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創(chuàng)新智能建造技術(shù) 促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
建筑業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，但長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)存在發(fā)展粗放、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、建筑品質(zhì)不高、工程耐久性不足、能源與資源消耗大、勞動(dòng)力日益短缺、科技水平不高等問(wèn)題。為此，促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，是必然要求。
當(dāng)前，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正在開(kāi)展智能建造試點(diǎn)城市的征集和遴選工作。這將對(duì)推動(dòng)建筑業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)、新一代信息技術(shù)的深度融合，培育智能建造新業(yè)態(tài)、新模式發(fā)揮重要作用，對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與提質(zhì)增效、促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
智能建造是以人工智能為核心的新一代信息技術(shù)與工程建造相融合而形成的一種工程建造技術(shù)，它不僅是工程建造技術(shù)的創(chuàng)新，還將從經(jīng)營(yíng)理念、市場(chǎng)形態(tài)、產(chǎn)品形態(tài)、建造方式以及行業(yè)管理等方面重塑建筑業(yè)。發(fā)展智能建造，是當(dāng)前建筑業(yè)突破發(fā)展瓶頸、增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。
攻克關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 引領(lǐng)智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展
目前通用的基礎(chǔ)繪圖軟件、有限元軟件和BIM（建筑信息模型）軟件等基本為國(guó)外產(chǎn)品，與我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)管理流程不一致，實(shí)用性較差，很多國(guó)內(nèi)軟件商只能基于國(guó)外的軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。我國(guó)在采用這些軟件進(jìn)行工程建造時(shí)，一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)容易泄露，給國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施方面的安全帶來(lái)巨大威脅。三維圖形和計(jì)算分析軟件、高精機(jī)器人、高精光學(xué)采集儀器等軟件和設(shè)備成為我國(guó)建筑業(yè)智能建造的“卡脖子”難題，解決這些問(wèn)題已經(jīng)刻不容緩。
因此，必須通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的手段，建立以大型建筑業(yè)央企、國(guó)企或民企牽頭，軟件開(kāi)發(fā)商、制造企業(yè)和高校及科研院所參與的跨專業(yè)、跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系。以工程實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，組織工程、數(shù)學(xué)、物理、信息、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等多學(xué)科交叉研發(fā)隊(duì)伍，開(kāi)發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維圖形引擎、平臺(tái)和符合中國(guó)建造需求的BIM軟件；突破數(shù)據(jù)采集與分析、智能控制和優(yōu)化、新型傳感感知、工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)測(cè)、故障診斷與維護(hù)等一批核心技術(shù)和關(guān)鍵高端裝備。研發(fā)智能數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，解決當(dāng)前工程設(shè)計(jì)效率低、周期長(zhǎng)、人力投入多、出錯(cuò)率高等問(wèn)題。研發(fā)智能設(shè)計(jì)與制造的一體化技術(shù)，解決設(shè)計(jì)與生產(chǎn)信息割裂、設(shè)計(jì)成果難以轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)信息的問(wèn)題。研發(fā)建筑部品部件智能制造技術(shù)與智能施工機(jī)器人技術(shù)，在制造與施工中完成危險(xiǎn)性較高、環(huán)境污染大、工作繁重或操作重復(fù)的工序，有效應(yīng)對(duì)建筑業(yè)勞動(dòng)力缺失、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高等問(wèn)題，并確保工程更加安全、高效和環(huán)保。研發(fā)施工安全智能監(jiān)控和工程項(xiàng)目智能管控技術(shù)，解決施工安全管控難度大、安全事故多、項(xiàng)目管理工作量大、工程進(jìn)展信息統(tǒng)計(jì)滯后等問(wèn)題。研發(fā)智能檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)，解決質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)落后、檢測(cè)效率低、質(zhì)量管控人為因素多、工程全壽命周期運(yùn)維難度大等問(wèn)題。
建立健全標(biāo)準(zhǔn)體系 推進(jìn)智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展
