未來已來，每一座建筑都將變成一部巨型的智能手機

文｜李曉軍

互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)和人工智能等正在深刻的改變著我們的生活和生產方式及社會組織形態(tài)，同時也在改變我國的工業(yè)體系。德國提出了工業(yè)4.0、美國提出了工業(yè)互聯(lián)網，我國也制定了《中國制造2025規(guī)劃》，力求通過新型工業(yè)化，讓數(shù)字經濟和實體經濟結合提升我國的綜合實力。而實際上我國工業(yè)化的另一個重要的優(yōu)勢領域“中國建造”卻沒有得到重視，雖然國家也提出了發(fā)展裝配式建筑的構想，但并沒有從整個建造生產體系構建一套完整的轉型路線。如何積極借鑒日本和德國建筑化的發(fā)展經驗標準化思維，同時結合當前的數(shù)字經濟發(fā)展態(tài)勢，按照“兩化深度融合”的思路，基于BIM、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術，全面提升我國的建造水平，成為了當前的必須。

被忽視的中國建造

過去30年，是中國制造業(yè)服務全球的歷程，我國長期堅持的“出口導向型”的經濟使得“Made in china”行銷全球。而另一方面，國內的城鎮(zhèn)化如火如荼，中國建造一直扮演著極其重要地位，也呈現(xiàn)日益壯大之勢力。首先，是產業(yè)當量已經在2015年達到18萬億，居世界之冠。另外，我國一些大型基建的水平也達到世界較高水平。但由于立足點是我國國內的市場，實際上“中國建造”對外并沒有形成統(tǒng)一的概念、品牌和價值輸出。隨著我國積極國際事務合作、參與國際產能合作的步伐的加速，“中國建造”將逐漸走向世界舞臺。以中國高鐵為例，就讓世界見證了“中國建造+中國制造”的合力效應。

這除了我國高鐵的質量水平超高外，更是在基礎設施的建設成本上遠遠低于歐美等發(fā)達國家，每公里高鐵的基礎設施成本我國只需要1.2億元人民幣，而歐洲需要1.9億，美國更是達到了3.2億，這無疑為是“中國建造”在國際市場的強大競爭優(yōu)勢。

當然這樣的例子還很多，例如：北京三元橋的“換梁工程”，整體置換工作從啟動到結束僅用了43小時，創(chuàng)造了新的北京建橋速度，同類工程要放在其他國家起碼要幾個月時間；中建三局研發(fā)了一種“蓋樓神器”—集成型智能模架體系“中國尊”，平均6天蓋一層樓；據(jù)媒體報道，湖南遠大科技旗下的某公司，一棟57層的樓19天蓋完。這一些證明一些大型企業(yè)的建造水平實際是不低的。

“一帶一路”帶給中國和中國建造的新機遇

近年，隨著中國提出“一帶一路”戰(zhàn)略，新的多邊機制為中國企業(yè)“走出去”指明了新的方向，中國企業(yè)參與全球化競爭迎來了新的發(fā)展階段。

1、“一帶一路”開啟“世界新陸權”時代

“一帶一路”不僅開啟的了中國的全面開放時代，更重要的是把中國和亞歐大陸很好的鏈接起來，衍生了中國的經濟版圖、構建了中國地緣政治優(yōu)勢。而如何把一個個“國家或經濟體鏈接起來”，第一步要做的就是“物理鏈接—交通基礎設施鏈接”，這給中國建造帶來了重要的機遇，也為中國建造企業(yè)走出去提供了重要的機遇。

2、“一帶一路”為中國建造提供了難得的機遇

尤其值得注意的是：一帶一路的相關國家，尤其是陸地沿線的各個國家大多數(shù)是欠發(fā)達國家，基礎設施普遍落后，嚴重阻礙其發(fā)展，我國可通過援助和貸款支持的形式促進各國改善基礎設施條件，這為“中國建造”輸出提供了一次難得機會。

在實施互聯(lián)互通的過程中硬聯(lián)通最為關鍵，是軟聯(lián)通和人聯(lián)通的基礎。只有把基礎設施建設好，軟聯(lián)通和人聯(lián)通才有意義，才能夠真正的實現(xiàn)互聯(lián)互通。

以“中國建造”為核心的基礎設施的建設對“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃具有重要的戰(zhàn)略意義，它不僅為互聯(lián)互通打下重要基礎，同時將會帶動相關產業(yè)鏈進行轉型和升級，拉動中國經濟的持續(xù)健康發(fā)展。

