中國工程院院士、重慶大學(xué)教授　周緒紅

　　重慶大學(xué)教授　劉界鵬

　　建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，但長(cháng)期以來(lái)，我國建筑業(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)轉型升級、實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展，是必然要求。

　　當前，住房和城鄉建設部正在開(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，對推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉型升級與提質(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，是當前建筑業(yè)突破發(fā)展瓶頸、增強核心競爭力、實(shí)現高質(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

　　目前通用的基礎繪圖軟件、有限元軟件和BIM(建筑信息模型)軟件等基本為國外產(chǎn)品，與我國的標準和建設管理流程不一致，實(shí)用性較差，很多國內軟件商只能基于國外的軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。我國在采用這些軟件進(jìn)行工程建造時(shí)，一些基礎數據容易泄露，給國家基礎設施方面的安全帶來(lái)巨大威脅。三維圖形和計算分析軟件、高精機器人、高精光學(xué)采集儀器等軟件和設備成為我國建筑業(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)研結合的手段，建立以大型建筑業(yè)央企、國企或民企牽頭，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(zhuān)業(yè)、跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng )新體系。以工程實(shí)際問(wèn)題為導向，組織工程、數學(xué)、物理、信息、計算機、自動(dòng)化等多學(xué)科交叉研發(fā)隊伍，開(kāi)發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權的三維圖形引擎、平臺和符合中國建造需求的BIM軟件;突破數據采集與分析、智能控制和優(yōu)化、新型傳感感知、工程質(zhì)量檢測監測、故障診斷與維護等一批核心技術(shù)和關(guān)鍵高端裝備。研發(fā)智能數字化設計技術(shù)，解決當前工程設計效率低、周期長(cháng)、人力投入多、出錯率高等問(wèn)題。研發(fā)智能設計與制造的一體化技術(shù)，解決設計與生產(chǎn)信息割裂、設計成果難以轉化為生產(chǎn)信息的問(wèn)題。研發(fā)建筑部品部件智能制造技術(shù)與智能施工機器人技術(shù)，在制造與施工中完成危險性較高、環(huán)境污染大、工作繁重或操作重復的工序，有效應對建筑業(yè)勞動(dòng)力缺失、勞動(dòng)強度大、成本高等問(wèn)題，并確保工程更加安全、和環(huán)保。研發(fā)施工安全智能監控和工程項目智能管控技術(shù)，解決施工安全管控難度大、安全事故多、項目管理工作量大、工程進(jìn)展信息統計滯后等問(wèn)題。研發(fā)智能檢測與監測技術(shù)，解決質(zhì)量檢測技術(shù)落后、檢測效率低、質(zhì)量管控人為因素多、工程全壽命周期運維難度大等問(wèn)題。

　　建立健全標準體系

　　推進(jìn)智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　智能建造采取的方法、設備、技術(shù)等與傳統建造方式有顯著(zhù)差異，對建造過(guò)程中的數字化、精細化、機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準化體系的頂層設計，明確總體要求和方案，逐步建立覆蓋設計、生產(chǎn)、施工、檢測、驗收、運維等各方面的完整標準體系。

　　智能建造標準應包括數據標準、技術(shù)標準、產(chǎn)品標準、質(zhì)量標準和工作范圍標準。人工智能是智能建造技術(shù)的核心，而數據是人工智能技術(shù)的重要基礎，因此數據標準是智能建造的基礎標準，包括設計成果交付數據標準、設計與生產(chǎn)一體化數據銜接標準、施工安全監控數據標準、檢測數據標準、運維數據標準、智能算法模型訓練數據標準等。智能建造的技術(shù)標準必須針對智能化設計、生產(chǎn)、安裝和管理特點(diǎn)，建立數字化設計、智能生產(chǎn)與施工、智能檢測與監測等方面的技術(shù)標準。智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將應用大量建筑材料、機械設備、信息技術(shù)設備等新產(chǎn)品，對這些產(chǎn)品的質(zhì)量要求均需要建立產(chǎn)品標準和質(zhì)量標準。對工程整體而言，其質(zhì)量檢查方法與評價(jià)方法都將采用數字化手段，也必須建立相應的質(zhì)量控制標準。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)標準區分人和人工智能的各自工作范圍，明確智能設備的管控要求，約束人工智能行為，避免出現各種安全和倫理問(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用。這些領(lǐng)域在充分利用數字化和智能化技術(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(zhù)提高了行業(yè)效率和科技水平。