智能建造采取的方法、設(shè)備、技術(shù)等與傳統(tǒng)建造方式有顯著差異，對(duì)建造過(guò)程中的數(shù)字化、精細(xì)化、機(jī)械化和效率要求也更高。要發(fā)展智能建造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，必須做好智能建造標(biāo)準(zhǔn)化體系的頂層設(shè)計(jì)，明確總體要求和方案，逐步建立覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、檢測(cè)、驗(yàn)收、運(yùn)維等各方面的完整標(biāo)準(zhǔn)體系。
智能建造標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工作范圍標(biāo)準(zhǔn)。人工智能是智能建造技術(shù)的核心，而數(shù)據(jù)是人工智能技術(shù)的重要基礎(chǔ)，因此數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是智能建造的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，包括設(shè)計(jì)成果交付數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)一體化數(shù)據(jù)銜接標(biāo)準(zhǔn)、施工安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、智能算法模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等。智能建造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須針對(duì)智能化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和管理特點(diǎn)，建立數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)與施工、智能檢測(cè)與監(jiān)測(cè)等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將應(yīng)用大量建筑材料、機(jī)械設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備等新產(chǎn)品，對(duì)這些產(chǎn)品的質(zhì)量要求均需要建立產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)工程整體而言，其質(zhì)量檢查方法與評(píng)價(jià)方法都將采用數(shù)字化手段，也必須建立相應(yīng)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。人工智能技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中正面臨各種安全和倫理問(wèn)題，因此需要編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分人和人工智能的各自工作范圍，明確智能設(shè)備的管控要求，約束人工智能行為，避免出現(xiàn)各種安全和倫理問(wèn)題。
重塑建造業(yè)務(wù)流程 推動(dòng)工程建造效率提升
數(shù)字化和智能化是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的全新技術(shù)，目前已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)、先進(jìn)制造、金融、交通等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。這些領(lǐng)域在充分利用數(shù)字化和智能化技術(shù)過(guò)程中，都進(jìn)行了工藝或業(yè)務(wù)流程重塑，從而顯著提高了行業(yè)效率和科技水平。
建筑業(yè)要將工業(yè)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)充分融合，顯著提高行業(yè)的效率、質(zhì)量、效益和科技水平，也需要進(jìn)行工藝或業(yè)務(wù)流程的重塑。發(fā)展裝配式建筑需要大力發(fā)展設(shè)計(jì)—生產(chǎn)—施工一體化的總承包業(yè)務(wù)，這就需要進(jìn)行業(yè)務(wù)流程重塑，解決以往設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工環(huán)節(jié)割裂問(wèn)題，提高工程效率和總體效益，降低工程成本。在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，采用BIM等數(shù)字化技術(shù)，可以進(jìn)行全專業(yè)的正向設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)各專業(yè)之間的沖突，這需要對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)進(jìn)行重塑，解決各專業(yè)之間配合困難的問(wèn)題。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)形成的成果可直接用于數(shù)字化生產(chǎn)，這就對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)字化水平、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的數(shù)字化銜接提出了明確要求。在施工環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)施工工藝和流程并不適合數(shù)字化質(zhì)量控制、智能化安全施工監(jiān)控、智能化工程項(xiàng)目管控、建筑機(jī)器人等技術(shù)的應(yīng)用，因此需要對(duì)傳統(tǒng)施工流程和工藝進(jìn)行重塑。建筑業(yè)在引入數(shù)字化和智能化技術(shù)后，以往的業(yè)務(wù)流程也需要改進(jìn)和提升，充分利用新一代信息技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行全過(guò)程管理和優(yōu)化，提升項(xiàng)目效率和效益。
