一文读懂智能建造

智能建造(Intelligent construction)是通过计算机技术、网络技术、机械电子技术、建筑技术和管理科学的交叉融合，在建筑和施工过程中推行数字化设计、机器人主导或辅助施工的一种工程建设模式。是加快建筑业转型升级，实现建筑业现代化的主导途径。

1.什么是智能建造？

它是一个建设项目“制造”的全过程，是基于全生命周期的项目规划、设计、施工的总称。建筑和其他工业产品制造一样，必须建立在产品全生命周期内经济技术性能和效益最大化的基础上。

智能建筑是面向工程产品全生命周期的高级阶段，实现了泛在感知条件下建筑生产水平的提升和现场作业的赋能。是项目规划、设计、施工技术和管理的信息感知、传递、积累和系统化的过程。构建基于互联网的工程项目信息化管控平台，在给定的时间和空间范围内，通过功能互补的机器人完成各种工艺操作，实现人工智能与施工需求的深度融合，是一种施工方式。

推进智能建造应关注三个重点内容:

首先是建立一个工程信息建模(EIM)管理和控制平台。EIM管控平台是为工程项目建设全过程、全员、全要素的系统化管控而开发的多源信息自动化管控系统。

二是数字化协同设计，利用现代信息技术，在项目立项、设计、施工的策划阶段进行全专业、全过程、全系统的协同策划；

三、机器人施工，在EIM管控平台和建筑信息模型技术的驱动下，机器人代替人完成工程量大、重复作业、环境危险、体力消耗重等条件下的施工工作。

支撑智能建筑的基础工作是三维图形描述、图形引擎和平台的开发，以及建筑物三维空间描述和真实感表达的一系列软件开发。智能施工要特别强调机器人代替人进行现场施工，从而改善建筑行业的作业形式，逐步实现人少工地，直至无人施工。

二、为什么要进行智能化建设？

改革开放以来，我国建筑业发展迅速，取得了巨大成就。随着中国经济从高速增长转向高质量发展，建筑业逐步进入存量时代，其发展面临以下挑战:

一是传统的管理体制和建设模式相对落后，效率低下。

二是劳动密集型、现场作业环境差、劳动强度大的状况没有根本改变。产业人工成本高，就业吸引力弱，劳动者老龄化严重。

三是行业信息化水平不高，智能化建设推广普遍滞后。主要是文字和图形处理的基础软件系统，简单使用国外技术，原创技术少，自主知识产权少。高效实用的人工智能工具和工地机器人很少；缺乏有效推进工程项目智能化建设的数字化控制平台，促进行业转型升级效果不明显。

目前，在推进智能建筑方面，除了建筑行业信息化水平的大幅提升，中国已经拥有世界上最大的BIM技术应用，在机器人的研发方面也已经起步。而我们没有自主知识产权的BIM基础平台、三维图形系统及其引擎。建筑信息化的巨大投入已经支离破碎，解决智能建筑“瓶颈”技术鲜有明显突破。智能建筑推广面临的挑战十分严峻，应引起业界的高度重视。

中国一直高度重视信息技术与工业发展的融合。世界正在进入一个以信息产业为主导的经济发展时期。我们要抓住数字化、网络化、智能化融合的机遇，以信息化、智能化为杠杆，培育新动能，带动建筑业转型升级。

住建部先后发布了《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》、《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》和《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》等文件，要求建筑企业应用大数据、云计算、物联网、3D打印、智能化等技术。2020年7月，住建部等部门发布了《关于推进智能建筑与建筑工业化协调发展的指导意见》，进一步明确提出了智能建筑与建筑工业化协调发展的智能建筑产业体系。

三、如何进行智能化建设？

基于我国建筑行业的现状分析和政策导向，推进智能建造已成为国家推动建筑行业高质量发展的关键举措。建筑业推广智能建造是大势所趋，重点在以下几个方面:

一是建筑业高质量发展要求驱动。建筑业要走高质量发展之路，必须实现“四个转变”:从“数量取胜”到“质量取胜”；从“粗放管理”到“精细管理”；从“经济效益优先”到“绿色发展优先”；从“要素驱动”到“创新驱动”。智能建筑是实现这些变化的重要手段。

二，提高工程质量的需要。在新时代，经济发展的立足点和落脚点是最大限度地满足人民日益增长的美好生活需要，提高工程质量是公众的重要需求。工程质量的“质”是人的审美需求；“质量”是可制造性、功能性和环境的大质量要求。推进智能建筑是加快提高工程质量的重要手段。

三，是改变建筑行业运营格局的有力抓手。建筑行业是劳动密集型行业，现场需要大量劳动力。如何坚持“以人为本”的发展理念，改善劳动条件，降低劳动强度，尽可能用建筑机器人代替手工作业，已经成为建筑行业寻求发展的共识。

四、是要提高工作效率，促进行业转型升级。目前建筑行业劳动生产率不高，主要是缺乏全施工过程、全专业、全参与、全要素实时协同的智能施工平台的高效管控，缺乏操作便捷、实用、高效的机器人施工。

五、是实现工程项目“零距离”控制的利器。推进智能化建设，发挥信息共享优势。借助互联网、物联网等信息手段，构建利益相关方能够方便使用的项目建设管控平台，实现零距离、全过程、实时管控项目。

“新基础设施”的提出为加快智能化建设提供了难得的机遇。“新基础设施”主要包括第五代移动通信技术基站、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、工业互联网等领域。“新基础设施”促进新兴技术的信息基础设施，将新兴技术与“旧基础设施”相结合的基础设施，以及支持科学研究、技术开发和产品开发的创新基础设施。新的基础设施为加快智能化建设提供了更加完善的基础设施条件。我们必须抓住机遇，锐意进取，加快智能化建设。

