建筑工業(yè)化與智能建造融合發(fā)展的幾點(diǎn)思考

　　摘要：人類社會(huì)每一次重大的科技與產(chǎn)業(yè)革命，必將引起建筑業(yè)的新變革。今天，我們處在“互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能”的第四次產(chǎn)業(yè)革命新時(shí)代，這一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心是智能化與信息化，將數(shù)字技術(shù)、物理技術(shù)、生物技術(shù)有機(jī)融合在一起，迸發(fā)出強(qiáng)大的力量影響著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)，毋庸置疑也將促使建筑行業(yè)向數(shù)字化、信息化、智能化、系統(tǒng)性集成建造的方向發(fā)展。

　　本文源自中國勘察設(shè)計(jì),2020(09):25-27.《中國勘察設(shè)計(jì)》(月刊)創(chuàng)刊于1985年，由中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)主辦。宣傳貫徹黨和國家對(duì)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的方針、政策、法規(guī)、折射改革開放的重要進(jìn)程,提高勘察設(shè)計(jì)現(xiàn)代化水平,促進(jìn)行業(yè)的繁榮與發(fā)展。本刊政策性強(qiáng),信息量大,內(nèi)容豐富,論述精辟。

　　人類社會(huì)每一次重大的科技與產(chǎn)業(yè)革命，必將引起建筑業(yè)的新變革。今天，我們處在“互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能”的第四次產(chǎn)業(yè)革命新時(shí)代，這一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心是智能化與信息化，將數(shù)字技術(shù)、物理技術(shù)、生物技術(shù)有機(jī)融合在一起，迸發(fā)出強(qiáng)大的力量影響著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)，毋庸置疑也將促使建筑行業(yè)向數(shù)字化、信息化、智能化、系統(tǒng)性集成建造的方向發(fā)展。2020年4月17日，筆者在《中國建設(shè)報(bào)》發(fā)表了《裝配式建筑與智能建造融合發(fā)展是建筑產(chǎn)業(yè)的新機(jī)遇》專題文章，提出通過借鑒我國改革開放同步引進(jìn)工業(yè)化、自動(dòng)化和信息化，實(shí)現(xiàn)“三化合一”，加快工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的經(jīng)驗(yàn)，2016年以來，以裝配式建筑為抓手，實(shí)現(xiàn)“三化融合”，并積極推進(jìn)建筑工業(yè)化與智能建造融合發(fā)展，是改變我國目前建筑產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)現(xiàn)狀、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的歷史性機(jī)遇。

　　為了進(jìn)一步探討這個(gè)重大命題，尤其是勘察設(shè)計(jì)行業(yè)如何積極投身“中國建造”的偉大實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)先導(dǎo)、價(jià)值創(chuàng)造，筆者結(jié)合近幾年的探索，就當(dāng)前及今后建筑工業(yè)化和智能建造的融合發(fā)展問題，提出以下幾點(diǎn)思考，與同業(yè)共勉。

　　第一，不能等到實(shí)現(xiàn)了“三化”以后再去實(shí)現(xiàn)智能化。建筑工業(yè)化和智能建造需要兩步并跑，融合發(fā)展。這需要從頂層設(shè)計(jì)的角度，梳理與建筑工業(yè)化和智能建造先進(jìn)生產(chǎn)力相適應(yīng)的建筑組織管理模式，參考發(fā)展高鐵、大飛機(jī)和航母的系統(tǒng)工程思維，全方位、全過程統(tǒng)籌高質(zhì)量建筑產(chǎn)品供給。還需要對(duì)標(biāo)國際通行的工程建設(shè)組織模式，改革工程建設(shè)招投標(biāo)體制和利益分配格局，在積極發(fā)展建筑工業(yè)化的同時(shí)，孕育有利于智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境，并通過立法立規(guī)，形成長效機(jī)制。

