[发明专利]一种基于CPS的智慧建造系统

说明书

本发明公开了一种基于CPS（Cyber‑Physical Systems）的智慧建造系统，包括属于虚拟世界的消费者个性化定制模块、产品设计决策与学习模块、工厂生产决策与学习模块、供应链决策与学习模块、现场施工决策与学习模块、交付及运维决策与学习模块；属于物理世界的工厂生产感知与执行模块、供应链感知与执行模块、现场装配感知与执行模块、交付及运维感知与执行模块；以及属于知识世界的产品设计知识库、工厂生产知识库、供应链知识库、现场施工知识库、交付及运维知识库。本发明使用计算机的智能计算与分析能力，代替人工的经验性判断或决策，实现全产业链设计，减少建筑施工过程中的决策失误、减少不必要的生产浪费，缩减工期和投入，提升建筑施工工程实时效率。

技术领域

本发明涉及建筑施工工程管理技术领域，特别是一种基于CPS的智慧建造系统。

背景技术

CPS系统指信息物理系统（CPS,Cyber-Physical Systems）是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computer、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计，可使系统更加可靠、高效、实时协同，具有重要而广泛的应用前景。

现有的建筑施工工程管理系统，存在两个主要问题：1、产业链未整合，信息共享难度大，导致大量的沟通成本及建造成本；2、施工组织方案难以得到最优解，由于建筑施工过程复杂，施工组织设计的优劣，取决于施工组织设计者的经验及水平，存在偶然性和不可控性；3、施工过程缺乏有效的控制手段，施工现场信息传送严重滞后，包括实时采集作业工作状态、实时进行智能决策，以及完成纠偏控制；4、未将全产业链的建造数据格式化，形成可以为企业所用的知识体系，企业缺少自己的知识库。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于CPS的智慧建造系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于CPS的智慧建造系统，其包括属于虚拟世界的个性化定制模块、产品设计决策与学习模块、工厂生产决策与学习模块、供应链决策与学习模块、现场施工决策与学习模块、交付及运维决策与学习模块；属于物理世界的工厂生产感知与执行模块、供应链感知与执行模块、现场装配感知与执行模块、交付及运维感知与执行模块；以及属于知识世界的产品设计知识库、工厂生产知识库、供应链知识库、现场施工知识库、交付及运维知识库；

物理世界的每一个功能模块，均包含感知与执行两个部分，其中感知部分负责实时采集物理世界的数据，通过传感系统数据采集或人工数据采集，获取施工现场的生产数据，并通过数据传输设备发送至指定数据处理模块；执行部分负责驱动执行单位进行操作，为执行对象所操作的终端软件；执行对象通过执行部分进行启动、暂停、编辑所执行的任务，并记录任务执行情况及相关信息；

虚拟世界的每一个功能模块，均包含决策与学习两个部分，其中决策部分负责基于获取的基础数据和知识库进行统计与分析、并求得最优实施方案，形成最优决策；学习部分负责基于物理世界运行的实时数据，进行加工提炼，形成有价值的知识数据，存入知识库，待决策部分调取使用；

知识世界由上述的知识库所组成，不同的知识库存贮建筑产品生产各个阶段的数据知识，知识库的内容由虚拟世界的学习部分提供，知识库的内容供虚拟世界的决策部分进行调取使用。

上述技术方案中，所述产品设计决策与学习模块为根据客户的需求和系统的知识库内容，系统自动进行个性化产品设计，并生自动生成产品设计成果；系统自动完成的产品设计成果，自动存储在所述产品设计知识库。

上述技术方案中，所述工厂生产决策与学习模块，为根据所述产品设计决策与学习模块的设计成果，系统自动化地进行施工工艺设计并进行量化评估，输出成套成果；系统自动完成的工艺设计成果自动存储在所述工厂生产知识库中。