四、智能建造能做什么？

通过智能建筑的推广，实现建筑业的转型升级和提质增效，应重点做好以下几个方面的工作:

一是营造有利于工程项目智能化建设的体制机制。进一步明确政府、行业和企业在推进智能建筑过程中的角色和责任，迅速形成协同推进的大趋势，对推进智能建筑至关重要。

二，推进智能化建设，科技研发必须先行。智能建筑是传统建筑技术与现代技术高度融合的建筑方式，具有高度的综合性和创新性，不可能一蹴而就。只有以科研为先，不断加大科研投入，不断进行科技攻关，才能取得实质性的成果。

三，加快建立EIM管控平台。系统的项目管理和控制是实现建筑业高质量发展的基本要求。创建EIM管控平台，实现系统化的项目管控，对提升建筑行业管理水平具有重要作用，应纳入智能建筑推广的优先范围。

四，加快工程机器人的发展。建立以总承包企业为主导，电子、机械、信息、控制等参与的科技攻关体系。，组织多学科共同研发工程机器人，加快工程机器人的普及和使用。

五，建立面向项目层、企业层和集团层的PRP-ERP-GRP管理系统。智能施工要针对工程项目施工的不同角色，构建政府、业主、设计、总承包、专业分包等相关方共享的工程项目智能施工管控平台；权责划分体现在集团、企业、项目三个层面，重点提升项目计划能力、资源整合能力和流程管控能力，优化固化流程，围绕工程项目不同管控主体，形成PRP-ERP-GRP体系，实现提质增效。

六，加快专业协同设计平台建设。搭建建筑、结构、水、暖、机电、装修等协同设计的数字化平台。，打破各专业设计割裂的现状，从整体层面设计工程产品，达到最佳的整体工程质量。

七、是研发“工程建设Plus”，将新技术融入传统施工技术。智能施工推广要更加关注施工过程的流程、工艺特点和环境感知要求，融合“大智慧、云动”等现代信息技术，形成“质量安全+”、“幕墙工程+”、“钢筋工程+”等集成技术，实现施工高效、工艺精细、工程优质。

八，重视开发具有自主知识产权的计算机底层支撑系统、操作系统和办公系统。目前广泛使用的计算机三维图形及其BIM系统、底层操作系统windows和办公系统office大多源自海外。开发自主可控的支持智能建筑的计算机软件系统对提升核心技术能力至关重要。

五.如何务实推进智能化建设？

智能建筑在中国起步较晚，但现在已经有了很好的基础。要利用中国大市场的优势，不要再作秀，扎实推进，务求实效，改变目前智能建筑技术和管理碎片化的发展状态。

一、是加快工程项目管理体制机制改革，加快工程项目总承包模式。推进智能化建设需要项目规划、设计、施工全过程的协调，呼吁加快推进“工程总承包+全过程工程设计咨询服务”的项目管理体制和机制。总承包企业要承担“总承包责任”的责任，管理触角要前后延伸；注册建筑师牵头的工程设计咨询，应对建筑全生命周期的运行质量、环境适宜性和功能性承担相应责任。

数字化协同设计是智能建筑的基础，必须全面推广。树立“大设计”理念是推广智能建筑的充分必要条件。要努力推进土建、机电设备施工图和专项施工图的“工程项目四同时设计”，以及深化设计、工程组织设计、工程施工组织设计、工程施工方案设计。

二，智能建筑要做好顶层设计。推进智能化建设，要做好顶层设计，统筹规划，分步实施。一是研发具有自主知识产权的三维图形系统；二是发展BIM；三是构建基于BIM的EIM管控平台；四是发展人工智能设施，如智能监控设施、不同功能的机器人设施等。

城市信息管控平台(CIM)应在城市规划的基础上，整合区域内建筑、市政工程、铁路、公路、桥梁、水利等工程的EIM管控平台信息。它是通过EIM管控平台的信息综合、积累、过滤而形成的。也就是说，智能建筑是一项复杂的系统工程，要以行业“提质增效”为导向，统筹规划，分步实施，秉承“不求一次成功，但求实效”的持续改进思路，为提升行业发展质量做出贡献。

三，基于工程建设的复杂性，在工程建设服务、管理、场景和流程再造、创新固化的基础上，与软件开发者共同开发几个子系统，并在推广应用的基础上不断完善，再根据不同需求将子系统进行组合，实现几个子系统的集成，逐步形成适合工程项目多方协作的系统化管控平台。实现对项目实施全过程、全要素、全参与方的管控，最终打造一个系统化的工作平台——EIM管控平台，这是一个具有中国原创血统的项目建设信息流、物流、资金流实时管控平台。

四，创新发展思路，打造中国自主知识产权的图形系统。目前BIM三维图形输入的参数化设计方法与中国技术人员熟悉的输入方法不一致，普及性差。要集合优势资源，创新开发思路，在我国技术人员熟悉的图形设计方法基础上，开发系统内部转换软件，自动生成三维空间图形，进行真实感表现，攻克“卡脖子”三维图形系统的技术难关，研究形成具有我国自主知识产权的三维图形引擎和平台，以及满足我国建设需求的BIM系统。

五，加快人工智能设施的开发和普及，如智能监控设施和不同功能的机器人设施等。特别是要围绕点多、面广、量大、劳动强度高、工作条件差的工程施工过程，构建EIM管控平台和工艺技术联动、联控的机器人工作环境，进行机器人开发。

综上所述，智能施工以项目全生命周期综合效益最大化为目标，以管理流程再造为核心，强调施工过程的质量安全保障和资源系统控制、数字化设计、机器人操作的协同施工模式。让我们携手并进，秉承原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新的方法，注重实效，不懈探索，艰苦奋斗，扎实推进智能化建设。