港大建筑学院团队运用区块链技术开发

香港大学(港大)建筑学院团队研发e-inspection 2.0(电子化质量检测2.0)系统及流动应用平台易检达(e-inStar),于新冠疫情期间,用于监察在内地生产的学生宿舍模块组件的制造和运输到港流程,减省过境检测的人手,同时有效确保单位的质量。
电子化质量检测2.0系统运用了 区块链(Blockchain)、建筑信息模型(BIM)、 物联网(IoTs)和地理信息系统(GIS)等尖端数码化技术,实时对每个施工流程作检测监察,跟踪整个运输过程直至模块运抵香港地盘安装。检测应用程序属全球首创,业界有望更广泛应用于远程作业的追踪监测,成为电子化质量检测新标准。
研究成果已于美国土木工程师协会(The American Society of Civil Engineers, ASCE)的学术期刊Journal of Management in Engineering刊登。
政府于2017年施政报告提出「组装合成」(Modular Integrated Construction, MiC)新型建筑技术,鼓励公私营机构采用,以加快建屋速度、提高供应量。新建筑法将大部分传统现场施工转移为工厂中的模块生产和组装,可大幅缩短楼宇建造时间,应对建造业人手不足的问题,及减少工程对环境的影响。
港大的黄竹坑学生宿舍是「组装合成」建筑法的先导项目,兴建两座17层高的宿舍,提供1,224宿位,预计2023年第二季度落成。当中制造共约1,000个独立模块(包括住宿房间和厕所),在 广东省的工厂异地生产,经检测合格后用集装箱经船舶和卡车运输到香港,最后在黄竹坑建筑工地上组装。
为确保从内地制造到运输至香港进行现场安装的模块符合规定的质量标准,新冠疫情之前,香港建筑业的持份者需要派遣检测员过境进行检测,当中牵涉大量人手和繁重的文书工作。
目前协助业界的检测工具有e-inspection 1.0(电子化质量检测1.0)系统,采用一些新型的数码化手段,把检测照片和生成检测表格等上载存盘,减轻书面工作的负担,但最后仍必须要认可人员亲临现场进行审查核实。
新冠疫情期间,因为实施社交距离以及边境管制检疫措施,从香港派遣一支认可人士队伍到内地工厂进行检测变得非常困难。
由港大建筑学院房地产建设学系吕伟生教授和薛帆博士、城市规划及设计系叶嘉安教授,以及港大物业处主任谭景良先生组成的研究团队,获创新及科技基金物流及 供应链多元技术研发中心资助,利用多种尖端数码化技术,把「组装合成」建筑法的标准化检测过程编码进移动应用程序中,实现在离岸工厂中的标准化检测工作。
团队研发的电子化质量检测2.0系统,其前端是一个名为易检达(e-inStar)的流动应用程序(APP),建构一个平台让所有持份者参与。其操作流程包括:
1.        先由承包商就项目创建一个检测任务列表,上载易检达
2.        项目参与者(如注册结构工程师、认可人士)需根据各自的职责类型在平台上登记。
3.        易检达采用双因素认证(即密码和指纹)来核实检测员的身份。
4.        当某个施工活动完成时,承包商要按检测清单,逐项检测并记录检测数据(即检测结果和照片)
5.        在每个停工待检点,业主代表和/或注册结构工程师、认可人士和屋宇装备督察会要求承包商在实时视频监督下对建筑进行覆查。
6.        覆查结果会与检测记录进行比较,若两者相同且符合要求,业主代表和/或注册结构工程师、认可人士和屋宇装备督察可以对检测记录进行电子签名。
7.        若发现任何不一致或不符合规定的情况,可要求承包商重新检测。所有过程记录以分布式的方式存储在区块链网络中,确保全过程具有可追溯性。
8.        签名后的记录被视为具法律效力的文件,亦存储在区块链网络中,确保不可篡改。
团队利用物联网技术来收集组件温度、湿度、振动和位置信息,地理信息系统提供实时位置的证明,建筑信息模型应用于信息管理和展示。
「更重要的是,系统采用 区块链技术,确保从移动应用程序、物联网和地理信息系统收集的所有检测信息,包括上载的照片和文件、相关人士的签注等不可篡改,对每个流程的责任人具可追责性,每个环节具可追溯性。」港大房地产建设学系吕伟生教授说。
吕教授的iLab团队,一直从事建筑信息建模开发研究,把建筑从设计、施工、运行至整个周期终结的各种信息有效整合管理,让各个环节的人员可以协同工作,为其他高端科技的应用提供基础。他研发相关的i-Core技术,2015年获香港建造业议会青年创新奖。
「GPS技术的加入可以提供原产地证书和实时的位置证明,管理人员可以随时查看模块实时位置,为建设工程的物料实时精益管理提供精准时空数据,从而提高工程效率。」地理信息系统专家、港大城市规划及设计系叶嘉安院士说。叶院士团队在室内外导航系统研发方面成果丰硕,有多个专利,本项目也在物流监测方面应用了团队研发的应用程序和智能地址牌硬件设备。
「建筑学院的专家运用高端科技,结合我们在工程上的实战经验,e-inStar应用平台证明可靠、有效,让我们监察模块制造过程的每个细节。出厂后整个运输过程,透过e-inStar可实时知道模块的位置、温度、有否受潮或经历震荡等,不会到『收货』时才知道。每个模块都有自己的『出生证明』,清楚记录了每个检测流程的详细数据和责任人等。」港大物业处主任谭景良先生说。他指出香港的建筑业发展蓬勃,期望新系统能与业界分享,促进本地建筑业高科技发展。

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发布于 2022-06-07 13:06:00
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