建筑工業化與智能建造融合發展的幾點思考

　　摘要：人類社會每一次重大的科技與產業革命，必將引起建筑業的新變革。今天，我們處在“互聯網、大數據、人工智能”的第四次產業革命新時代，這一輪產業革命的核心是智能化與信息化，將數字技術、物理技術、生物技術有機融合在一起，迸發出強大的力量影響著經濟和社會，毋庸置疑也將促使建筑行業向數字化、信息化、智能化、系統性集成建造的方向發展。

　　本文源自中國勘察設計,2020(09):25-27.《中國勘察設計》(月刊)創刊于1985年，由中國勘察設計協會主辦。宣傳貫徹黨和國家對勘察設計行業的方針、政策、法規、折射改革開放的重要進程,提高勘察設計現代化水平,促進行業的繁榮與發展。本刊政策性強,信息量大,內容豐富,論述精辟。

　　人類社會每一次重大的科技與產業革命，必將引起建筑業的新變革。今天，我們處在“互聯網、大數據、人工智能”的第四次產業革命新時代，這一輪產業革命的核心是智能化與信息化，將數字技術、物理技術、生物技術有機融合在一起，迸發出強大的力量影響著經濟和社會，毋庸置疑也將促使建筑行業向數字化、信息化、智能化、系統性集成建造的方向發展。2020年4月17日，筆者在《中國建設報》發表了《裝配式建筑與智能建造融合發展是建筑產業的新機遇》專題文章，提出通過借鑒我國改革開放同步引進工業化、自動化和信息化，實現“三化合一”，加快工業現代化發展進程的經驗，2016年以來，以裝配式建筑為抓手，實現“三化融合”，并積極推進建筑工業化與智能建造融合發展，是改變我國目前建筑產業大而不強現狀、實現高質量發展的歷史性機遇。

　　為了進一步探討這個重大命題，尤其是勘察設計行業如何積極投身“中國建造”的偉大實踐，實現設計先導、價值創造，筆者結合近幾年的探索，就當前及今后建筑工業化和智能建造的融合發展問題，提出以下幾點思考，與同業共勉。

　　第一，不能等到實現了“三化”以后再去實現智能化。建筑工業化和智能建造需要兩步并跑，融合發展。這需要從頂層設計的角度，梳理與建筑工業化和智能建造先進生產力相適應的建筑組織管理模式，參考發展高鐵、大飛機和航母的系統工程思維，全方位、全過程統籌高質量建筑產品供給。還需要對標國際通行的工程建設組織模式，改革工程建設招投標體制和利益分配格局，在積極發展建筑工業化的同時，孕育有利于智能建造產業發展的市場環境，并通過立法立規，形成長效機制。

　　第二，加強建筑科技投入。首先，裝配式建造方式是實現建筑工業化的重要抓手，也是實現智能建造的關鍵過程，不能簡單跨越，需要繼續加大國家級重點專項的推動作用。穩定相關政策，鼓勵社會力量繼續積極投入，力爭用5年時間從目前的跟跑上升到并跑;其次，數字信息驅動機器人參與建造是智能建造的典型特征，要加大智能建造機器人的研發，現階段宜重點推進工廠生產環節的機器人工程應用，適度投入施工機器人相關研究;最后，科研投入要清晰指向建筑工業化與智能建造融合發展的領域和方向，避免因路徑模糊造成認識誤區，牢固樹立建筑工業化和智能建造融合發展、一茬接著一茬干的正確觀念。

　　第三，科學決策，用開放的態度、發展的眼光和顛覆式的創新，發揮我國在互聯網和5G領域的技術優勢，突破智能建造關鍵技術。數字設計是智能建造的基礎，目前，我國主要數字設計軟件的基礎性技術大多來自國外先進國家和地區，從信息安全的角度應該發展自主知識產權的BIM軟件，大方向是完全正確的，但也要以開放的態度積極融入第四次產業革命的國際化進程，力爭實現并跑，最終領跑。因此，應該用辨證和發展的眼光來規劃我們的發展路徑，避免過多基于計算機技術的重復投資、建設、研究，對標新動能，基于互聯網、5G等新平臺，充分結合大數據、云計算、物聯網、人工智能、區塊鏈等新技術，開發顛覆性、替代性的軟件產品，打造數字信息的載體，支撐商務、設計、采購、生產、施工、運維全過程的信息傳遞和交互。

