逢甲大學土木工程學系 - civil.fcu.edu.t數位營建.優化施工計畫...
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逢甲大學 土木工程學系
智慧營建跨域整合
下一代技術
數位化1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
二維數位工具_AUTOCAD
設定/路徑 三維形態數位建模_CNC、雷切
視覺馴化
人機協作
建築產業工業化發展
數位營建.優化施工計畫
製程改變.效能提升參數化模具-以二維轉三維形態之數位設計與製造
實虛共構_虛擬設計形體環境模擬_MR=VR + AR混合現實=真實世界 + 虛擬世界+ 數位化資訊
虛實即時交互.新的視覺化環境
智能製造_超越預製和拼裝結構(預裝配、3D列印、機器人安裝)的製造模式與管理_5D BIM
瓦解建築業>>>五大理念
1.高清晰度測量和定位技術
2.下一代的5D 建築資訊模型(BIM)
3.數位化協同和移動技術
4.物聯網和高級分析技術
5.不過時的設計和施工技術
http://webim.com.tw/en/sharing-en/imagining-constructions-digital-future-2-2/
• Lab包含實作場域/基地、產業參與、學生社群、教師社群、課程/活動/競賽、VIP(Vertically Integrated Project Program)等元素,培養學生具備社會產業升級轉型的創新能力,以打造實作、實證、實踐的大學。
創能學院
國際產學聯盟
FCU Global Research & Industry
Alliance
FCU GLORIA
高教深耕計畫
數位製造合作社RoSoCoop
Dry Lab. + Wet Lab.
智慧營建團隊
場域發展多樣化
創能學院
人才培育
產學合作
夾製具研發
創新課程
材料
製程企業聯盟
參數化設計
缺工
BIM
學程
7
召集人
組織圖概念
01 02 03 04
規劃團隊以Lab.所屬一級主管為團隊成員,分有協同與支援角色
工作小組以團隊所屬系所學位學程主任組成
VIP成立專業成長社群,包含教師或學生
Student Club發掘以自主學習為主的學生團體
學界+產業結合
建築專業學院、建設學院、工學院、
資訊電機學院
創新、建築、土木、機電、精密、纖複、化工、自控、資訊...
機械手臂創新應用與教學、BIM/AR/
VR 創新應用與教學…
學生團體…
黎淑婷院長
SUTD、同濟、亞伯達… 西門子、上銀、大詠成….專題學習 競賽活動
產業聯盟會員招募
學術機構
企業夥伴
聯盟會員
合作夥伴
夾製具研發-搭配3D print
材料-有機or無機、材化纖
預鑄式發展
夾製具&材料
土木實驗室
Wet Lab.
訓練學生具備自主學習能力
跨院教師成長社群
專題式合作
教師&學生社群
手臂_精密、機電、自控
環境感測
AVR
虛實共構
RoSoCoop
Dry Lab.
人才培育
產業出題
場
域
研
發
團
隊
營建工程模組化
創新技術
Automation + Arts & Design
+ AIoT
跨域應用
FCU技術地圖
模組課程、專題、競賽
因應氣候環境
人材與缺工
• 專案導向CDIO教學與實虛共構技術應用
• 培育學生設計創意與美學
• 數位製造課程以培育整合型智慧生活創客
-3D參數式軟體 (建築、創新)
-機器控制系統 (自控、電機、機械等‧‧‧)
-機械手臂基礎控制 (建築、自控等‧‧‧)
-機械手臂參數程序控制 (創新、機械等‧‧‧)
-材料測試課程 (纖複、建設學院土木等‧‧‧)
-虛實共構 (建築、創新、都資)
-實構築 (建築專業學院、土木)
加值產學
國際合作
人機協作
能力培育
• 機器人構築-3D列印
-結構 (建設學院土木等‧‧‧)
-噴頭設計 (機械、建築)
-材料測試 (化學、土木、創新)
• 機器人-編織應用
-材料測試 (化學、纖複、創新)
-視覺辨識分析 (資工幾何、創新)
-路徑工序 (機械、電機、建築)
• 機器人構築-控制系統
-訊號溝通 (機械、創新)
• 人機協作
-感測回饋 (機械、創新)
-VR/AR 虛實共構 (都資、創新)
• 使用者經驗
-經驗分析 (機械、資工、建築)
-操作軟體開發 (資工、創新)
-硬體修正 (機械、電機)
• 雲林科技大學自造者中心
-對參數化控制機械手臂、軟硬體整合與數位構築合作有興趣
• 國立交通大學建築研究所
-學生交流與研究開發
• 邁阿密 RhinoFabLab
-對所開發軟體TACO快速客製化、邀請培訓南美洲製造業有興趣
• 加拿大亞伯達大學建築、機器人跨領域研究中心(康仕仲)
-目前計畫有機會共同研究與雙邊學生短期互訪交流
• 同濟大學袁峰教授實驗室
-中國目前機器人構築最大研究室,每年舉辦國際研討會DADA,
與世界名校教授共同開立國際PhD學程
• 新加坡科技設計大學SUTD
-積極爭取與建築設計學系(ASD)、數位製造與設計中心(DManD)
合作,一個將現代和新興技術整合到數位化途徑中,從而加速創
意發展的過程
• 建築產業
-結合KUMA事務所、營造、建材等產業
• 營建業
-對機器人構築運用於真實建造有興趣
• 上銀科技