中國建造1.0到3.0的演變之路

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算、人工智能等技術發(fā)展，世界建造理念又迎來一個新的轉型——向數(shù)字建造轉型。中國建造也就同時面臨著向建筑工業(yè)化和數(shù)字建造轉型的“兩期疊加”時期。按照建造模式，我們對中國建造進行了三階段劃分：

1、中國建造1.0：泥腿子做工程

目前，我國建筑施工行業(yè)還是延續(xù)了80年代的現(xiàn)澆體系，以現(xiàn)場濕作業(yè)為主，現(xiàn)場攪拌砂漿或其它帶水作業(yè)的工作項目，普遍存在著建筑資源能耗高、生產效率低下、工程質量和安全堪憂、勞動力成本逐步升高、資源短缺嚴重等問題。這要求建筑企業(yè)必須改變傳統(tǒng)建筑生產方式，滿足未來建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。長期以來沒有提升和轉型的動力，一方面是由于我國一方面確實缺少新型產業(yè)工人；另一方面是由于我國勞動力豐富的國情，傳統(tǒng)的作業(yè)模式更有利于帶動大量的就業(yè)。隨著我國綠色轉型的戰(zhàn)略、老齡化時代的來臨、勞工成本的提升等多重壓力，這種模式已經到了非轉型不可的地步。

2、中國建造2.0：像造汽車一樣造房子

“像造汽車一樣造房子”。建筑產業(yè)現(xiàn)代化就是引入工業(yè)化的思維，用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工和一體化實施等為主要特征的建筑生產方式。同時，又結合了現(xiàn)代化的產業(yè)組織模式和管理方法來管理建筑產業(yè)，從而形成完整有機的產業(yè)模式。具體場景為：像生產汽車的“零配件到組裝成品”的思路，提前在工廠生產線里進行標準構件生產，再運到工地，像搭積木似的進行拼裝。

其工業(yè)體系完全接近了汽車工業(yè)體系，包括新型建材的開發(fā)、研發(fā)創(chuàng)意設計、建筑構件、現(xiàn)場的施工裝配。同時也包括類似汽車產業(yè)的后市場服務，同時也依賴于流水線生產設備、工程機械、電子商務等外部性支持產業(yè)。

房車，房子和車子共同的親戚！

驚！這個建筑產業(yè)價值鏈結構很像汽車產業(yè)鏈！

建筑工業(yè)化在日本、德國等西方國家取得了長足的發(fā)展，主要有以下優(yōu)點：一是有利于提供施工質量。裝配式構件是在工廠里預制的，能最大限度地改善墻體開裂、滲漏等質量通病，并提高住宅整體安全等級、防火性和耐久性；二是有利于加速工程進度。效率即回報，裝配式建筑比傳統(tǒng)方式的進度快30%左右；三是有利于提高建筑品質。建筑業(yè)的玻尿酸，可使建筑產品長久不衰、永葆青春。室內精裝修工廠化以后，可實現(xiàn)在家收快遞，即拆即裝，又快又好。四是有利于調節(jié)供給關系。提高樓盤上市速度，減緩市場供給不足的現(xiàn)狀，買房從此不用徹夜排隊。行業(yè)普及以后，可以降低建造成本，可有效的抑制房價；五是有利于文明施工、安全管理。傳統(tǒng)作業(yè)現(xiàn)場有大量的工人，現(xiàn)在把大量工地作業(yè)移到工廠，現(xiàn)場只需留小部分工人，大大減少了現(xiàn)場安全事故發(fā)生率；六有利于環(huán)境保護、節(jié)約資源?，F(xiàn)場原始現(xiàn)澆作業(yè)極少，健康不擾民，從此告別“灰朦朦”。

3、中國建造3.0：像智能手機一樣集成房子

附圖1—生產模式

附圖2—被重新定義的建筑

再驚！這個結構很像智能手機！

“像造智能手機一樣集成房子”——主要引入新型工化中“數(shù)字制造”的理念，基于BIM的平臺，并綜合運用信息技術、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等。形成從客戶需求分析、決策、規(guī)劃設計、審批、構件生產、智慧建造、智慧應用集成、智慧運維等全生命周期的數(shù)字實體融合。

同時，建筑的功能從原來簡單的人的生活交流功能，日益變?yōu)椤爸腔蹜梅蘸托枨蟾兄脚_”，未來的建筑可能就像一個智能手機一樣融合了“物理模塊+信息系統(tǒng)+智慧應用模塊”三方面，成了可感知、會呼吸、有意識、能節(jié)能、會管理的“建筑生命體”。

4、中國建造3.0到底是什么?

