文|賈寧
在新時期國家大力發展新型建造方式的政策背景下,智能建造成為支撐新型建造方式改革的重要支撐。智能建造是在工業化建造和數字化建造的基礎上,通過信息技術與建造技術的深度融合,結合先進的精益建造理論方法,推動工程項目的全過程、全要素、全參與方的數字化、網絡化、智能化,實現全數字化虛擬建造和工業化數字孿生建造。智能建造的本質不僅僅是生產工具的升級,而是代表了一種新型生產力。建筑業要實現高質量發展,則需在數字技術引領下,以新型建筑工業化為核心,以智能建造手段為有效支撐,通過綠色化、工業化、信息化的三化融合,將建筑業提升至現代工業級的精益化水平。
工程項目作為建筑業生產和經營活動的業務原點,其全要素、全過程、全參與方的升級是項目成功的關鍵。通過智能建造,將打造“軟件+數據”的數字生產線,推動工程建造過程從傳統的實體建造,轉變為全數字化虛擬建造和工業化實體建造。賦能項目全過程,實現設計、采購、施工、運維一體化,再結合精益建造的理論和方法,更高效提升生產效率。通過數據驅動和加快數據要素的自動化流動升級生產要素,優化“人、機、料、法、環”等生產要素的配置。
隨著5G、人工智能技術(AI)、建筑信息模型(BIM)高清視頻、云計算、智能工地構建方法、施工機械智能傳感設備等新型技術引入建筑領域,使我國的建筑領域呈現新的發展趨勢。
智能建造為新型基礎設施建設提供內在動力。BIM 可以通過三維可視化設計模型替代原有二維圖紙,使建筑信息之間相互關聯,并傳遞到施工、運維等建筑全生命周期。實現整個項目的可持續發展、協調合作和設施管理等方面的合作,為項目質量安全減少提供了良好的管理平臺。
智能建造為新型基礎設施建設降本增效。針對傳統建筑勞動密集型、生產方式粗放、勞動效率不高、能源資源消耗較大等問題,采用智能建造的方法將工程全壽命周期成本降低33%,進度加快50%,溫室氣體排放減少50%,建造出口增加
50%。
智能建造為新型基礎設施建設提供解決方案。智能建造集成了AI、大數據、5G、BIM 等新技術,可提供從設計、施工、監管、運營一體化的解決方案。
智能建造已成為世界建筑業發展的客觀趨勢,發展智能建造既符合我國建筑業發展的內在要求,也是重塑我國建筑業新優勢,是實現新型城市基礎設施建設轉型升級的必然選擇。
我國建筑業目前仍是一個勞動密集型、建造方式相對落后,大而不強的傳統產業,傳統的建造方式給社會帶來高能耗和低效率的問題,嚴重阻礙了經濟的循環發展和可持續發展。建筑工業化是破除傳統建筑行業痛點、帶動建筑業全面轉型升級的重要方式。但目前我國建筑業的生產模式還是沿襲了多年傳統建筑行業的設計、采購、施工三段割裂的運作模式,在將工業化與建筑業結合的發展過程中還存在諸多問題:一是建筑模型數據的整體性、準確性需要提高,建筑信息模型在設計、生產、施工各環節不貫通,產業鏈碎片化割裂嚴重,生產關系不能適應產業健康發展的需要,沒有實現技術、管理、市場的有效整合問題;二是缺少統一的建筑模型數據標準。各類軟件間接口、數據、代碼不兼容,應用范圍、協同規則不受控,國產軟件多為“定制化開發”,阻礙了建筑產業的數字化進程;三是建筑信息模型優勢尚未最大化發揮出來。目前成果大多數以出藍圖為目標,然后靠人去照圖施工,沒有數字化工廠和數字化工地,且對比制造業一次模型多次重復使用的高效率,建筑業目前是一次性、不連續使用的過程,尚有很大提升空間。
據世界知名咨詢機構波士頓調研分析,建筑領域的數字化應用仍處于“數字化提供附加價值”的初級階段,遠沒有享受到數字經濟“紅利”。另據美國麥肯錫咨詢公司的統計數據分析,建筑業總體數字化程度在實體經濟數字化程度中排名居于倒數第二位,僅高于農業。所以說,建筑業數字化程度較低,是一個全球范圍的普遍共識和現狀。
建筑業數字化轉型是一項復雜工程,應秉持習近平總書記在黨的“二十大”報告中所提的“系統觀念”,應著眼于系統性思維系統化地統籌推進。
為加快推進智能建造與建筑工業化協同發展,我們認為,應從政府、企業和其他相關社會機構幾個方面合力助推著手。
政府方面,一是要加快完善保障建筑業數字化交付成果合法化、合規化的相關法律法規體系,促進建筑業數字化發展的合法合規及規范性;二是要加快建立支持、促進建筑業數字化技術和產品的創新研發及推廣應用的政策體系,推動建筑業數字化新技術及新產品的研發和普及應用。