-對所開發軟體TACO可達快速客製化有合作興趣
• 大詠城機械
-對參數化控制機械手臂、軟硬體整合與數位構築合
作有興趣
• 西門子4.0-人機協作
-導入西門子4.0機電一體化與智慧機器人之人機協同
作業應用基地計畫
• 上海大界機器人
-技術共同開發
3D Printing is Merged with Building
Construction In One Bot System
基礎技術環景影像虛擬實境技術(Virtual Reality, VR)
目標環景影像/影片+虛擬實境技術工地現場之數位典藏
• Lab包含實作場域/基地、產業參與、學生社群、教師社群、課程/活動/競賽、VIP(Vertically Integrated Project Program)等元素,培養學生具備社會產業升級轉型的創新能力,以打造實作、實證、實踐的大學。
創能學院
召集人
Arts & Design 智慧營建、智慧製造
組織圖概念
01 02 03 04
規劃團隊以Lab.所屬一級主管為團隊成員,分有協同與支援角色
工作小組以團隊所屬系所學位學程主任組成
VIP成立專業成長社群,包含教師或學生
Student Club發掘以自主學習為主的學生團體
學界+產業結合
建築專業學院、建設學院、工學院、
資訊電機學院
創新、建築、土木、機電、精密、纖複、化工、自控、資訊...
機械手臂創新應用與教學、BIM/AR/
VR 創新應用與教學…
學生團體…
黎淑婷院長
SUTD、同濟、亞伯達… 西門子、上銀、大詠成….專題學習 競賽活動
產業聯盟會員招募
創新材料及工法研發中心土木工程學系
May 29, 2018 智慧營建及材料中心-工作會議 林院長主持
Nov. 08, 2018 智慧營建跨域整合-工作會議 黎院長主持
Dec. 06, 2018 智慧營建跨域整合-擴大發展規劃會議 高董事長主持
ROBOTIC SOLUTIONS AIoT AUTOMATION
工作小組以團隊所屬系所學位學程主任組成
創新、建築、土木、
機電、精密、纖複、化工、自控、資訊...
02
創新材料及工法研發中心 3D concrete printing (NEW material)
Prefab housing (Module & Customized)
Drone application in Structure Health monitoring, Surveying, & Construction (UAV & AI)
Sensors for structure health monitoring (Micro Mechanics)
Automatic construction using robotics (Robotics & Automation)
BIM/3D-GIS in Construction Safety Planning
智慧營造 結合AI及Robotics,以創新方式執行營建工程(建築物)及土木工程(道路、橋梁等)
新的營建材料(結合機械手臂及機械人)
新的機具(大尺寸)
新的建造方式(預鑄、組立、模組化)
改變傳統土木施工方式及流程
結合機器人,達到自動化施工(影像判釋,自動控制)
結合UAV、AI及感測器,達到智慧化監工(影像判釋、自動控制)
結合新材料及感測器,達到友善環境施工
建築醫學
客製化建築物
因應未來人工短缺,營造建築業必須有應變措施。導入機器人或是自動化施工,以最少人力完成所有步驟,是未來土木業之重點。
利用新材料及新技術,提高效率,將人力配置最佳化,因此有必要採用AI及機器手臂、機器人、UAV等之技術來輔助。
採用智慧化管理及友善施工,期能大幅降低營造工程對環境之影響,有利於永續發展,及提昇土木行業幸福感。
執行方案 研發新材料
改良傳統水泥配比及添加物 利用合成材料:塑膠 創新材料
研發大型列印技術 大型列印機具研發 廠內預鑄模組化方法研究 永久性模版或構件研發
研發輔具及施工元件 適用機器人/機器臂之施工導軌裝置 灌注設備自動化研發 UAV監工控制作業方式研究
建築用感測器研發 施工中感測器研發 永久性感測器研發
BIM Model
Deploying iBeacon in
site & mobile apps for
real-time hazard
warning
成本(初期成本) 硬體設備
購置3D列印設備(中小型)
購置機械人/機械手臂
…
軟體
材料
空間(實驗室)
成本(長期成本) 機具維護及更新
材料(耗材)
空間(模擬廠房)
…
專案召集人 系主任
團隊成員(系上教師及學生,以下為目前成員) 林慶昌老師
康裕明老師
廖為忠老師
張智元老師
蘇人輝老師
林威延老師
黃亦敏老師
紀昭銘老師
賴哲儇老師
短期目標(2-3年) 材料:改良水泥材料、合成材料
模組化:場鑄模型、建築單元試作
UAV監工:改良UAV及小規模試作
感測器:控制點;埋入式GPS
中長期目標(5-10年) 材料:持續改良水泥材料、合成材料;找新材料
模組化:改良場鑄模型、建築單元試作、永久模板設計及試作
自動化施工:自動化組立模板、自動化灌漿
智慧化監工: UAV監工系統
第1年
第2年
第3年
T H A N K S
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