把握发展趋势 培育智能建造新质生产力

把握发展趋势 培育智能建造新质生产力

来源:中国建设新闻网 上传:2024-06-26 浏览:114

  建筑业是高新技术转化为现实生产力的重要场所,是培育新质生产力的重要阵地,其实践路径是智能建造。当前,发展智能建造已成为全行业致力的重点,持续提升建筑业数字化和智能化水平是关键中的关键。

  工程建设行业应当认清当前阶段智能建造发展的数字化基础,明确发展智能建造重点任务和面临的问题,把握智能建造未来发展趋势,做好战略布局,稳步打造智能建造新质生产力,推动建筑业高质量发展。

  认清智能建造发展基础 扎实推进数字化转型

  20世纪80年代初,建筑业尝试引进PC进行计算机辅助计算和辅助设计。以此为起点,开始了单机与工具软件使用,发展到20世纪90年代互联网与专业软件结合应用,再到本世纪初BIM(建筑信息模型)技术的产生和应用,走过了近半个世纪的发展历程。

  建筑业数字化发展大致可分为三个阶段:第一阶段始于20世纪80年代,是以CAD(计算机辅助设计)为代表的业务工具数字化阶段,依托计算技术、图形技术,以技术为中心,历经20年的研究和推广,实现了“甩图板工程”;第二阶段始于20世纪90年代,是以PM(项目管理)、ERP(企业资源计划)为代表的信息管理数字化阶段,依托数字技术、网络技术,以服务为中心,历经近30年的研究和推广,信息化管理取得长足进步;第三阶段始于21世纪初期,是以BIM为代表的建筑产品数字化阶段,依托4G/5G、BIM、IoT(物联网)、AI(人工智能)、云计算、大数据等新一代信息技术,以业务为中心,目前在快速发展中。

  随着近几年信息技术日新月异的发展,涌现出许多新的信息技术,特别是BIM技术的出现,为企业集约经营、项目精益管理的管理理念的落地提供了更有效的手段。BIM的价值在于完善了整个建筑业从上游到下游的各个管理系统和工作流程间的纵、横向沟通和多维度交流,实现项目全生命期的信息化管理。目前,BIM技术已成为推动建筑业数字化转型升级的关键技术,是智能建造和智慧城市的重要基础技术,是提升建筑企业核心竞争力的重要技术手段。

  粗略地讲,BIM发展进程大致可分为四个阶段:一是2002年前后的概念形成(感性认知)阶段,也可以说是人们逐步认识和接受BIM概念阶段;二是初期应用(理性回归)阶段,主要是人才培养、示范试点应用阶段;三是务实应用(知行合一)阶段,针对解决工程建设面临的问题、需求,有目标、有计划地应用;四是普及应用(价值实现)阶段。当前,我国建筑业BIM发展正经历从务实应用向普及应用跨越阶段。

  当然,新技术的普及应用并不是一帆风顺的,还存在一些困难和障碍制约BIM技术在我国更广泛的应用。主要障碍有以下几点:一是法律环境,BIM模型还没有法律地位,图纸仍然是法律依据,制约了基于BIM模型的审查、交付和存档;二是BIM软件功能,现有BIM软件和设备的功能和数据共享能力达不到项目应用要求,影响应用效率和效益;三是应用BIM人员的知识结构,掌握BIM应用技能的人员大多是年轻人,他们的工程经验不足,与实际项目管理过程结合还不够紧密,影响了BIM应用效果。据统计,中国建筑80%的BIM应用人员年龄在30岁以下,而美国约80%的BIM应用人员在30岁以上。

  在未来发展中,BIM的深化应用、普及应用极为关键。首先要拓展BIM应用的广度,从技术人员到管理人员,从单项应用到集成应用,持续强化全业务、全过程、全人员BIM应用;其次要拓展BIM应用的深度,从BIM模型应用到数据应用,充分发挥BIM的信息价值和质量,在智慧工地建设中深入应用以BIM为基础的IoT、5G、AI等技术,解决工程的实际问题;最后要以应用效果为导向,注重实战,实现从掌握技能应用到提质增效应用升级,突出提高效率、降低成本、增加效益。

  BIM是智能建造的数字化基础。行业同仁必须认清现实,BIM应用还在深入发展中,还没有真正普及,没有真正发挥应有的价值;建筑业数字生态、产业互联网尚未建立,智能建造的数字化基础还需进一步夯实。在数字化与智能化并行发展的当下,智能化发展要补上、补好数字化这一课。