　　第二，加強(qiáng)建筑科技投入。首先，裝配式建造方式是實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要抓手，也是實(shí)現(xiàn)智能建造的關(guān)鍵過程，不能簡單跨越，需要繼續(xù)加大國家級(jí)重點(diǎn)專項(xiàng)的推動(dòng)作用。穩(wěn)定相關(guān)政策，鼓勵(lì)社會(huì)力量繼續(xù)積極投入，力爭用5年時(shí)間從目前的跟跑上升到并跑;其次，數(shù)字信息驅(qū)動(dòng)機(jī)器人參與建造是智能建造的典型特征，要加大智能建造機(jī)器人的研發(fā)，現(xiàn)階段宜重點(diǎn)推進(jìn)工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器人工程應(yīng)用，適度投入施工機(jī)器人相關(guān)研究;最后，科研投入要清晰指向建筑工業(yè)化與智能建造融合發(fā)展的領(lǐng)域和方向，避免因路徑模糊造成認(rèn)識(shí)誤區(qū)，牢固樹立建筑工業(yè)化和智能建造融合發(fā)展、一茬接著一茬干的正確觀念。

　　第三，科學(xué)決策，用開放的態(tài)度、發(fā)展的眼光和顛覆式的創(chuàng)新，發(fā)揮我國在互聯(lián)網(wǎng)和5G領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，突破智能建造關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字設(shè)計(jì)是智能建造的基礎(chǔ)，目前，我國主要數(shù)字設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)性技術(shù)大多來自國外先進(jìn)國家和地區(qū)，從信息安全的角度應(yīng)該發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的BIM軟件，大方向是完全正確的，但也要以開放的態(tài)度積極融入第四次產(chǎn)業(yè)革命的國際化進(jìn)程，力爭實(shí)現(xiàn)并跑，最終領(lǐng)跑。因此，應(yīng)該用辨證和發(fā)展的眼光來規(guī)劃我們的發(fā)展路徑，避免過多基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的重復(fù)投資、建設(shè)、研究，對(duì)標(biāo)新動(dòng)能，基于互聯(lián)網(wǎng)、5G等新平臺(tái)，充分結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)，開發(fā)顛覆性、替代性的軟件產(chǎn)品，打造數(shù)字信息的載體，支撐商務(wù)、設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維全過程的信息傳遞和交互。

　　第四，用科學(xué)的系統(tǒng)理論及集成設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)建筑工業(yè)化與智能建造融合組織管理模式。建筑工業(yè)化與智能建造的融合不等于簡單相加，應(yīng)要將二者看作一個(gè)整體有機(jī)的系統(tǒng)工程，需要集成若干技術(shù)要素。各子系統(tǒng)通過智能化精確制造并集成為完整的體系，以整體最優(yōu)為目標(biāo)，構(gòu)建設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、施工、使用全過程集成頂層設(shè)計(jì)實(shí)施路線圖，突破傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、單方向的信息傳遞方式，實(shí)現(xiàn)全方位、交互式的信息傳遞和實(shí)時(shí)協(xié)同。圍繞建筑業(yè)提質(zhì)增效“跨越式發(fā)展”的核心，實(shí)現(xiàn)從數(shù)字設(shè)計(jì)、云端采購、智能工廠、智慧工地到產(chǎn)品集成展示及運(yùn)維平臺(tái)等的全產(chǎn)業(yè)鏈貫通的項(xiàng)目組織管理模式，打造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的革命性的設(shè)計(jì)與建造方式。