中國建造3.0是在借鑒工業(yè)3.0和數(shù)字制造等理念，在建筑工業(yè)化的基礎上，進行的數(shù)字化升級，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，中國建造3.0是互聯(lián)。核心是連接，要把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶緊密地連接在一起?！爸袊腔劢ㄔ?.0”適應了萬物互聯(lián)的發(fā)展趨勢，將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設施通過信息物理系統(tǒng)（CPS）形成一個智能網絡，使得產品與生產設備之間、不同的生產設備之間以及數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)，使得機工作部件、系統(tǒng)以及人類會通過網絡持續(xù)地保持數(shù)字信息的交流。主要包括： 虛擬和現(xiàn)實的互聯(lián)、生產設備的互聯(lián)、設備和建筑構件的互聯(lián)等。

第二，中國建造3.0是數(shù)據(jù)。在數(shù)字建造的背景下大數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢。數(shù)字工廠的數(shù)據(jù)、建筑構件的數(shù)據(jù)、建造過程產生的數(shù)據(jù)，將對建筑的全生命周期管理，企業(yè)的運營、價值鏈的優(yōu)化的優(yōu)化起到重要支撐作用。

第三，中國建造3.0是邏輯?！斑壿?設計-建造”的古老建筑學邏輯，將被重新設闡釋為“算法—形式—建構”的邏輯。隨著近年來BIM標準化建設、PC預制工廠發(fā)展，數(shù)字建造也逐漸從前沿的研究課題走向實際的建造工程。但是作為一個完整的設計系統(tǒng)，數(shù)字建造在如今的工程應用中還只是“鳳毛麟角”，需要更多的專業(yè)人士投入來推動其發(fā)展。誠然，數(shù)字建造并不是“萬靈藥”，傳統(tǒng)建造方式的經驗和技術積累遠超過數(shù)字建造，如今的數(shù)字建造可能需要通過特殊的復雜造型才能體現(xiàn)其精確性、優(yōu)越性，但隨著技術的發(fā)展、算法的進步，也許有一天數(shù)字建造變得便宜、便捷，或是社會需要模塊化的生產，那時我們如今的嘗試將變得有意義。

第四，中國建造3.0是集成。更多的智能化設備、傳感設備、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設施基于“BIM+大數(shù)據(jù)+云計算”形成一個智能網絡，使建筑構件間、建筑與建筑、建筑與人的活動、建筑與商業(yè)活動服務能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。

第五，中國建造3.0是創(chuàng)新。其實施過程實際上就是中國建造創(chuàng)新發(fā)展的過程，包括技術、產品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新將會層出不窮。尤其是建造過程中數(shù)字模擬技術拓展了人的想像力的實現(xiàn)，再加上新型科技材料、機器人精確加工、3D打印技術的應用，將產生出一些更絢麗的新工藝、新產品。

中國建造3.0行動方略

1、多部門協(xié)作，構建行業(yè)生態(tài)

值得注意的是中國建造3.0涉及住建、工信、科技、商務等多個部門，需要一起協(xié)作進行資源的優(yōu)化配置才能真正的起到良好的效果。同時積極推動產學研一體化，積極促進各行業(yè)協(xié)會、企業(yè)和研發(fā)機構建立相關的產業(yè)聯(lián)盟和行動計劃，促進全行業(yè)的協(xié)調和合作。

2、優(yōu)先行動--標準、技術、人才

把中國建造3.0的理念和戰(zhàn)略轉化為具體行動，應該包括提出系列行動計劃，包括標準化、網絡設施、信息安全、流程再造、人才培訓、法律政策等，這些都是重要和必要的行動，但如果一定要更聚焦到三個最核心的行動上的話，可以考慮將標準、技術和人才作為中國建造3.0 最優(yōu)先考慮的領域。一是盡快出臺相關的標準體系。相關企業(yè)聯(lián)合組成跨行業(yè)、跨領域的工作組，加快標準化路線圖的實施，當前重點是同時制定中國建造2.O和3.O的參考模型、術語及急需標準的制訂工作；二是技術引領與推廣。就中國建造3.0戰(zhàn)略的實施而言，繼續(xù)保持并不斷強化我國在建筑軟件信息化、基礎材料、基礎工藝、基礎裝備、基礎器件以及交叉融合領域的技術優(yōu)勢，并力圖在BIM虛擬仿真、人工智能、智能工廠、智能產品、 信息物理空間（CPS）等新的技術領域搶占先機。未來如何研究BIM深度應用、數(shù)字工廠、智能建筑應用集成、智能穿戴、智能家居等這些產品“缺芯少魂”的局面；三是人才領先。中國建造3.0導致了對優(yōu)秀員工標準的轉變，其建立在一個開放、 虛擬化的工作平臺之上，重復性的熟練體力和腦力工作不斷被智能機器所替代，人機交互以及機器之間的對話將會越來越普遍，員工從服務者、操作者轉變?yōu)橐粋€規(guī)劃者、協(xié)調者、評估者、決策者。過去的學科專業(yè)不斷細分的教育模式難以培養(yǎng)能夠駕馭日益復雜綜合的制造業(yè)體系，不僅僅對企業(yè)自身提出了挑戰(zhàn)，而且對傳統(tǒng)的教育體制提出了新挑戰(zhàn)。