  明确智能建造发展重点 加快探索人工智能技术

  智能建造已经成为当前行业发展的重点。为推动智能建造与新型建筑工业化协同发展,住房城乡建设部出台政策文件,发布了智能建造与新型建筑工业化协同发展可复制经验做法清单(第一批)(第二批),发展智能建造可复制经验做法清单(第三批),面向行业、面向试点城市,部署重点任务,为解决智能建造推进过程中面临的共性问题提供经验借鉴。这为我国智能建造的快速发展奠定了基础。

  智能建造的发展,带来工程建设全过程、全环节的深度变革。人工智能是智能建造的核心技术。我国高度重视人工智能发展,国务院于2017年印发的《新一代人工智能发展规划》明确,到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心,构筑我国人工智能发展先发优势。我国工程建设领域开始应用的人工智能技术,主要是图像识别技术,用于建筑工地人脸识别等(刷脸、视频+AI)。随着建筑机器人的日趋完善,以及ChatGPT的横空出世,工程行业将成为人工智能技术应用的重要领域。

  与此同时,必须看到,从AI到生成式AI再到AGI(通用人工智能),迭代发展很快,但目前AI应用还处于初期阶段,我国智能建造发展处于起步阶段,还有诸多不足。例如,在设计方面,BIM正向设计尚未完全普及,AI技术应用仍在探索过程中。在施工方面,基于BIM、IoT、AI等技术的智慧工地发展迅速,但发展策略、标准体系、实施路径等尚需深入研究,数据价值还未得到充分挖掘,相关研究实践投入产出比不高等问题还普遍存在。在智能装备方面,建筑机器人也在研究阶段,技术难度较大。从实践来看,工程项目的“智能化”与想象中的水平仍有较大差距,行业同仁要认清现实,脚踏实地,再接再厉,稳步推进智能建造发展。

  把握智能建造发展趋势 做好未来发展战略布局

  数字化建设如火如荼、智能建造发展方兴未艾,如何把握未来发展趋势,提前做好战略布局,是实现转型升级、走向高质量发展的关键。

  数字技术转变企业发展方式,智能化推动企业高质量发展。数字技术对企业发展方式的转变起到重要的推动作用,数字技术连接了原本分散的企业、设备、市场,实现企业内部研发、生产、市场、供应链等环节的联动发展,促进企业创新效率提升、创新空间拓展。这是对未来十年、十五年甚至二十年建筑业变革场景的生动勾画。

  “十四五”规划提出,“迎接数字时代,激活数据要素潜能,推进网络强国建设,加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”。具体到住房城乡建设领域,“推进新型城市建设”相关部署强调“发展智能建造,推广绿色建材、装配式建筑和钢结构住宅,建设低碳城市”;“建设智慧城市”相关部署强调“完善城市信息模型平台和运行管理服务平台,构建城市数据资源体系,推进城市数据大脑建设。探索建设数字孪生城市”。这为“十四五”数字化发展指明了方向,也为建筑业数字化变革规划了路径。

  在大势影响、目标推动之下,展望未来的建筑业,一定会呈现如下场景:BIM完全普及,业主在项目策划阶段就能通过BIM模型完整表达意图,模型和数据可以在各环节流转,设计阶段实现BIM和AI设计,形成数字虚体,施工阶段由机器人施工,施工结束形成数字孪生体,运维阶段实现基于数字孪生模型的智慧运维。面对设计、施工被彻底颠覆的未来,行业和企业都应对未来十年左右的技术发展趋势作出判断,从“技术”和“政策”等维度做好战略布局,一步一个脚印,迎接未来的挑战。

  鹿岛建设(中国)有限公司董事、副总经理韩小华在2020年分享,到2025年,企业将实现一半施工作业使用机器人,一半工程管理依靠远程控制,所有的过程管理实现数据化。可见,先行者早已看清并聚焦未来建筑业发展场景,率先布局,迈出了改革发展的步伐。

  未来,工程建设全行业要顺应新一轮科技革命和产业变革趋势,不断深化应用BIM、AI等新一代信息技术,激发数据要素创新驱动潜能,打造和提升数字时代的生存与发展能力,加速业务优化升级和创新转型,改造提升传统动能,打造智能建造新质生产力,实现转型升级和高质量发展。

