1 项目培养目标

智能建造是我国建筑行业转型升级的必然趋势，现如今，工业化与信息化高度融合，利用信息技术推动建筑行业的发展。开展智能建造专业人才培养模式，是根据建筑行业升级展开针对性教育活动，为我国建筑行业培育在智能设计、智能装备与施工及智慧绿色运维等领域的技术人才。本项目紧密围绕建筑行业目前的发展趋势和岗位需求，秉承“育人为本、产业为要、产教融合、创新发展”的培育理念，培养面向未来国家建设需要，适应未来社会发展需求，熟悉建筑全周期工程技术及管理知识，同时能够开发及应用智能建造工具及技术在工程项目中发挥作用以实现更高质量、更高效率、可替代人工劳动力的高素质应用型人才、复合型人才、创新型人才。

培养目标分解为以下几个方面：

目标1：掌握土木工程基本理论与方法，装配式结构设计知识及装配式结构正向设计方法；及面向装配式建筑部品智能生产与信息化管理技术的研发；

目标2：掌握自然科学和智能建造机器人专业相关知识，并具有运用所学知识及机械载体进行开发及研究，在既定的时空范围内通过功能互补的机器人完成各种工艺操作，实现人工智能与建造要求深度融合；

目标3：通过物联网技术与绿色运维学习和培养，学生可掌握绿色运维系统的关键技术，从事于绿色运维相关工作。

掌握土木工程基本理论与方法、装配式设计与施工、建筑信息模型（BIM）、建筑智能机器人建造等新技术，项目结业后可从事智能建造的土木工程设计、构件工业化制造、施工现场智能设备操作和管理、土木工程全寿命更新运维和建造平台研发等工作。

2课程体系和学习内容

2.1 课程体系

  本项目依托BIM数字孪生技术及智能建造机器人技术手段，结合建造的全生命周期设置了六门课程，包括工程策划与设计阶段的《BIM技术综合应用》（2学分）、《装配式结构正向设计》（2学分）；装配式构件工业化批量生产阶段的《数字建造工厂技术与实践》（3学分）；在既定的时空范围内通过功能互补的机器人完成各种工艺操作及检查，实现人工智能与建造、巡检要求深度融合的《智能建造机器人应用》（3学分）、《四足机器人和智能巡检》（3学分）；将施工技术与管理的信息感知、传输和系统化，构建基于互联网的工程项目信息化管控平台的《物联网技术与绿色运维》（2学分）。

课程采用校内产教融合实训及合作企业继续教育与培训的方式，充分整合智能建造领域的科研院所、领先企业、行业协会等资源，打造既具有土木工程师具有的技术能力，又具有智能新土木人才的复合知识结构的应用型人才。

2.2 学习内容

（1）《BIM技术综合应用》

应对BIM工程综合应用人才缺乏，具体内容包括：BIM国内外解决方案概况；基于真实案例国内BIM平台的建筑、结构、机电数字孪生技术；施工工艺专项BIM技术；参数化、模块化BIM二次开发技术。

图1  BIM在设计及施工中的应用

（2）《数字化建筑结构设计》

理解数字化建筑结构设计，掌握参数化和智能化设计思想及具体软件实现方法，学会采用Grasshopper和YJK-GAMA进行框架结构、框架核心筒结构，单层网壳、钢桁架空间结构等常见钢筋混凝土和钢结构的参数化建模及优化设计。

图2  基于Grasshopper和YJK-GAMA的数字化设计

（3）《数字建造工厂技术与实践》

面向装配式建筑部品智能生产与信息化管理技术的研发业务需求，具体内容包括：面向工厂业务的建筑部品生产与管理现状分析；预制工厂先进生产设备、工艺及管控流程需求分析；数字建造生产仿真设计及质量控制分析；数字建造工厂集成化管理系统理论和实操。

图3 装配式构件厂构件批量生产

（4）《智能建造机器人应用》

针对智能建造场景移动智能装配和生产线的研发业务需求，课程内容包含：面向目前建筑工业化过程的建筑机器人现状分析；施工和生产工艺自动化需求分析；自动化关键设备选型；典型生产工艺机械手仿真设计；典型施工场景的自动化工艺机器人实验。

图4 智能建造机器人

（5）《四足机器人和智能巡检》

面向建筑行业施工现场的移动智能装配使用及二次开发人才需求，课程主要以实验为主，具体包括：乌班图环境下的ROS系统基本环境搭建、双目深度摄像头建造场景行为识别、基于Python的机器人运动控制和3D激光扫描建图等相关理论和实操。

图5 四足机器人及可实现的功能

（6）《物联网技术与绿色运维》

针对智慧工地和智慧城市对物联网技术人才的需求，课程内容包含：物联网基础技术；数字孪生与设备运维方式；智慧运维解决方案；智慧工地和智慧运维平台部署及网络配置；基于C编程的物联网软件设计架构；智能化系统硬件数据采集和设备反向控制编程实例讲解。

