自动化技术在电气工程施工过程中的创新应用

摘要：随着建筑工业化与智能制造的深度融合，电气工程施工正从传统人工主导模式向 “自动化、智能化、精准化” 转型。自动化技术凭借其高效性、稳定性与可控性，在电气工程施工的测量放线、设备安装、布线接线、调试检测等关键环节展现出显著优势。本文结合电气工程施工的实际需求，系统分析 BIM 技术、机器人技术、物联网技术等在施工各阶段的创新应用场景，针对当前应用中存在的技术融合不足、人才短缺等问题提出优化建议，旨在为提升电气工程施工质量、缩短工期、降低成本提供实践参考，推动电气工程施工行业的高质量发展。

关键词：自动化技术；电气工程施工；BIM 技术；施工机器人；物联网

一、引言

电气工程作为建筑工程、工业生产的核心组成部分，其施工质量直接关系到后续电力系统的安全稳定运行。传统电气工程施工中，测量放线依赖人工仪器操作，精度易受人为因素影响；设备安装依赖起重机械与人工配合，效率低下且存在安全隐患；调试检测依赖经验判断，故障排查难度大。随着自动化技术的快速发展，以数字化、智能化为核心的施工技术体系逐步建立。例如，BIM 技术实现施工全过程的可视化管理，施工机器人替代人工完成高危、重复作业，物联网技术实现施工设备与数据的实时互联。这些技术的创新应用，不仅解决了传统施工中的痛点问题，还推动了电气工程施工的标准化与集约化发展，成为行业转型升级的重要驱动力。

二、自动化技术在电气工程施工各阶段的创新应用

（一）施工准备阶段：数字化规划与模拟

自动化技术在施工准备阶段的核心价值在于实现 “虚拟预演、精准规划”。依托 BIM（建筑信息模型）技术构建电气工程三维数字化模型，整合电气设备参数、管线走向、土建结构等数据，实现设计图纸的可视化呈现与碰撞检测。通过 BIM 软件的自动化分析功能，可自动识别管线与梁柱、管线与管线之间的碰撞点，生成碰撞报告并提出优化方案，避免施工阶段的返工。例如，在高层建筑电气工程施工中，利用 BIM 技术对强电、弱电、消防管线进行综合排布优化，可减少 30% 以上的管线调整工作量。同时，结合物联网技术部署环境监测终端，实时采集施工场地的温度、湿度、风速等环境参数，通过自动化算法判断施工条件是否满足电气设备安装要求，为施工计划调整提供数据支撑。

（二）测量放线阶段：智能设备替代人工操作

传统电气管线、设备基础的测量放线依赖水准仪、经纬仪等人工操作仪器，存在精度低、效率差的问题。自动化技术通过智能测量设备的应用，实现测量放线的 “无人化、高精度”。采用全站仪与 GNSS 定位系统结合的智能测量机器人，通过预设施工坐标参数，可自动完成点位放样、距离测量与数据记录，测量精度可达 ±1mm，效率较人工提升 5 倍以上。在大型工业厂房电气工程施工中，智能测量机器人可按照 BIM 模型中的设备安装坐标，自动在地面、墙面标记管线走向与设备安装基准线，避免人工标记的偏差。同时，采用激光扫描技术对施工场地进行三维扫描，生成点云模型并与 BIM 模型进行比对，自动检测土建结构的实际尺寸与设计尺寸偏差，为电气设备安装的精度调整提供依据。

（三）设备安装阶段：施工机器人主导作业

设备安装是电气工程施工的核心环节，自动化技术通过施工机器人的应用，显著提升安装效率与安全性。在变压器、配电柜等大型设备安装中，采用自动化吊装机器人，通过视觉识别技术定位设备吊装点，结合力传感器实时调整吊装力度，避免设备碰撞与损坏；机器人搭载的自动夹紧装置可实现无人化操作，吊装效率较传统起重机提升 40%。在电气管线敷设中，针对狭小空间或高空作业场景，采用管道敷设机器人，其柔性机身可适应复杂管线走向，通过远程控制完成管线牵引与固定，减少人工高空作业风险。在电缆敷设环节，采用自动化电缆牵引机，通过变频调速系统控制牵引速度，配合张力控制系统避免电缆过度拉伸，同时自动记录敷设长度，实现电缆用量的精准控制。

（四）布线接线阶段：自动化设备提升标准化水平

布线接线的规范性直接影响电气系统的运行稳定性，自动化技术通过专用设备实现接线过程的 “标准化、高效化”。在配电柜内部接线中，采用自动化接线机器人，通过图像识别技术定位接线端子，搭载的机械臂可自动完成导线剥线、压接端子、插入端子排等工序，接线误差控制在 0.1mm 以内，且接线速度较人工提升 3 倍以上。机器人可根据预设的接线图纸自动执行操作，避免人工接线的错接、漏接问题。在电缆头制作环节，采用自动化电缆头处理机，集成剥外护套、剥绝缘层、压接屏蔽层等功能，通过程序控制实现各工序的自动化衔接，确保电缆头制作质量的一致性。

三、自动化技术在电气工程施工应用中的难点与优化建议

（一）主要应用难点

技术融合度不足：部分施工企业仅单一应用某类自动化技术，未实现 BIM、物联网、机器人技术的协同联动，导致数据孤岛问题，难以发挥自动化技术的整体优势。成本投入较高：自动化施工设备与系统的购置、维护成本较高，中小型施工企业难以承担，限制了技术的普及应用。专业人才短缺：自动化技术的应用需要既懂电气工程施工，又掌握计算机、机器人技术的复合型人才，当前行业内此类人才储备不足，影响技术落地效果。标准体系不完善：自动化施工的流程规范、质量验收标准尚未完全建立，导致不同企业的技术应用水平参差不齐。

（二）优化建议

推动技术协同融合：构建 “BIM + 物联网 + 施工机器人” 的一体化施工平台，实现设计数据、施工数据、检测数据的实时共享，通过数据驱动施工全过程的自动化调控。例如，将 BIM 模型的施工参数直接传输至机器人控制系统，实现设计与施工的无缝衔接。降低技术应用成本：鼓励施工企业通过设备租赁、校企合作研发等方式降低成本；政府可出台补贴政策，支持中小型企业引进自动化施工技术；推动自动化设备的国产化替代，降低设备购置成本。加强人才培养：高校应增设电气工程与自动化技术交叉专业，培养复合型人才；施工企业应开展内部培训，邀请专家讲解自动化设备操作与维护知识，同时建立人才激励机制，吸引专业人才。

四、结论与展望

自动化技术在电气工程施工过程中的创新应用，不仅实现了施工效率与质量的双重提升，还推动了行业从 “劳动密集型” 向 “技术密集型” 转型。当前，BIM 技术的可视化规划、施工机器人的自动化作业、物联网的智能化监测已成为电气工程施工的核心技术方向。未来，随着人工智能、数字孪生技术的发展，电气工程施工将迈向 “全流程无人化”：通过数字孪生模型实现施工过程的实时模拟与预测，施工机器人通过自主学习能力适应复杂施工场景，物联网与 5G 技术实现设备与人员的高效协同。同时，自动化技术与绿色施工理念的结合，将推动电气工程施工向低碳、环保方向发展，例如通过自动化调控减少施工能耗，实现建筑行业的可持续发展。

参考文献

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