  (作者系中国建筑集团有限公司首席专家)

  建筑业是高新技术转化为现实生产力的重要场所,是培育新质生产力的重要阵地,其实践路径是智能建造。当前,发展智能建造已成为全行业致力的重点,持续提升建筑业数字化和智能化水平是关键中的关键。

  工程建设行业应当认清当前阶段智能建造发展的数字化基础,明确发展智能建造重点任务和面临的问题,把握智能建造未来发展趋势,做好战略布局,稳步打造智能建造新质生产力,推动建筑业高质量发展。

  认清智能建造发展基础 扎实推进数字化转型

  20世纪80年代初,建筑业尝试引进PC进行计算机辅助计算和辅助设计。以此为起点,开始了单机与工具软件使用,发展到20世纪90年代互联网与专业软件结合应用,再到本世纪初BIM(建筑信息模型)技术的产生和应用,走过了近半个世纪的发展历程。

  建筑业数字化发展大致可分为三个阶段:第一阶段始于20世纪80年代,是以CAD(计算机辅助设计)为代表的业务工具数字化阶段,依托计算技术、图形技术,以技术为中心,历经20年的研究和推广,实现了“甩图板工程”;第二阶段始于20世纪90年代,是以PM(项目管理)、ERP(企业资源计划)为代表的信息管理数字化阶段,依托数字技术、网络技术,以服务为中心,历经近30年的研究和推广,信息化管理取得长足进步;第三阶段始于21世纪初期,是以BIM为代表的建筑产品数字化阶段,依托4G/5G、BIM、IoT(物联网)、AI(人工智能)、云计算、大数据等新一代信息技术,以业务为中心,目前在快速发展中。

  随着近几年信息技术日新月异的发展,涌现出许多新的信息技术,特别是BIM技术的出现,为企业集约经营、项目精益管理的管理理念的落地提供了更有效的手段。BIM的价值在于完善了整个建筑业从上游到下游的各个管理系统和工作流程间的纵、横向沟通和多维度交流,实现项目全生命期的信息化管理。目前,BIM技术已成为推动建筑业数字化转型升级的关键技术,是智能建造和智慧城市的重要基础技术,是提升建筑企业核心竞争力的重要技术手段。

  粗略地讲,BIM发展进程大致可分为四个阶段:一是2002年前后的概念形成(感性认知)阶段,也可以说是人们逐步认识和接受BIM概念阶段;二是初期应用(理性回归)阶段,主要是人才培养、示范试点应用阶段;三是务实应用(知行合一)阶段,针对解决工程建设面临的问题、需求,有目标、有计划地应用;四是普及应用(价值实现)阶段。当前,我国建筑业BIM发展正经历从务实应用向普及应用跨越阶段。

  当然,新技术的普及应用并不是一帆风顺的,还存在一些困难和障碍制约BIM技术在我国更广泛的应用。主要障碍有以下几点:一是法律环境,BIM模型还没有法律地位,图纸仍然是法律依据,制约了基于BIM模型的审查、交付和存档;二是BIM软件功能,现有BIM软件和设备的功能和数据共享能力达不到项目应用要求,影响应用效率和效益;三是应用BIM人员的知识结构,掌握BIM应用技能的人员大多是年轻人,他们的工程经验不足,与实际项目管理过程结合还不够紧密,影响了BIM应用效果。据统计,中国建筑80%的BIM应用人员年龄在30岁以下,而美国约80%的BIM应用人员在30岁以上。

  在未来发展中,BIM的深化应用、普及应用极为关键。首先要拓展BIM应用的广度,从技术人员到管理人员,从单项应用到集成应用,持续强化全业务、全过程、全人员BIM应用;其次要拓展BIM应用的深度,从BIM模型应用到数据应用,充分发挥BIM的信息价值和质量,在智慧工地建设中深入应用以BIM为基础的IoT、5G、AI等技术,解决工程的实际问题;最后要以应用效果为导向,注重实战,实现从掌握技能应用到提质增效应用升级,突出提高效率、降低成本、增加效益。

  BIM是智能建造的数字化基础。行业同仁必须认清现实,BIM应用还在深入发展中,还没有真正普及,没有真正发挥应有的价值;建筑业数字生态、产业互联网尚未建立,智能建造的数字化基础还需进一步夯实。在数字化与智能化并行发展的当下,智能化发展要补上、补好数字化这一课。