　　建筑業(yè)要將工業(yè)化、數字化和智能化技術(shù)充分融合，顯著(zhù)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)展設計—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，解決以往設計、生產(chǎn)和施工環(huán)節割裂問(wèn)題，提高工程效率和總體效益，降低工程成本。在工程設計環(huán)節，采用BIM等數字化技術(shù)，可以進(jìn)行全專(zhuān)業(yè)的正向設計，避免出現各專(zhuān)業(yè)之間的沖突，這需要對傳統設計業(yè)務(wù)進(jìn)行重塑，解決各專(zhuān)業(yè)之間配合困難的問(wèn)題。在生產(chǎn)環(huán)節，需要設計形成的成果可直接用于數字化生產(chǎn)，這就對設計的數字化水平、設計與生產(chǎn)的數字化銜接提出了明確要求。在施工環(huán)節，傳統施工工藝和流程并不適合數字化質(zhì)量控制、智能化安全施工監控、智能化工程項目管控、建筑機器人等技術(shù)的應用，因此需要對傳統施工流程和工藝進(jìn)行重塑。建筑業(yè)在引入數字化和智能化技術(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)對工程項目進(jìn)行全過(guò)程管理和優(yōu)化，提升項目效率和效益。

　　改革工程建設組織模式

　　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目立項策劃、設計、采購、施工的建造全過(guò)程協(xié)同，全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈以及工程項目各參與方的數據共享是智能建造的基本前提。傳統的工程項目管理模式的設計、生產(chǎn)、施工等環(huán)節割裂，各企業(yè)只考慮自身效益，不考慮項目整體效益，已經(jīng)不適應智能建造的過(guò)程管理。

　　工程總承包和全過(guò)程工程咨詢(xún)是當前建筑業(yè)的發(fā)展趨勢。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)節割裂的嚴重問(wèn)題，解決設計、生產(chǎn)、制作、施工一體化問(wèn)題以及技術(shù)與管理脫節問(wèn)題，保證工程建設高度組織化，實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈上的資源優(yōu)化與整體效益大化。采用工程總承包模式，有利于企業(yè)規?；l(fā)展，有利于技術(shù)優(yōu)勢、管理優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)鏈資源配置優(yōu)勢的充分發(fā)揮，能夠有效適應智能建造技術(shù)實(shí)施帶來(lái)的流程重塑。

　　但目前很多建設單位對工程總承包不了解或缺乏認識，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的項目管理人才，不具備綜合管理能力和技術(shù)能力，無(wú)法做到設計與施工的深度融合，不能發(fā)揮工程總承包模式集設計、采購、施工為一體的優(yōu)勢，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(mén)要進(jìn)一步引導建設單位積極采用與智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應的工程總承包管理模式，培育一批具有智能建造系統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

　　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)人才嚴重短缺，亟須培養研發(fā)、設計、生產(chǎn)、施工、管理和運維方面的人才。一要培養智能建造技術(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)，既需要掌握傳統的土木建筑知識，又需要精通人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、云計算、機器人、計算機、智能制造和先進(jìn)設備等方面的知識，傳統的土木建筑專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才難以承擔這種多學(xué)科交叉的研究工作。二要培養適應智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)人才。這類(lèi)技術(shù)人才既需要掌握傳統土木建筑技術(shù)和經(jīng)驗，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)施和應用智能建造技術(shù)，當前的土木建筑專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生難以達到這樣的要求。三要大力培養智能建造產(chǎn)業(yè)工人。下一步需要重點(diǎn)培養具備智能生產(chǎn)、智能施工、智能檢測監測、智能運維等專(zhuān)業(yè)技能的建筑產(chǎn)業(yè)工人。目前我國的建筑工人以農民工為主，只熟悉現場(chǎng)的粗放式手工作業(yè)，對建筑工業(yè)化和數字化技術(shù)不了解，很難承擔智能建造相關(guān)工作。

　　高等院校要改革人才培養模式，完善人才培養體系，設置智能建造專(zhuān)業(yè)，建設多學(xué)科交叉的課程體系，努力培養高層次學(xué)科交叉型、復合型專(zhuān)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(lèi)專(zhuān)業(yè)的改造和升級，培養具有智能建造技術(shù)實(shí)施能力的技術(shù)應用型人才;鼓勵骨干企業(yè)和研發(fā)單位依托重大項目、示范工程，培養一批領(lǐng)軍人才;加強國際交流，改革人才評價(jià)機制，完善人才合作機制和激勵機制。