25、工业信息物理系统数字化与控制及其对建筑和医疗行业的影响

工业信息物理系统数字化与控制及其对建筑和医疗行业的影响

建筑行业中 ICPS 的应用实例

在建筑领域，需要区分施工阶段和建筑运营阶段。未来建筑和智慧城市的出现，促使人们过度利用 4.0 技术，以使建筑更智能、舒适、经济和安全。然而，将本章中介绍的部分或全部数字发展成果整合用于建筑目的，从而开发和利用建筑中的工业信息物理系统（ICPS）的情况仍然很少见。不过，已经有一些相关实验正在进行，并且有相关的出版物或概念验证。

例如，名为 Yhnova 的项目，旨在“打印”一座 95 平方米的社会住房。该项目基于南特大学团队开发的 Batiprint3D 技术。此项目于 2017 年启动，围绕一个特定的“自主”机器人机器展开一系列流程，该机器人可直接在混凝土板（未来建筑的基础）上滚动。这个 ICPS 由用于打印墙壁的多关节臂（PAA，品牌为 Staübli 的“标准”机器人）和来自 BA Systèmes 公司的自动导引车（AGV）组成。

PAA 最初通过连续的层来实现聚氨酯泡沫模板的制作（两块“平行”板形成一堵完整的墙）。AGV 根据建筑信息模型（BIM）定义的轨迹，确保机械臂在不同位置之间的定位和移动。通过一组 11 个固定目标/激光束测量 AGV 的空间位置，可实时纠正因楼板平整度缺陷导致的定位误差。两个车载倾斜仪传输的信息进一步改善了对“物理”装配的了解和数字表示。通过对数据的连续处理和模型的重新配置，3D 打印喷嘴的位置可以实时校正，使未来安装的定位精度达到 ±0.5 毫米。借助 BIM，所有预设备（流体进出口、能源和网络入口、门窗等）和建筑的钢筋都能精确放置。这些泡沫结构随后用作模板，同一台机器人 3D 打印机将混凝土倒入其中，一座房屋可在不到 54 小时内建成。