  明确智能建造发展重点 加快探索人工智能技术

  智能建造已经成为当前行业发展的重点。为推动智能建造与新型建筑工业化协同发展,住房城乡建设部出台政策文件,发布了智能建造与新型建筑工业化协同发展可复制经验做法清单(第一批)(第二批),发展智能建造可复制经验做法清单(第三批),面向行业、面向试点城市,部署重点任务,为解决智能建造推进过程中面临的共性问题提供经验借鉴。这为我国智能建造的快速发展奠定了基础。

  智能建造的发展,带来工程建设全过程、全环节的深度变革。人工智能是智能建造的核心技术。我国高度重视人工智能发展,国务院于2017年印发的《新一代人工智能发展规划》明确,到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心,构筑我国人工智能发展先发优势。我国工程建设领域开始应用的人工智能技术,主要是图像识别技术,用于建筑工地人脸识别等(刷脸、视频+AI)。随着建筑机器人的日趋完善,以及ChatGPT的横空出世,工程行业将成为人工智能技术应用的重要领域。

  与此同时,必须看到,从AI到生成式AI再到AGI(通用人工智能),迭代发展很快,但目前AI应用还处于初期阶段,我国智能建造发展处于起步阶段,还有诸多不足。例如,在设计方面,BIM正向设计尚未完全普及,AI技术应用仍在探索过程中。在施工方面,基于BIM、IoT、AI等技术的智慧工地发展迅速,但发展策略、标准体系、实施路径等尚需深入研究,数据价值还未得到充分挖掘,相关研究实践投入产出比不高等问题还普遍存在。在智能装备方面,建筑机器人也在研究阶段,技术难度较大。从实践来看,工程项目的“智能化”与想象中的水平仍有较大差距,行业同仁要认清现实,脚踏实地,再接再厉,稳步推进智能建造发展。

  把握智能建造发展趋势 做好未来发展战略布局

  数字化建设如火如荼、智能建造发展方兴未艾,如何把握未来发展趋势,提前做好战略布局,是实现转型升级、走向高质量发展的关键。

  数字技术转变企业发展方式,智能化推动企业高质量发展。数字技术对企业发展方式的转变起到重要的推动作用,数字技术连接了原本分散的企业、设备、市场,实现企业内部研发、生产、市场、供应链等环节的联动发展,促进企业创新效率提升、创新空间拓展。这是对未来十年、十五年甚至二十年建筑业变革场景的生动勾画。

  “十四五”规划提出,“迎接数字时代,激活数据要素潜能,推进网络强国建设,加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”。具体到住房城乡建设领域,“推进新型城市建设”相关部署强调“发展智能建造,推广绿色建材、装配式建筑和钢结构住宅,建设低碳城市”;“建设智慧城市”相关部署强调“完善城市信息模型平台和运行管理服务平台,构建城市数据资源体系,推进城市数据大脑建设。探索建设数字孪生城市”。这为“十四五”数字化发展指明了方向,也为建筑业数字化变革规划了路径。

  在大势影响、目标推动之下,展望未来的建筑业,一定会呈现如下场景:BIM完全普及,业主在项目策划阶段就能通过BIM模型完整表达意图,模型和数据可以在各环节流转,设计阶段实现BIM和AI设计,形成数字虚体,施工阶段由机器人施工,施工结束形成数字孪生体,运维阶段实现基于数字孪生模型的智慧运维。面对设计、施工被彻底颠覆的未来,行业和企业都应对未来十年左右的技术发展趋势作出判断,从“技术”和“政策”等维度做好战略布局,一步一个脚印,迎接未来的挑战。

  鹿岛建设(中国)有限公司董事、副总经理韩小华在2020年分享,到2025年,企业将实现一半施工作业使用机器人,一半工程管理依靠远程控制,所有的过程管理实现数据化。可见,先行者早已看清并聚焦未来建筑业发展场景,率先布局,迈出了改革发展的步伐。

  未来,工程建设全行业要顺应新一轮科技革命和产业变革趋势,不断深化应用BIM、AI等新一代信息技术,激发数据要素创新驱动潜能,打造和提升数字时代的生存与发展能力,加速业务优化升级和创新转型,改造提升传统动能,打造智能建造新质生产力,实现转型升级和高质量发展。

  (作者系中国建筑集团有限公司首席专家)