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预制装配化建筑机器人智能建造关键技术与应用

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登记号:G20201030

所属行业:建筑业

学科分类:建筑设计方法与理论;

关键词: 智能感知 建造工艺 预制装配化 建筑机器人建造 装备平台

绿色分类:其他资源效率提升;

  • 基本信息
成果名称: 预制装配化建筑机器人智能建造关键技术与应用
成果登记号: G20201030 学科分类: 建筑设计方法与理论;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: 智能感知  建造工艺  预制装配化  建筑机器人建造  装备平台
推荐单位:

同济大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作, 成果所属行业: 建筑业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

2018年,建筑业总产值达23.5万亿元,GDP占比26.1%,同比增长9.9%。然而我国建筑行业面临生产效率低、能耗高、污染严重等问题。2017年住建部在《“十三五”装配式建筑行动方案》提出到2020年全国装配式建筑占新建面积比达15%的目标,建筑产业正在全面转型升级。同时,我国建筑业软硬件知识产权问题突出,自主知识产权缺乏,对国家重大工程信息安全构成卡脖子威胁。历经十余年产学研用科技攻关、在国家上海等科技计划的支持下,贯通了从数字设计到机器人建造的全流程,攻克了高精度预制化多功能机器人装备平台,实现了多项机器人创新工艺。创新成果如下:首次提出了建筑机器人耦合性能化建构理论,研发了自主知识产权设计建造一体化软件。提出了从数字化设计到机器人的建造的贯通性预制装配化理论。创建了FURobot软件平台,研发了机器人多模态、耦合模拟的逆向运动算法,突破了从建筑几何三维建模到机器人建造的映射与转化瓶颈。实现了成都竹里社区中心45天、85%预制装配化率的特色小镇建设。攻克了智能建造中设计与建造“连不通”难题,创建了“数据精控”的高效预制装配化流程。发明了全球最高精度、超大尺度“全息智能感知桁架式建筑机器人预制化装配装备平台”。率先创建了11M*8M*4M加工作业面的18轴联动机器人组,加工速率达100mm/s,定位精度达0.1mm;通过多传感器维诺优化模型,实现了建造系统的全域智能感知,提升了预制构件的定制化精细化加工能力。针对复杂作业,发明了切、磨、锯、缝、砌、焊、打印等工具端,全面升级了智能建造工艺。实现了250米上海西岸人工智能大厦双塔超大尺度双曲幕墙的高精度建造。攻克了预制产业中“造不出”的硬件难题,实现了“智能精感”的预制建造硬件心脏。率先建立了多材料智能机器人预制装配化建造创新工艺并升级生产系统。首创了预制大断面/异形胶合木(大跨度48M)特殊节点18轴机器人联动加工工艺;创建了机器人动力学砖砌筑工艺;发明了建筑机器人多材料3D打印工艺;创新了大尺度曲线钢结构机器人连续焊接生产系统。实现了上海西岸人工智能大会9000m2大跨异形展馆100天设计、预制、装配一体化建设。攻克了多材料工艺在智能建造中“效不高”的技术难题,实现了“高效精造”的产业化提升。授权国家发明专利30项,软件著作29项;出版著作11部,论文190余篇;参编国家标准6部,行业标准1项。受哈佛大学安东尼·皮孔教授、瑞士NCCR国家重点实验室主任菲利普·布洛克教授“引领全球数字建造技术实践”的高度评价;经5位国内院士大师鉴定,“该项目成果总体技术达到国际先进水平,其中多功能建筑机器人装备平台达到国际领先水平”。2019年袁烽受聘麻省理工学院(MIT)客座教授。成果应用于威尼斯建筑双年展中国馆、苏州园博会木结构企业馆等20余项国内外高难度项目。近三年新增经济效益11.3亿元,经济、社会效益显著。

姓名: 袁烽 性别:
出生日期: 2020-08-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市杨浦区四平路1239号行政北楼320室
电子邮件: chengky@tongji.edu.cn
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