刘界鹏教授：智能建造发展趋势

乐活 2024-09-20 12:40 北京

刘界鹏教授，博士生导师，国家级人才，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，国家一级注册结构工程师。重庆大学钢结构工程研究中心副主任，智能建造实验室主任。本文基于刘教授网络公开的一些宣讲的一些材料整理，主要分析了刘教授关于智能建造的内涵、发展、存在的问题以及对策等观点，部分观点结合了作者自身从业经历理解梳理，供广大行业同仁探讨。

（本文根据网络公开资料收集整理，侵删）

对于智能建造的理解，我一直认为一千个人心中有一千个哈姆雷特，但不论如何阐释，基本都离不开工业化、信息化和智能化这几个主题词，工业化是智能化的基础，智能化为工业化赋能。基于此，赵教授对智能建造做了定义：“以人工智能技术为核心，在建筑和基础设施的设计、生产、施工和运维中，以智能技术代替需要人类智能才能完成的复杂工作，实现建筑业的高度自动化。”

在智能建造之前，建筑业的信息化也发展了许多年，那么智能建造与建筑业的信息化有什么关系呢？刘教授认为“信息化注重网络基础，及时准确的反馈问题。而智能化是以信息化为基础，部分代替人脑，对人力进一步的解放”。对于此，我前面的文章也讲过，我一直坚定的认为“信息化是工具，数字化是能力，智能化是未来”。信息化的基础是网络技术的发展，解决的是信息传递的空间和时间问题，对于行业来讲呈现出来的最大感知就是“无纸化”（如无纸化办公和CAD电子绘图等）；数字化的基础是数字孪生技术的发展，是用计算机技术描述物理空间和实体的新一代信息技术，而不仅仅只是比特化，对于我们能够感知到的就是“三维化”和“拟人化”（即逐步接近人对世界的正常认知，比如三维、自然语义交互等）；智能化的基础是人工智能技术的发展，解决的是计算机能够最大限度的参与分析计算和决策的问题，对于我们能够感知到的就是越来越多系统的“简单化”和“精准化”（如无人工厂，购物网站的智能推荐等）。

建筑工业化是智能建造的重要基础。在前面的文章中我也提到过，工业化为智能建造的“智能”提供了“建造”能力，人工智能等现代信息技术实现了机器的自学习过程，思考的成果需要工业化的标准体系支撑和机械化的执行，传统的手工作业方式无法支撑和发展智能建造技术。建筑工业化中存在大量的较为复杂的重复性劳动，需要大量的人力才能完成，如深化设计、生产检测、现场安装、安全管控等，仅信息化手段无法把复杂的劳动付诸实施，需要机器人等工业化方式实现。

建筑工业化的概念和范围：

欧洲最早提出了建筑工业化的概念，1923年法国建筑大师勒·柯布西耶在《走向新建筑》中首次提出了工业化建筑设想：像生产汽车底盘一样工业化的成批生产房子。1974年联合国在《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》中对建筑工业化做了定义：按照大工业生产方式改造建筑业，使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。由此可以看出，建筑工业其本质就是对标制造业的工业生产，对于建筑业来说就是设计标准化+产品工厂化+建造装配化，是建筑业实现绿色发展和高质量发展的重要途经。

但我国建筑工业化发展存在诸多问题：

首先是技术体系不完整。行业尚未形成完整的设计、生产、施工、验收的成套技术体系，包括标准、指南、图集等，全产业链企业尚未形成完整的建筑工业化技术体系。

其次是产业链不完整。工业化建筑产品缺失，企业主要人工生产预制混凝土梁、板、柱，而工业化需要更高效自动化生产的板、墙等维护体系，以及高性能的门窗、胶、保温材料、连接件、设备等。同时，技术人才确实也是影响建筑工业化体系发展的重要因素，研发、设计、生产、施工等各个环节人才均研中确实，设计师、工程师和农民工（产业工人）均习惯于传统粗放式做法，思维模式和技术能力升级难度较大。

再次是研发引领性不足。在高校研究端，与传统工程需求脱节，追求发表论文而非重点解决工程问题。在企业研发端，研发企业追求局部形式上的创新而非务实的技术集成（个人认为研发企业关注部分主业的效率提升，而较少关注全产业链的协同创新），大部分企业并不重视研发投入和技术团队的培育，仅进行工厂投入和项目经营。

最后是政策与监管不足。设计施工总承包模式并未充分推广，目前市面的EPC模式大多数也是设计+施工的联合方式（EPCM），其本质上并没有解决利益一体化的问题，环节割裂仍然存在；同时，低价中标模式也导致了行业的恶性竞争，特别是在行业高度内卷的时代，导致的就是工程品质差、企业利润低，最终企业也无财力投入研发。

结论：工业化建筑在国内提出也有几十年的时间，但一致没有形成规模，导致的结果就是工业化建筑成本明显高于传统建筑成本，简单说就是提质不增效。这个涉及的很多方面的因素，建筑产品不同于工业产品，其产品个性化较强，且建设交付场地无法集中，导致很难形成类似工业产品的规模化效应，需要考虑符合建筑业的特殊工业化体系。

建筑信息化的定义及内涵

对于建筑信息化的定义，刘教授是这么说的：建筑信息化就是运用计算机、通信、网络、系统集成和信息安全等技术，改造和提升建造方式，提高建筑业技术、生产、管理和服务水平。其包括产品、设计、建设过程、管理、成本信息化。

信息技术与设计的融合

信息技术与设计融合起源于90年代初期，早期特征就是采用计算机软件进行计算和绘图。后面逐步融入了协同设计、衍生式设计等，在整个建筑行业已经处于比较成熟的阶段。目前，在整个设计行业信息化的基础上，开始逐步推进以BIM技术为代表的数字化相关技术应用，相对于传统的信息化，数字化更强调物理世界的数据表达。

信息技术与生产的融合

信息技术与施工的融合

信息技术与项目管理的融合

建筑业信息技术应用的瓶颈

智能建造发展现状

针对我国智能建造的发展现状，刘教授总结为初探性阶段，多为信息化建造，如智慧工地、BIM、信息化平台、工业机器人应用等。这个与我个人的认知和感受基本一致，目前国内的智能建造基本还是处于离散的技术应用阶段，造成这种现象的主要原因就是行业价值链的割裂，不同实施主体在项目价值中的利益诉求并不一致导致。智能建造本身是一个系统性工程，是需要全参与方、全产业链共同参与，贯穿工程建设全过程的数字化与工业化，当然，罗马不会是一天建成的，在此之前，仍然需要行业中的各家主体能够基于自身主业需求开展信息化的建设工作，只有整个行业实现了完全的信息化，我们才能够更好的去推进行业广泛的链接，实现全行业数据的知识化、资源化和资产化，并最终以数据驱动行业的智能化发展，如此，行业才能完成从传统手工建造向智能建造的革命性变革。

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