套、安全背心和工作靴。
營建可穿戴設備，配備了生物辨識別和環境感測器、GPS 和位置追踪器、Wi-Fi、電壓檢測器和其他感測器，以監測工人的運動、重複運動、姿勢，以及滑倒和跌倒。地理圍欄允許現場或安全主管建立限製或危險區域，這些區域將透過警報和燈光的組合來提醒工人，他們已經進入了一個禁區。
可以監測呼吸頻率、皮膚溫度和心率等生命體徵的智慧服裝或電子紡織品，也將運往營建工地。這些可穿戴設備將能夠監測工人的姿勢、跟踪動作、確定他們是否感到疲勞，以及他們是否醉酒或受到麻醉劑的影響。密切關注工人可以幫助在事故發生之前預測事故。
現場感測器
現場感測器可以佈署在營建工地上，以監測溫度、噪音程度、灰塵顆粒，和揮發性有機化合物等資訊，以幫助限制工人接觸。
感測器安裝在整個施工現場，當工人面臨達到允許暴露水準的風險時，可以立即提醒他們。收集來自感測器的數據，並對其進行分析，以降低暴露水準，並確保工人安全並遵守 OSHA 法規。
勞動力短缺
過去由於房市崩盤和大蕭條，超過 230 萬工人透過裁員、提前退休或投身其他行業，而離開了建築行業。儘管過去幾年該行業的就業增長強勁，但美國仍有一些地區感受到熟練勞動力短缺的壓力。
預計未來十年對建築工人的需求，將顯著增加。勞工統計局預計，從 2016 年到 2026 年，營造業就業成長將達到 11%。缺乏經驗豐富的同行的技能和經驗的年輕工人，可以從今天佈署在工地上的技術中受益。
無人機
無人機以多種方式被用於工地。無人機可用於每天快速進行現場檢查並識別潛在危險。它們還可用於全天監控工人，以確保每個人都安全工作。隨著工作的進展，無人機被用來拍攝照片，以創建工作現場的竣工模型，讓每個人都了解每天不斷變化的工作條件。
無人機也被用於處理更危險的工作，如橋樑和建築檢查。這不會消除對工人的需求，但這意味著需要對工人進行培訓，了解如何使用該技術來執行這些任務。
機器人
當前的機器人擅長做簡單、重複性的任務，這就是為什麼我們看到，像砌磚機器人或鋼筋綁紮機器人這樣的東西。設置完成後，這些機器人可以比人類工人，更快地連續工作以完成任務，而無需休息或回家睡個好覺。機器人不會因為舉起磚塊、塗抹砂漿並將它們固定到位或不斷彎腰綁鋼筋而感到疲倦。
在這兩個例子中，仍然需要人類來完成一些工作。兩者仍然需要工人設置機器人並啟動它們。對於砌磚機器人，需要一名泥瓦匠來監督工作，確保磚塊正確放置，並在砌好後清理砂漿。鋼筋綁紮機器人，仍然需要人類在鋼筋開始運動之前，正確放置和間隔鋼筋。
大多數營建機器人不是取代工人，而是幫助和提高工人的表現，使他們更有效率。
自主重型設備
自動駕駛重型設備，使用與自動駕駛汽車類似的技術，目前正被用於工地進行挖掘、平整和現場工作。這種技術可以讓操作員完全脫離機器，讓公司用更少的工人完成同樣數量的工作。
這些機器使用傳感器、無人機和 GPS 導航施工現場，並根據地形的 3D 模型進行現場作業，以準確挖掘和平整現場。增強型 GPS 是現場基地台和衛星的組合，可用於對場景進行地理圍欄，並允許自主設備以精確的精度，在場景周圍移動。
採用無人機、機器人，和自主或自控設備等技術的好處是雙重的。首先，在接下來的十年中，員工們將進入終生使用平板電腦和智慧手機長大的勞動力市場，因此操作這些機器將成為他們的第二天性。其次，年輕的工人，無論他們進入哪個領域，都期望使用技術來完成他們的工作。
合作
正如我們之前提到的，當今營建項目的一個主要問題，是高度分散的行業。由於工人、工程師和設備分佈在工作現場，加上包括項目經理和客戶在內的場外利益相關者，當需要做出決定時，很難讓每個人都在同一個頁面上。
行動技術
智慧手機和行動應用 app ，使項目的溝通和協作變得更加容易。公司無需開車去辦公室參加臨時會議，而是可以使用行動技術促進思想會議，從而得出明確的結論，而不會中斷一天的工作。
能夠即時溝通可確保工作現場的任何問題，都能快速有效地得到解決，並且每個利益相關者都可以發表意見。即時同步的整合解決方案，允許不同的利益相關者添加註釋、更改圖紙並立即響應 RFI，然後同時與參與項目的每個人共享該資訊。
BIM
建築資訊模型 (BIM) 是一個將建築物的數位表示，合併到 3D 模型中的過程，以促進項目中所有利益相關者之間更好的協作。這可以導致更好的建築設計和建造。
對 BIM 模型的更改是即時發生的，因此對模型的任何更改或更新，都會在所有團隊成員訪問模型時，立即傳達給他們。每個人都在隨時使用最新資訊。由於可以模擬進度表，施工過程的可視化，表示允許團隊成員計劃每個施工階段。
VR 與 BIM 相結合的沉浸式可視化類型，將帶來更好的協作和溝通。虛擬實境也將導致 BIM 的更大接受和實施。大多數為 AEC 行業開發的虛擬實境應用 app，都使用 BIM 模型作為創建虛擬環境的基礎。
借助 AR，項目經理或承包商可以穿過建築工地，輕鬆查看 BIM 模型在竣工建築之上的疊加層，並比較兩者。同時，他們可以使用平視顯示器，訪問完成每日報告的清單。項目經理可以立即拍照或記錄擴增實境的演練，並在出現問題時，將其發送回設計團隊進行澄清。
總結：營建技術
營造公司開始著手採用技術。正在研究和實施營建技術的公司，正在透過提高生產力、更好的協作，以及在預算內按時完成項目來獲得回報 —— 從而提高利潤率。
這可能是一顆難以下嚥的藥丸，但我們已經到了不投資新技術和解決方案的公司，不再保持競爭力的地步，那些策略性地採用和實施技術解決方案的公司。繼續拒絕創新的營造公司，注定要死！
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