數字技術為建筑業創新賦能

文｜本刊記者 汪莉莉

2018年4月22日上午，《數字中國建設發展報告(2017年)》(以下簡稱《報告》)在首屆數字中國建設峰會上發布。《報告》指出，黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視網絡安全和信息化發展，加強頂層設計、總體布局，做出建設數字中國的戰略決策。黨中央、國務院出臺《國家信息化發展戰略綱要》《“十三五”國家信息化規劃》，明確了數字中國建設發展的路線圖和時間表。

如今，以云計算、移動互聯網、大數據和人工智能為代表的新一代信息技術，正在全球范圍推進經濟社會向數字經濟和智慧社會快速進化，數字經濟作為新時代的經濟模式，正成為全球各國競爭的新焦點。相關數據顯示，2017年，我國數字經濟規模達27.2萬億元，同比增長20.3%，占GDP的比重達到32.9%。工業互聯網加快發展，智能制造工程深入實施，信息進村入戶工程全面實施。

隨著全球信息化浪潮洶涌而至，世界各國都把推進信息技術發展作為實現創新發展的重要動能。我國也步入了數字化變革的新時代，各種數字科技的創新應用，正在深刻改變著社會與經濟發展的模式。數字經濟也從各個方面改變著人們的生產和生活方式，成為經濟增長新動能。

建筑業向數字化轉型

近年來，我國建筑業一直在以超越GDP增速的速度快速發展。盡管建筑產業設計建造能力持續增強、產業規模不斷擴大，卻存在著發展方式粗放、能耗高、污染大、效率低等問題，這與當前國家轉型升級、創新發展戰略嚴重不符。與此同時，隨著互聯網、物聯網、云計算、人工智能等技術的快速發展，世界建造理念又迎來一個新的轉型——向數字建造轉型?；ヂ摼W時代，建筑產業轉型升級是大勢所趨，而數字化則是建筑業轉型升級的核心引擎。

“互聯網+制造”打開了工業 4.0 時代的大門，建筑業也涌現出一批前沿的施工技術，如BIM、云計算、大數據、VR/AR、3D打印等，這些信息技術能夠有效幫助施工企業實現精細化管理和集約化發展。如今，建筑企業正邁向數字施工階段，BIM技術、云技術、移動互聯網技術等新技術能夠解決時間、空間問題。

智慧建造是數字化在施工工地的具體體現。從2013年開始，隨著互聯網技術迅猛發展和應用，在國家“互聯網+”行動計劃推動下，施工現場信息化開始突破固有的企業ERP的傳統信息化實施模式。諸如BIM技術、物聯網、云技術、大數據、移動技術等更多的軟硬件技術被集成應用在施工現場，與傳統信息化平臺集成實現優勢互補。

在這樣的發展背景下，針對現場管理業務的不同信息化應用百花齊放。這些應用都充分集成了諸如BIM技術、物聯網技術、云技術、大數據和移動技術等先進信息技術，并與傳統的信息化管理平臺集成，使得施工現場信息化應用呈現出數字化、智能化、在線化和可視化等應用特點。施工項目現場變成一個有感知、有生命、有智慧的有機體。

信息技術實現施工現場數字化管控

實際上，智慧建造是智慧城市理念在建筑行業的具體體現，是建立在高度的信息化基礎上的一種支持對人和物全面感知、施工技術全面智能、工作互通互聯、信息協同共享、決策科學分析、風險智慧預控的新型信息化手段。它聚焦工程施工現場，緊緊圍繞人、機、料、法、環等關鍵要素，綜合運用BIM技術、物聯網、云計算、大數據、移動和智能設備等軟硬件信息化技術，與一線生產過程相融合，對施工生產、商務、技術等管理過程加以改造，提高工地現場的生產效率、管理效率和決策能力等，實現工地的數字化、精細化、智慧化管理。

智慧建造利用多項信息技術來解決施工現場的管理問題，在施工現場的事前策劃、施工控制和事后決策分析等方面都有信息技術的應用。例如借助BIM技術，能在計算機內實現設計、施工和運維數字化的虛擬建造過程，并形成優化的方案指導實際的建造作業，極大提高設計質量、降低施工變更、提升工程可實施性。