3、全球鏈接與“創(chuàng)新蜂巢”計劃

互聯(lián)網打破了傳統(tǒng)的物理邊界，無論在組織形態(tài)和空間分布形態(tài)來看都呈現(xiàn)“去中心化”時代，科技中心向科技網絡中心轉變。建筑科技行業(yè)也需要“蜂巢型”節(jié)點組織來促進科技資源的流動和科技成果孵化。

例如：引進歐美等的先進建筑科技人才和資源，加強對我國其它地區(qū)的的高端輻射，實現(xiàn)“引進來、走出去”的國際化跨越發(fā)展和全球性布局，高位融入全球建筑創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈和價值鏈，成為開放發(fā)展的前沿陣地和輻射源。

4、突出試點示范

以推廣裝配建筑、數(shù)字工廠、智慧工地作為切入點發(fā)現(xiàn)最佳實踐，總結行業(yè)經驗，加強交流推廣，開展試點示范，是過去幾年推進兩化融合工作的基本思路。借鑒德國工業(yè)4.0和西方建筑工業(yè)化的先進經驗，同步推動建筑工業(yè)化和數(shù)字建造。

一是在行業(yè)層面建筑信息化。開展數(shù)字工廠應用示范，首先要推廣BIM技術，圍繞推廣普及建筑構件—數(shù)字工廠—智慧工地，組織開展裝備智能升級、工藝流程再造、基礎數(shù)據(jù)共享、遠程診斷維護等試點，逐步實現(xiàn)車間級、企業(yè)級、項目級、工廠級的智能化改造，不斷探索數(shù)字建造普及過程，促進行業(yè)新的產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演進。

二是在區(qū)域層面推廣數(shù)字建造系統(tǒng)。在產業(yè)集群內構建跨企業(yè)的數(shù)字建造生產體系是未來發(fā)展的重要方向，未來的數(shù)字建造制造將是一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)。在發(fā)展中我國要重點選擇一些新型城鎮(zhèn)化的重點區(qū)域，以市場需求為導向展開，如：京津冀、成渝經濟圈、西咸新區(qū)、大武漢等重要區(qū)域展開。要以增強國家級產業(yè)集群競爭優(yōu)勢為出發(fā)點，圍繞集群內建筑生產裝備的數(shù)字化、建筑信息化、建筑產品數(shù)字化，深化產業(yè)鏈上下游協(xié)同研發(fā)設計、協(xié)同供應鏈管理、協(xié)同建造和集成應用，探索如何構建企業(yè)間高效協(xié)同的數(shù)字建造體系和產業(yè)價值鏈體系。

5、推進園區(qū)建設

改革開發(fā)以來，園區(qū)一直是我國區(qū)域經濟發(fā)展的抓手，也是聚集政策、產業(yè)、科技、人才的重要平臺載體。如何創(chuàng)新的發(fā)展智慧建筑主題的新型園區(qū)，不但可有力的促進一方經濟，還可以成為促進我國建筑產業(yè)的孵化器、創(chuàng)新源和整合器?？稍O想根據(jù)不同區(qū)域的發(fā)展階段、要素資源和市場條件發(fā)展各種類型，如：在科技發(fā)展條件好的地方發(fā)展建筑總部經濟園區(qū)或智慧園區(qū)，在建筑勞動力豐富的地區(qū)發(fā)展建筑構件示范園，在文化資源豐富地區(qū)發(fā)展建筑文化旅游園區(qū)，在交通條件好又靠近都市的地方發(fā)展智慧建筑會議展覽，在工業(yè)技術比較好的地方發(fā)展數(shù)字建造園區(qū)和新型建材研發(fā)園區(qū)等。