加快數字化轉型 推動建筑業高質量發展

文｜鄭琪

住房和城鄉建設部聯合多部門印發《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，旨在推動建筑業數字化、智能化轉型升級。關于建筑行業的數字化轉型，具有以下四個突出的特點：

第一是數字建筑的興起帶動了相關工作的進步。傳統的建筑設計，我們可以把它形象地比喻為“找形”，建筑師從合理的自然結果中抽象和提煉出建筑形式。隨著社會的發展，社會結構和資本流動變化，人類社會變得愈加復雜。舒馬赫和扎哈等人觀察到了這種變化，同時依據社會學思想的進步，通過充分利用現代計算機技術，以自然環境的要素作為建筑設計的參數，提出參數化主義。以非線性的概念創造新的建筑形式，這種工作模式可以形象地把它比喻為“造形”。這種創作方法的進步，帶動了相關專業的數字化設計進程，產生了建筑的數字模型，數字化解決了建筑精準的問題。與此同時，隨著全社會數字化水平提高，在材料、建造、運維以至管理工作等各個與建筑相關的各個階段和各個方面都進行了數字化產業升級。

盡管如此，然而建筑的整個生產過程仍然沒有實現數字化，這是因為有一個概念需要明確，就是建筑的二重屬性。

第二是建筑的二重屬性越來越受到社會的重視。建筑的第一個屬性是藝術性，它是建筑師創作的作品，同時它還兼具第二重屬性，建筑還是社會產品，要滿足一定的需求。建筑兼具這兩個屬性，孤立地強調任何一個方面都不能全面的看待和理解建筑。作為產品，就要強調建筑產品的生產方式。傳統的建筑生產方式是分工隔離的，與現代工業生產方式的協同不一樣，與信息化背景下的先進協同方式更相距甚遠。因此，協同是將社會分工組織起來的重要生產方式。

第三是以數據為線索的協同是信息技術時代的建筑生產方式。從亞當·斯密撰寫的《國富論》當中就開始提到了分工和協同的概念。從歷史到現在，協同的概念大致經歷了三個發展階段，創造了很多生產過程的飛躍，例如，福特的生產模式，日本的精益化生產模式。如今在網絡背景下，數據流是連接建筑生產全過程的關鍵線索，而且最終可以形成真實完整的建筑數字模型，人們往往稱呼物理的建筑實體和建筑數字模型為數字孿生。

北京市建筑設計研究院有限公司副總經理 鄭琪

第四是從數字建筑到智能建筑。傳感器是將實體建筑和數字建筑聯系在一起的重要設備。實際上，我們現在所處的階段還處在設計智能、施工智能、管理智能等分階段實現智能化的過程之中。未來在大數據的基礎上，智能建筑將向著智能控制和智能運維的方向發展，實現智能建筑的目標。

從以上的分析可以看出，傳統設計方式正在面臨挑戰。這種挑戰首先來自創作的過程。建筑設計在人們的認識中，更接近于藝術創作的過程。隨著復雜性思維的發展，建筑師已經不能僅僅依靠傳統設計模式來表達設計思想和表現設計成果。復雜形體建筑的出現對建筑設計提出了更高的設計要求，傳統的設計方法無法通過二維平面表達復雜的設計理念，此時就需要利用數字技術精準描述各個建筑系統構件的生成控制要素，界定各個建筑系統構件的參照邊界。英國作家阿蘭·德波頓寫過一本書，題目叫做《幸福的建筑》。他談到，進入20世紀隨著現代技術的發展，建筑的技術性在不斷的提高。進入21世紀以后，隨著以互聯網為代表的信息技術高速發展，人們對建筑不再滿足于對空間的要求，而是要求越來越高，且對個性化要求越來越強。數字技術的出現，使建筑的設計過程更加精細，使建筑的形態更加的合理，使建筑的環境更加的舒適健康，使建筑的運行更加的節能。