企業方面,一是在戰略層面,要制定企業數字化發展戰略,以清晰和指導企業數字化發展的總體目標、路徑、步驟、節奏等;二是在組織層面,要建立企業“一把手”和部門“一把手”負責制的數字化推進組織保障;三是在執行層面,要從主價值鏈切入,優先著手推進企業核心主營業務的數字化轉型和發展。如應加快圍繞設計、采購、施工等業務板塊的崗位級、項目級及企業級的數字化應用與落地。
其他相關社會機構方面,如行業協會應加快建立和完善整體建筑業數字化應用標準體系;高等高職院校應加強建筑業數字化相關復合型專業人才和智能建造產業技術工人的培養。
我國已向世界鄭重承諾,力爭在2030 年前實現碳達峰,努力爭取在2060 年前實現碳中和。今年兩會期間,習近平總書記再一次強調:“實現‘雙碳’目標是一場廣泛而深刻的變革,也是一項長期任務,既要堅定不移,又要科學有序推進。”
建筑行業作為全球碳排放的主要來源之一,更需要加快推進可持續發展。建筑碳排放可以按建材生產、建材運輸、建筑施工、建筑運營、建筑維修、建筑拆解、廢棄物處理七個環節構成全生命周期排放量。推行智能建造與建筑工業化協同發展,有助于從全生命周期視角全面認識“雙碳”目標實現的途徑,如建材生產過程低碳化、工藝應用精益化、運行排放零碳化等。

“雙碳”目標直接關系著建筑業未來的可持續發展,將對建筑業產生巨大沖擊和影響,同時也蘊藏著廣闊的市場機遇。建筑業管理鏈條長、涉及環節多、精準管理難。推進智能建造與建筑工業化協同發展,探索研究BIM 與CIM 技術融合及數字孿生技術,加強數據資產的建設與管理,建立可存、可取、可用的工程項目大數據系統,實現數據的互聯互通,能夠促進智慧建造新產業,實現智慧建筑、智慧園區和智慧城市等業態的設計、施工、運營、運維等全生命期數字化、智慧化管理和持續迭代升級。
目前,我國建筑存量較大,運營過程碳排放占比最高,存在高耗能、高排放的現狀。在“雙碳”目標下,涉及建筑設計、施工及運營全過程的產業鏈將被顛覆,因此必須進行建筑產業生產方式的變革。而推行智能建造與建筑工業化協同發展是綠色建造的有效技術保障,更是建筑業發展的必然趨勢,在這種新型建造方式中,以“綠色、智慧、工業化”為特征,能更好地實現建筑生命周期“品質提升,安全保障,節能環保,效率提升”的目標,其落腳點體現在綠色建造、智慧建造和建筑工業化。
“雙碳”目標與中國建造整體水平緊密相關,中國建造的優化升級直接決定著建筑業實現“雙碳”目標的進程。因此,必須大力發展以智能建造與建筑工業化協同發展為代表的新型建造方式,推動中國建造優化升級,助力建筑行業高質量發展,為實現“雙碳”目標助力。

建筑行業作為國民經濟的支柱產業,在發展規模、就業人數、能源消耗等方面影響重大。近三年,在新冠疫情防控常態化的環境沖擊下,傳統建筑模式所呈現的高耗能、高污染、管理粗放等問題愈加凸顯,難以滿足新時期高質量、可持續的發展需求。應時而生的數字化變革,既是自上而下的國家級發展戰略,也是由內而外的行業級革新需求。建筑行業須同步推進供給側改革、數字化轉型升級與跨領域科技融合,適應并引領綠色智造新常態。
在產業發展與數字技術深度融合的時代背景下,建筑行業將迎來項目級、企業級、產業鏈級等多層級交織的數智化變革機遇,推進自主知識產權數字平臺研發與全領域應用,實現工程項目全周期集成化管理、全要素智能化升級與全鏈條數字化協同:完善數字化相關技術標準,搭建項目級數字建造、企業級多方協同與集團、政府級監管平臺,提升設計、生產、施工、運維一體化解決方案能力,強化行業級質量監管與問題溯源,支撐市場動態監測與科學決策;擴大標準化部品部件庫應用和產業高效協同,創新綠色化、工業化、信息化、集約化、產業化建造方式,發揮EPC、EMPC 示范工程的引領作用;搭建和應用建筑產業互聯網平臺,有效整合智能建造大數據,提升資源集約調配與智能決策能力。
《住房和城鄉建設行業信息化發展報告(2022)新型城市基礎設施建設與發展》(以下簡稱《報告》)全面貫徹高質量發展理念,以智能建造為主線,對當前我國建筑產業智能建造現狀進行了詳細調研,展現智能建造關鍵技術、設計、生產、施工、運維、裝備、建筑產業互聯網等智能化、創新應用和典型場景,收集整理了最佳實踐案例,對智能建造的未來發展做出展望,為推動智能建造提供了系統性的方法和實踐指導。《報告》的出版,既是對當前智能建造落地應用的有益總結,又為行業綠色化、工業化、數字化發展提供了可借鑒經驗和指導,以實際行動助力行業高質量發展。