　　建筑工業(yè)化與智能建造融合發(fā)展需解決的問題

　　系統(tǒng)集成理論指導(dǎo)建筑工業(yè)化與智能建造融合模式

　　建成的可視化數(shù)字模型

　　中建科技自主研發(fā)的智能建造機(jī)器人

　　BIM在建筑全生命期的應(yīng)用

　　第五，重視設(shè)計(jì)的引領(lǐng)作用，加強(qiáng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)建筑工業(yè)化智能建造的高效實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化工廠化生產(chǎn)和裝配化施工的前提，是引領(lǐng)智能建造實(shí)施的先決條件。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)運(yùn)用模數(shù)協(xié)調(diào)和模塊組合的方法來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，同時(shí)重視各專業(yè)在設(shè)計(jì)不同階段的協(xié)同工作。標(biāo)準(zhǔn)化不僅限于建筑的標(biāo)準(zhǔn)化，還包括結(jié)構(gòu)、機(jī)電、內(nèi)裝及關(guān)聯(lián)部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化;不僅限于技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，還涉及管理的標(biāo)準(zhǔn)化。需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)不等于千篇一律，標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化應(yīng)該是對(duì)立統(tǒng)一的有機(jī)整體，應(yīng)該立足于實(shí)現(xiàn)多樣化前提下的標(biāo)準(zhǔn)化。值得一提的是，更高層次的標(biāo)準(zhǔn)化，在人工智能時(shí)代既可通過交互式菜單選擇，也可以通過數(shù)字驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化定制來實(shí)現(xiàn)。

　　第六，勘察設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)加大數(shù)字設(shè)計(jì)的普及力度，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)無死角的數(shù)字化升級(jí)。智能建造要依托數(shù)字設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，通過BIM等數(shù)字化技術(shù)搭建一體化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，支持“全員、全專業(yè)、全過程”的應(yīng)用，建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、內(nèi)裝、造價(jià)等專業(yè)在平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，并提供模塊化、輕量化的數(shù)字信息模型。該模型集成相關(guān)信息，構(gòu)建模塊化的構(gòu)件庫、部品庫和資源庫，支持將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、供應(yīng)商等資源結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)全過程的協(xié)同，優(yōu)化資源配置。目前，業(yè)內(nèi)基于BIM技術(shù)的數(shù)字化設(shè)計(jì)推廣發(fā)展不均衡，一些大型央企普及率較高，而大量的中小企業(yè)和民企還有較大差距，從企業(yè)資質(zhì)角度來看，呈現(xiàn)資質(zhì)較高的企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃更完善的趨勢(shì)。該狀況亟待行業(yè)從總體規(guī)劃、政策傾斜、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定等方面進(jìn)行頂層統(tǒng)籌推進(jìn)，唯有全行業(yè)內(nèi)企業(yè)的集體升級(jí)，才能實(shí)現(xiàn)協(xié)同合作及上下游產(chǎn)業(yè)鏈銜接的信息全面準(zhǔn)確共享，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)及項(xiàng)目落地實(shí)施質(zhì)量。

　　第七，重視跨界型、全面型人才培養(yǎng)。在經(jīng)濟(jì)全球化、科技綜合化、信息多元化的今天，建筑行業(yè)從業(yè)者更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)各專業(yè)和工種之間的融合，關(guān)注跨領(lǐng)域?qū)W科和技術(shù)交叉。而建筑工業(yè)化與智能建造的融合正是一個(gè)完美的交叉點(diǎn)，跨界建筑、土木工程、電子信息、機(jī)械工程等傳統(tǒng)專業(yè)以及人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新興領(lǐng)域，需要培養(yǎng)能夠突破專業(yè)知識(shí)壁壘、擅長融會(huì)貫通和跨界整合、懂得充分利用創(chuàng)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(tuán)隊(duì)，才能促進(jìn)不同專業(yè)間的融合，使各創(chuàng)新要素之間互補(bǔ)匹配，形成交互的集成融合創(chuàng)新系統(tǒng)，進(jìn)而使該系統(tǒng)的整體功能發(fā)生質(zhì)的飛躍。

　　我們要聚焦于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，面向未來開展顛覆性、革命性的集成創(chuàng)新。從過去的單點(diǎn)升級(jí)為全面涵蓋數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字生產(chǎn)和數(shù)字施工三大環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)工程，打通數(shù)字信息在建筑工業(yè)化全過程有效傳遞的壁壘，融合建筑機(jī)器人應(yīng)用，構(gòu)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(shù)字設(shè)計(jì)、智能算量、智能工廠、智慧工地和云端運(yùn)維的數(shù)據(jù)壁壘，鏈接軟件、裝備、組織、管理的各種斷點(diǎn)，積極推進(jìn)建筑工業(yè)化和智能建筑的融合發(fā)展，促進(jìn)“中國建造”的高質(zhì)量發(fā)展。