中國工程院院士、重慶大學教授　周緒紅

　　重慶大學教授　劉界鵬

　　建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，但長期以來，我國建筑業(yè)存在發(fā)展粗放、勞動生產(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、勞動力日益短缺、科技水平不高等問題。為此，促進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，是必然要求。

　　當前，住房和城鄉(xiāng)建設部正在開展智能建造試點城市的征集和遴選工作。這將對推動建筑業(yè)與先進制造技術、新一代信息技術的深度融合，培育智能建造新業(yè)態(tài)、新模式發(fā)揮重要作用，對推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與提質(zhì)增效、促進高質(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與工程建造相融合而形成的一種工程建造技術，它不僅是工程建造技術的創(chuàng)新，還將從經(jīng)營理念、市場形態(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、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵所在。

　　攻克關鍵技術問題

　　引領智能建造產(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，實用性較差，很多國內(nèi)軟件商只能基于國外的軟件進行二次開發(fā)。我國在采用這些軟件進行工程建造時，一些基礎數(shù)據(jù)容易泄露，給國家基礎設施方面的安全帶來巨大威脅。三維圖形和計算分析軟件、高精機器人、高精光學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，解決這些問題已經(jīng)刻不容緩。

　　因此，必須通過產(chǎn)學研結(jié)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。以工程實際問題為導向，組織工程、數(shù)學、物理、信息、計算機、自動化等多學科交叉研發(fā)隊伍，開發(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(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)量檢測監(jiān)測、故障診斷與維護等一批核心技術和關鍵高端裝備。研發(fā)智能數(shù)字化設計技術，解決當前工程設計效率低、周期長、人力投入多、出錯率高等問題。研發(fā)智能設計與制造的一體化技術，解決設計與生產(chǎn)信息割裂、設計成果難以轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)信息的問題。研發(fā)建筑部品部件智能制造技術與智能施工機器人技術，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)勞動力缺失、勞動強度大、成本高等問題，并確保工程更加安全、和環(huán)保。研發(fā)施工安全智能監(jiān)控和工程項目智能管控技術，解決施工安全管控難度大、安全事故多、項目管理工作量大、工程進展信息統(tǒng)計滯后等問題。研發(fā)智能檢測與監(jiān)測技術，解決質(zhì)量檢測技術落后、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題。

　　建立健全標準體系

　　推進智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　智能建造采取的方法、設備、技術等與傳統(tǒng)建造方式有顯著差異，對建造過程中的數(shù)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(shù)據(jù)標準、技術標準、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的核心，而數(shù)據(jù)是人工智能技術的重要基礎，因此數(shù)據(jù)標準是智能建造的基礎標準，包括設計成果交付數(shù)據(jù)標準、設計與生產(chǎn)一體化數(shù)據(jù)銜接標準、施工安全監(jiān)控數(shù)據(jù)標準、檢測數(shù)據(jù)標準、運維數(shù)據(jù)標準、智能算法模型訓練數(shù)據(jù)標準等。智能建造的技術標準必須針對智能化設計、生產(chǎn)、安裝和管理特點，建立數(shù)字化設計、智能生產(chǎn)與施工、智能檢測與監(jiān)測等方面的技術標準。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)量檢查方法與評價方法都將采用數(shù)字化手段，也必須建立相應的質(zhì)量控制標準。人工智能技術在發(fā)展過程中正面臨各種安全和倫理問題，因此需要編制相關標準區(qū)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(xiàn)各種安全和倫理問題。

　　重塑建造業(yè)務流程

　　推動工程建造效率提升

　　數(shù)字化和智能化是近年來發(fā)展起來的全新技術，目前已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)、先進制造、金融、交通等領域得到了較為廣泛的應用。這些領域在充分利用數(shù)字化和智能化技術過程中，都進行了工藝或業(yè)務流程重塑，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，也需要進行工藝或業(yè)務流程的重塑。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，這就需要進行業(yè)務流程重塑，解決以往設計、生產(chǎn)和施工環(huán)節(jié)割裂問題，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(jié)，采用BIM等數(shù)字化技術，可以進行全專業(yè)的正向設計，避免出現(xiàn)各專業(yè)之間的沖突，這需要對傳統(tǒng)設計業(yè)務進行重塑，解決各專業(yè)之間配合困難的問題。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需要設計形成的成果可直接用于數(shù)字化生產(chǎn)，這就對設計的數(shù)字化水平、設計與生產(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、智能化工程項目管控、建筑機器人等技術的應用，因此需要對傳統(tǒng)施工流程和工藝進行重塑。建筑業(yè)在引入數(shù)字化和智能化技術后，以往的業(yè)務流程也需要改進和提升，充分利用新一代信息技術對工程項目進行全過程管理和優(yōu)化，提升項目效率和效益。

　　改革工程建設組織模式

　　服務智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　推進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(shù)據(jù)共享是智能建造的基本前提。傳統(tǒng)的工程項目管理模式的設計、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)割裂，各企業(yè)只考慮自身效益，不考慮項目整體效益，已經(jīng)不適應智能建造的過程管理。

　　工程總承包和全過程工程咨詢是當前建筑業(yè)的發(fā)展趨勢。在智能建造的發(fā)展過程中，工程總承包企業(yè)作為整個產(chǎn)業(yè)鏈上的龍頭企業(yè)，可以引領整個產(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)割裂的嚴重問題，解決設計、生產(chǎn)、制作、施工一體化問題以及技術與管理脫節(jié)問題，保證工程建設高度組織化，實現(xiàn)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(guī)?；l(fā)展，有利于技術優(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實施帶來的流程重塑。

　　但目前很多建設單位對工程總承包不了解或缺乏認識，沒有專業(yè)的項目管理人才，不具備綜合管理能力和技術能力，無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)主管部門要進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(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

　　智能建造是一個新興產(chǎn)業(yè)，相關人才嚴重短缺，亟須培養(yǎng)研發(fā)、設計、生產(chǎn)、施工、管理和運維方面的人才。一要培養(yǎng)智能建造技術研發(fā)人才。智能建造技術是一種多學科交叉的先進技術，既需要掌握傳統(tǒng)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、云計算、機器人、計算機、智能制造和先進設備等方面的知識，傳統(tǒng)的土木建筑專業(yè)技術人才難以承擔這種多學科交叉的研究工作。二要培養(yǎng)適應智能建造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術人才。這類技術人才既需要掌握傳統(tǒng)土木建筑技術和經(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)鏈上實施和應用智能建造技術，當前的土木建筑專業(yè)畢業(yè)生難以達到這樣的要求。三要大力培養(yǎng)智能建造產(chǎn)業(yè)工人。下一步需要重點培養(yǎng)具備智能生產(chǎn)、智能施工、智能檢測監(jiān)測、智能運維等專業(yè)技能的建筑產(chǎn)業(yè)工人。目前我國的建筑工人以農(nóng)民工為主，只熟悉現(xiàn)場的粗放式手工作業(yè)，對建筑工業(yè)化和數(shù)字化技術不了解，很難承擔智能建造相關工作。

　　高等院校要改革人才培養(yǎng)模式，完善人才培養(yǎng)體系，設置智能建造專業(yè)，建設多學科交叉的課程體系，努力培養(yǎng)高層次學科交叉型、復合型專業(yè)技術人才和經(jīng)營管理人才;職業(yè)院校要積極開展土木建筑類專業(yè)的改造和升級，培養(yǎng)具有智能建造技術實施能力的技術應用型人才;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(yǎng)一批領軍人才;加強國際交流，改革人才評價機制，完善人才合作機制和激勵機制。