目前，BIM技術已經被廣泛應用在施工現場管理中。在施工方案制定環節，利用BIM技術可以進行施工模擬，分析施工組織、施工方案的合理性和可行性，排除可能的問題。例如管線碰撞問題、施工方案（深基坑、腳手架）模擬等的應用，對于結構復雜和施工難度高的項目尤為重要。在施工過程中，將成本、進度等信息要素與模型集成，形成完整的5D施工模型，幫助管理人員實現施工全過程的動態造價管理、計劃與實施的動態對比等，實現施工過程的成本、進度和質量的數字化管控。與此同時，BIM技術的應用也逐漸呈現出與物聯網、智能化設備、移動應用等技術集成應用的趨勢，發揮著更大的作用。在竣工交付環節，所有圖紙、設備清單、設備采購信息、施工期間的文檔都可以基于BIM模型統一管理，可視化的施工資料和文檔管理，為今后建筑物的運維管理提供了數據支撐。

在施工現場，利用物聯網還可以使現場數據的獲取更加智能、準確和及時，并可以將有效信息整合到信息系統中，提高系統的實時性和自動化程度。物聯網是通過在建筑施工作業現場安裝各種RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何與工程建設相關的人員或物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，從而實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。彌補傳統方法和技術在監管中的缺陷，實現對施工現場人、機、料、法、環的全方位實時監控，變被動“監督”為主動“監控”。利用物聯網可以隨時隨地獲取現場人員、材料和機械等數據；通過通信網與互聯網，可以將實時獲取的數據隨時隨地進行交互、共享，同時，利用云計算、大數據、模式識別等智能計算技術，對海量的數據進行分析與處理，提取有用信息，實現智能決策與控制。

大數據為科學決策和智能處理提供技術基礎

隨著寬帶無線接入技術和移動終端技術的飛速發展，移動互聯網已經開始向各個行業滲透。移動應用對于建筑施工現場有著天然的符合度，施工現場人員的主要工作職責和日常工作發生地點一般在施工生產現場，而不是辦公區的固定辦公室。基于PC機的信息化系統難以滿足走動式辦公的需求，移動應用恰好解決了信息化應用最后一公里的尷尬。通過項目現場移動APP的應用，實現項目施工現場一線管理人員的碎片化時間整合利用。

目前，移動應用被廣泛的應用在現場即時溝通協同、現場質量安全檢查、規范資料的實時查詢等方面。同時，移動應用與物聯網技術、BIM技術、云技術集成應用，在手機視頻監控、二維碼掃描跟蹤、模型現場檢查、多方圖檔協同工作上也得到了深度應用，并產生了極大的價值。利用移動應用，可以提升管理人員在現場的安全監控、質量監管、物資管理、設備檢修維護等工作效率和工作質量。

項目施工過程中將會產生海量的數據，例如工程進度數據、合同數據、付款數據、供應商評審信息、詢價信息，勞務數據、質量檢驗數據、施工現場的監控視頻等多種數據信息。隨著數字技術在項目施工現場的應用，建設項目產生的數據將成倍的增加。以一個建筑物為例，一棟樓在設計施工階段大概能產生10T的數據，如果到了運維階段，數據量還會更大。這些數據充分體現了大數據的四個特征，即多源、多格式、海量等，對這些數據進行收集整理并再利用，可以幫助企業更好的預測項目風險，提前預測，提高決策能力；也可幫助業務人員分析提取分類業務指標，并用于后續的項目。例如從大量預算工程中分析提取不同類型工程的造價指標，輔助后續項目的估算。通過大數據和云技術，能有效實現工程項目資源整合和集中化管理，實現工程信息資源的集中共享，提高工程參建各方的協同效率。海量數據的分析，還可挖掘出管理要素之間的關聯性，為科學決策和準確預測提供技術基礎。

數字化時代，在施工現場應用專業化系統，充分利用BIM技術、物聯網等先進信息化技術手段，適應現場環境的要求，針對施工現場數據采集難、監管不到位等問題，能夠提高數據獲取的準確性、及時性、真實性和響應速度，實現施工過程的全面感知、互通互聯、智能處理和協同工作。同時，基于實時采集并集成的一線生產數據建立決策分析系統，通過大數據分析技術對監管數據進行科學分析、決策和預測，可以實現智慧型的輔助決策功能，提升企業和項目的科學決策分析能力。此外，通過數據中心的建設，建立項目知識庫，利用移動應用等手段，植入一線工作中，使得知識發揮真正的價值。

總而言之，在數字化變革的大趨勢下，建筑行業需要用數字技術引領產業變革，擺脫粗放式發展模式，向以裝配式建筑為代表的工業化、精細化方向轉型才能實現可持續健康發展。