挑戰還來自于建筑的生產方式。一如前文所述建筑行業轉型升級的一個重要問題是改變生產階段分離、相互銜接不緊湊的問題。傳統建筑業在計劃經濟年代形成了幾大部分，包括前期決策、建筑設計、建筑施工和建筑運維，每個部分相對形成了獨立的工作體系。改革開放40 多年來，隨著專業能力的提升，又涌現出很多專業機構，如招投標、造價咨詢等機構，使得目前建筑行業形成了幾個大部分加若干專業機構的分散狀態。這種分散使得在建筑產品生產過程中數據分散，在迭代的生產過程中既消耗了時間又浪費了能源，傳統的模式難以形成連貫、持續、完善的建筑產品生產體系。

在開啟第二個百年征程，建設社會主義現代化國家的進程中，加快數字化轉型，推動建筑業高質量發展是亟需解決的問題。要突破上面提到的建筑行業的挑戰，我認為需要從以數據為線索的協同和全過程工程管理兩個方面來破解行業難題。

以數據為線索實現協同

實現智能設計的基礎是數字化，其不僅要求將建筑模型實現數字化，而且要以數據為線索，實現三方面的協同。第一個協同是實現建筑模型與結構體系、機電體系的空間數據協同，改變當前拼裝的模式，實現建筑集成化的轉變。第二個協同是建立機電系統的作業數據協同。當前，設計圖紙并不能控制機電安裝過程，造成了安裝結果與設計不相符，甚至影響建筑品質的問題。第三個協同是全部數據協同。計算分析軟件之間的數據協同，可以使得建筑功能更加合理。以數據為線索實現協同實現的目標是通過數據流保證建筑產品的精準。

全過程工程咨詢

傳統的作業模式仍然停留在設計、施工、運維相互分開的模式，這種模式所造就的建筑已經不能滿足社會發展的要求，全過程工程咨詢的模式應運而生。數字方法為全過程工程咨詢提供了可能。建筑信息模型（BIM）最大的優勢是應用貫穿整個項目全生命周期的各個階段，目的是讓項目管理更簡單高效，重點是建設項目各參與方的協同合作，需要全員、全專業聯動才能產生最大價值。以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型。該數據信息模型可以為設計、施工、運營提供相協調的、內部保持一致、并可以進行運算分析的信息。全過程工程管理的意義在于實現了建筑藝術創作和投資造價的平衡。全過程工程管理中的“全過程”涵蓋了三層含義。第一層含義是指建設全過程，包括立項研究、設計、施工準備、施工和運維五個階段。咨詢工程師的工作涵蓋這五個階段的工作，而不再像傳統模式那樣，把五個階段各自獨立開來。第二層含義是通過項目控制、質量進度、成本管理、產能物流以及合約管理五條線索，將全過程當中的全部要素相互關聯，串接成為一個整體，從而實現全要素管理。第三層含義是高質量發展。高質量發展首先是高標準，對于建筑而言，不僅是藝術創作的高標準，而且是社會產品的高標準。全過程工程咨詢是通過策劃工作，并在策劃基礎上，制定切實可行的建設標準，這個標準不僅考慮建設階段的投資，而且考慮運維階段的投資。標準的制定不再像傳統方式只停留在基礎方面，而是深入到建筑的系統、系統的產品、產品的定位等每一個細節，并在整個建設過程中按照標準，控制實施過程，確保建筑高質量。全過程工程咨詢實現的目標是通過全過程控制保證建筑產品高質量。

《中國建筑業信息化發展報告（2021）智能建造應用與發展》的出版發行將為建筑行業數字化轉型帶來深遠影響。數字技術應用是建筑業高質量發展的必然趨勢，對于建筑企業而言理解數字化發展的內涵，了解數字化發展的現狀和趨勢，學習數字化應用案例和方法是一件重要的工作。《中國建筑業信息化發展報告（2021）智能建造應用與發展》全領域呈現了智能建造的發展情況，全景式展現了智能建造的實踐成果，全方位描繪了智能建造的未來發展，可為建筑企業的數字化轉型提供指導和借鑒，助力建筑企業快速實現數字化轉型。