　　第四，用科學的系統理論及集成設計方法指導建筑工業化與智能建造融合組織管理模式。建筑工業化與智能建造的融合不等于簡單相加，應要將二者看作一個整體有機的系統工程，需要集成若干技術要素。各子系統通過智能化精確制造并集成為完整的體系，以整體最優為目標，構建設計、采購、生產、施工、使用全過程集成頂層設計實施路線圖，突破傳統點對點、單方向的信息傳遞方式，實現全方位、交互式的信息傳遞和實時協同。圍繞建筑業提質增效“跨越式發展”的核心，實現從數字設計、云端采購、智能工廠、智慧工地到產品集成展示及運維平臺等的全產業鏈貫通的項目組織管理模式，打造具有自主知識產權的革命性的設計與建造方式。

　　建筑工業化與智能建造融合發展需解決的問題

　　系統集成理論指導建筑工業化與智能建造融合模式

　　建成的可視化數字模型

　　中建科技自主研發的智能建造機器人

　　BIM在建筑全生命期的應用

　　第五，重視設計的引領作用，加強設計標準化，促進建筑工業化智能建造的高效實施。標準化設計是實現建筑工業化工廠化生產和裝配化施工的前提，是引領智能建造實施的先決條件。在設計中，應強調運用模數協調和模塊組合的方法來實現標準化的設計，同時重視各專業在設計不同階段的協同工作。標準化不僅限于建筑的標準化，還包括結構、機電、內裝及關聯部品部件的標準化、系列化;不僅限于技術的標準化，還涉及管理的標準化。需要注意的是，標準化設計不等于千篇一律，標準化和多樣化應該是對立統一的有機整體，應該立足于實現多樣化前提下的標準化。值得一提的是，更高層次的標準化，在人工智能時代既可通過交互式菜單選擇，也可以通過數字驅動的個性化定制來實現。

　　第六，勘察設計行業應加大數字設計的普及力度，實現全行業無死角的數字化升級。智能建造要依托數字設計來實現，通過BIM等數字化技術搭建一體化協同設計平臺，支持“全員、全專業、全過程”的應用，建筑、結構、機電、內裝、造價等專業在平臺實現高效協同，并提供模塊化、輕量化的數字信息模型。該模型集成相關信息，構建模塊化的構件庫、部品庫和資源庫，支持將設計、生產、施工、供應商等資源結合在一起，實現全過程的協同，優化資源配置。目前，業內基于BIM技術的數字化設計推廣發展不均衡，一些大型央企普及率較高，而大量的中小企業和民企還有較大差距，從企業資質角度來看，呈現資質較高的企業BIM技術應用規劃更完善的趨勢。該狀況亟待行業從總體規劃、政策傾斜、規范標準制定等方面進行頂層統籌推進，唯有全行業內企業的集體升級，才能實現協同合作及上下游產業鏈銜接的信息全面準確共享，進而提升設計及項目落地實施質量。

　　第七，重視跨界型、全面型人才培養。在經濟全球化、科技綜合化、信息多元化的今天，建筑行業從業者更應該強調各專業和工種之間的融合，關注跨領域學科和技術交叉。而建筑工業化與智能建造的融合正是一個完美的交叉點，跨界建筑、土木工程、電子信息、機械工程等傳統專業以及人工智能、物聯網、區塊鏈等新興領域，需要培養能夠突破專業知識壁壘、擅長融會貫通和跨界整合、懂得充分利用創造性思維的“一專多能”的全面型人才。唯有善于跨界和交叉的人才和團隊，才能促進不同專業間的融合，使各創新要素之間互補匹配，形成交互的集成融合創新系統，進而使該系統的整體功能發生質的飛躍。

　　我們要聚焦于互聯網、大數據和智能機器人應用領域，面向未來開展顛覆性、革命性的集成創新。從過去的單點升級為全面涵蓋數字設計、數字生產和數字施工三大環節關鍵技術的系統工程，打通數字信息在建筑工業化全過程有效傳遞的壁壘，融合建筑機器人應用，構建全鏈條的智能建造體系。

　　未來已來，讓我們攜起手來，打通數字設計、智能算量、智能工廠、智慧工地和云端運維的數據壁壘，鏈接軟件、裝備、組織、管理的各種斷點，積極推進建筑工業化和智能建筑的融合發展，促進“中國建造”的高質量發展。