图6 物联网与绿色运维

3 项目结业要求

3.1 能力要求

（1）掌握土木工程专业基本知识，具有常规建筑结构及装配式建筑结构的识图能力，熟悉钢筋混凝土结构及装配式建筑的构造、设计计算方法、施工技术及组织管理；

（2）掌握基于BIM软件的建模及协同设计、制图及施工组织管理；

（3）了解和熟悉人工智能、机器人控制原理、物联网等基本原理和相关理论知识，掌握常见智能建造机器人的基本原理和施工操作方法，具备机器人基本拆解、分析和维修能力，能够熟练使用机器人进行项目现场的施工作业。

（4）具备一定的建筑机器人的基本计算机语言编程和二次开发能力，可以对机器人作业流程和工艺工法进行创新设计。能够应用相关计算机开发语言和建造机械控制工程原理，完成现代土木工程的智能设计、智能生产、智能施工和全过程运行维护管理；熟悉其在智能建造领域的工程应用和业务场景。

3.2 学分要求

本项目共设置六门课程15学分，学生修满12学分即满足结业条件，由学校统一颁发“智能建造”产业方向人才培养结业证书。

4 职业服务

4.1 培训机会  

图7 土木工程学院智能建造实验室设备

4.2实习机会

完成项目培养后，成绩优良的学生可获得中建一局集团建设发展有限公司、北京盈建科软件有限责任公司、天津天河云筑工科技有限公司，鲁班软件股份有限公司、杭州云深处科技有限公司、广东博智林机器人有限公司、遨博（北京）智能科技股份有限公司、广联达科技股份有限公司、云顿（北京）科技有限公司实习的机会。

图8 智能建造企业实习现场

经过校内理论学习与实训， 以及合作企业内的现场实习，学生能够掌握专业化智能建造技术，具备综合运用技术的能力及较高的专业化管理水平，成为工程建造+数字化、智能化、信息化的新型高度融合型专业技术人员；能够应用现代化技术手段，进行智能测绘、智能设计、智能施工和智能运维管理；能胜任传统和智能化建筑工程项目的设计、施工管理、信息技术服务和咨询服务，同时能胜任一般土木工程项目的智能规划与设计、智能装备与施工、智能运维与管理等工作,成为具有创新能力和领导意识的社会栋梁与专业精英。

4.3 学科竞赛                      

每年可带领学生参加国家或各省市教育部门或机构举办的《全国大学生结构设计信息技术大赛》、《全国大学生结构设计竞赛》、《建筑信息模型（BIM）应用大赛》、《全国大学生智能建造与管理创新大赛》、《中国大学生计算机设计大赛》，《中国高校智能机器人创意大赛》、《全国大学生智能建造与管理创新大赛》、《全国大学生工业化建筑与智慧建造竞赛》、《全国大学生物联网设计竞赛》《全国高校物联网应用创新大赛，互联网+大学生创新创业大赛》等。

5合作企业名录

（1）《BIM技术综合应用》课程合作企业：天津天河云筑工科技有限公司，鲁班软件股份有限公司。

（2）《装配式结构正向设计》课程合作企业：中建一局集团建设发展有限公司，北京建筑材料科学研究总院有限公司，北京盈建科软件有限责任公司。

（3）《数字建造工厂技术与实践》课程合作企业：北京市住宅产业化集团股份有限公司，北京燕通建筑构件有限公司。

（4）《智能建造机器人应用》课程合作企业：遨博（北京）智能科技股份有限公司，广东博智林机器人有限公司，广联达科技股份有限公司，杭州彼盟建筑科技管理有限公司。

（5）《四足机器人和智能巡检》课程合作企业：杭州云深处科技有限公司。

（6）《物联网技术与绿色运维》课程合作企业：云顿（北京）科技有限公司，中国建筑装饰集团有限公司。

6 项目实践课程考核方式

课程每学期采用平时成绩和阶段性成果验收成绩两部分进行考核，平时成绩占50%，阶段性成果验收占50%。

（1）《BIM技术综合应用》：以3-5人成组完成三个案例的大作业，最终成果主要由BIM模型和汇报PPT组成，成果指标参照BIM类大赛。

（2）《装配式结构正向设计》：以3-5人成组完成相关一个案例的完整流程，成果包括BIM模型和配套图纸，经过小组答辩优秀者直接推荐参与企业实际项目实践。

（3）《数字建造工厂技术与实践》：以3-5人成组完成相关一个案例的完整流程，成果包括预制工厂工艺及管控流程设计及数字建造生产仿真系统设计，经过小组答辩优秀者直接推荐参与企业实际项目实践。

（4）《智能建造机器人应用》：以3-5人成组完成两个以上虚拟施工场景下的机械手平台实验，并制作PPT参加答辩，优胜者推荐参加相关国家级竞赛。

（5）《四足机器人和智能巡检》：以3-5人成组完成两个以上虚拟施工场景下的四足机器人平台实验，并制作PPT参加答辩，优胜者推荐参加相关国家级竞赛。

（6）《物联网技术与绿色运维》：以3-5人成组完成一个场景下物联网设计到架构开发，并制作PPT参加答辩。