改革工程建設(shè)組織模式 服務(wù)智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展
推進(jìn)智能建造需要工程項(xiàng)目立項(xiàng)策劃、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工的建造全過(guò)程協(xié)同，全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈以及工程項(xiàng)目各參與方的數(shù)據(jù)共享是智能建造的基本前提。傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理模式的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)割裂，各企業(yè)只考慮自身效益，不考慮項(xiàng)目整體效益，已經(jīng)不適應(yīng)智能建造的過(guò)程管理。
工程總承包和全過(guò)程工程咨詢是當(dāng)前建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在智能建造的發(fā)展過(guò)程中，工程總承包企業(yè)作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的龍頭企業(yè)，可以引領(lǐng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)組織集成，打通產(chǎn)業(yè)鏈的壁壘，突破工程建造各環(huán)節(jié)割裂的嚴(yán)重問(wèn)題，解決設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制作、施工一體化問(wèn)題以及技術(shù)與管理脫節(jié)問(wèn)題，保證工程建設(shè)高度組織化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上的資源優(yōu)化與整體效益最大化。采用工程總承包模式，有利于企業(yè)規(guī)?；l(fā)展，有利于技術(shù)優(yōu)勢(shì)、管理優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)鏈資源配置優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，能夠有效適應(yīng)智能建造技術(shù)實(shí)施帶來(lái)的流程重塑。
但目前很多建設(shè)單位對(duì)工程總承包不了解或缺乏認(rèn)識(shí)，沒(méi)有專業(yè)的項(xiàng)目管理人才，不具備綜合管理能力和技術(shù)能力，無(wú)法做到設(shè)計(jì)與施工的深度融合，不能發(fā)揮工程總承包模式集設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工為一體的優(yōu)勢(shì)，并不是真正意義上的工程總承包管理模式。因此，行業(yè)主管部門要進(jìn)一步引導(dǎo)建設(shè)單位積極采用與智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的工程總承包管理模式，培育一批具有智能建造系統(tǒng)解決方案能力的工程總承包企業(yè)，打造智能建造產(chǎn)業(yè)鏈。
加快創(chuàng)新人才培養(yǎng) 支撐智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展
智能建造是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，相關(guān)人才嚴(yán)重短缺，亟須培養(yǎng)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、管理和運(yùn)維方面的人才。一要培養(yǎng)智能建造技術(shù)研發(fā)人才。智能建造技術(shù)是一種多學(xué)科交叉的先進(jìn)技術(shù)，既需要掌握傳統(tǒng)的土木建筑知識(shí)，又需要精通人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、云計(jì)算、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、智能制造和先進(jìn)設(shè)備等方面的知識(shí)，傳統(tǒng)的土木建筑專業(yè)技術(shù)人才難以承擔(dān)這種多學(xué)科交叉的研究工作。二要培養(yǎng)適應(yīng)智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)人才。這類技術(shù)人才既需要掌握傳統(tǒng)土木建筑技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，又需要具備建筑工業(yè)化、信息化的思維，能夠在全產(chǎn)業(yè)鏈上實(shí)施和應(yīng)用智能建造技術(shù)，當(dāng)前的土木建筑專業(yè)畢業(yè)生難以達(dá)到這樣的要求。三要大力培養(yǎng)智能建造產(chǎn)業(yè)工人。下一步需要重點(diǎn)培養(yǎng)具備智能生產(chǎn)、智能施工、智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)、智能運(yùn)維等專業(yè)技能的建筑產(chǎn)業(yè)工人。目前我國(guó)的建筑工人以農(nóng)民工為主，只熟悉現(xiàn)場(chǎng)的粗放式手工作業(yè)，對(duì)建筑工業(yè)化和數(shù)字化技術(shù)不了解，很難承擔(dān)智能建造相關(guān)工作。
高等院校要改革人才培養(yǎng)模式，完善人才培養(yǎng)體系，設(shè)置智能建造專業(yè)，建設(shè)多學(xué)科交叉的課程體系，努力培養(yǎng)高層次學(xué)科交叉型、復(fù)合型專業(yè)技術(shù)人才和經(jīng)營(yíng)管理人才；職業(yè)院校要積極開(kāi)展土木建筑類專業(yè)的改造和升級(jí)，培養(yǎng)具有智能建造技術(shù)實(shí)施能力的技術(shù)應(yīng)用型人才；鼓勵(lì)骨干企業(yè)和研發(fā)單位依托重大項(xiàng)目、示范工程，培養(yǎng)一批領(lǐng)軍人才；加強(qiáng)國(guó)際交流，改革人才評(píng)價(jià)機(jī)制，完善人才合作機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制。
