賦能融合基建 助推行業(yè)轉(zhuǎn)型

近年來，國家加快推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（以下簡(jiǎn)稱“新基建”）的眾多舉措在社會(huì)上引起高度關(guān)注。作為穩(wěn)增長、培育新動(dòng)能的重要力量，“新基建”如何推進(jìn)工程建設(shè)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？下面我從把握新機(jī)遇、開發(fā)新技術(shù)、培育新業(yè)態(tài)三個(gè)方面來談一些自己的看法。

把握新機(jī)遇

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，正加速推進(jìn)全球產(chǎn)業(yè)分工深化和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，重塑全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)格局。今年5月，美國參議院少數(shù)黨領(lǐng)袖查克·舒默提出了《無盡前沿法案》（以下簡(jiǎn)稱《法案》），計(jì)劃讓美國國會(huì)向美國國家科學(xué)基金會(huì)投入1000億美元，用于人工智能、量子計(jì)算、先進(jìn)通信、機(jī)器人等領(lǐng)域的研究?！斗ò浮酚?jì)劃在10個(gè)關(guān)鍵重點(diǎn)領(lǐng)域推進(jìn)技術(shù)，這10大領(lǐng)域中的第一項(xiàng)，就是人工智能領(lǐng)域。具體包括：人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，高性能計(jì)算、半導(dǎo)體和先進(jìn)、計(jì)算機(jī)硬件，量子計(jì)算和信息系統(tǒng)，機(jī)器人學(xué)、自動(dòng)化和先進(jìn)制造，自然或人為、災(zāi)害預(yù)防，先進(jìn)通訊技術(shù)，生物技術(shù)、基因組學(xué)和合成生物學(xué)，網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)，先進(jìn)能源，材料科學(xué)及工程。

人工智能為何如此重要？人工智能是指可模仿人類智能來執(zhí)行任務(wù)，并基于收集的信息對(duì)自身進(jìn)行迭代式改進(jìn)的系統(tǒng)和機(jī)器，簡(jiǎn)單來說，就是機(jī)器學(xué)習(xí)與人腦力的深度學(xué)習(xí)，讓機(jī)器會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)思考、會(huì)工作，并且能幫助人去學(xué)習(xí)，輔助人去思考，從事體力勞動(dòng)，最終輔助人、替代人（圖1）。

圖2 人工智能的“三算”基礎(chǔ)

人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程，從過去30年的由云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐的計(jì)算智能，到現(xiàn)在的感知智能，如無人駕駛、語音識(shí)別、圖像識(shí)別、影像識(shí)別等，這些都是感知智能技術(shù)取得的發(fā)展。2017年機(jī)器人的語音識(shí)別已經(jīng)達(dá)到了人的水平，這是近10年主要做的事情。但是，這一階段的人工智能是有智能無智慧，有智商沒有情商，知其然不知其所以然。所以下一個(gè)10年將要發(fā)展的是認(rèn)知智能，是基于腦啟發(fā)式的人工智能，基于心理學(xué)、腦科學(xué)的人工智能，最終達(dá)到類腦的人工智能，能真正像人一樣去思考、工作。

現(xiàn)階段的人工智能主要是以“三算”作為基礎(chǔ)：一是“算據(jù)”；二是“算力”；三是“算法”（圖2）?！八惴ā敝饕谏疃葘W(xué)習(xí)，所以必須要有“算據(jù)”，包括數(shù)字化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)、智能感知的數(shù)據(jù)等；“算力”是通過計(jì)算機(jī)，采取“云計(jì)算+邊緣計(jì)算”的構(gòu)架來進(jìn)行計(jì)算；“算據(jù)”要存儲(chǔ)，就需要建數(shù)據(jù)中心，要感知、傳輸，就要涉及到5G設(shè)施，要計(jì)算、超算、云計(jì)算等。這就是我們所說的“新基建”，“新基建”是人工智能技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的一個(gè)基礎(chǔ)。

從某種程度上說，“新基建”是數(shù)字基建，“老基建”是物理基建，基建領(lǐng)域的CPS就是融合基建。一方面，從“物理基建”到“物理基建+數(shù)字基建”，是產(chǎn)業(yè)調(diào)整的必然產(chǎn)物，“新基建”為“老基建”升級(jí)提供技術(shù)支撐；另一方面，“新基建”需要開拓新市場(chǎng)（特別是垂直領(lǐng)域）、培育新業(yè)態(tài)，“老基建”為“新基建”發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)。

開發(fā)新技術(shù)

一般來說，“新基建”技術(shù)是通用技術(shù)，要應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，就必須開發(fā)工程建設(shè)領(lǐng)域先關(guān)的技術(shù)。

一是數(shù)字孿生技術(shù)。數(shù)字孿生是虛實(shí)之間雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)聯(lián)系，是與物理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)字化表達(dá)，或者說是與物理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)字化表達(dá)。目前，數(shù)字孿生逆向生成較多，是先有實(shí)物再將其進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。那么真正的數(shù)字孿生是什么？它應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，就是還沒有這個(gè)物的時(shí)候，我們就應(yīng)該要考慮怎么樣隨著物的產(chǎn)生過程，把這個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程都記錄下來，這類的數(shù)字孿生就是正向的數(shù)字孿生。

二是數(shù)字主線技術(shù)。數(shù)字孿生的產(chǎn)生是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，實(shí)體工程在建造之前和在建造中，就應(yīng)建立動(dòng)態(tài)的數(shù)字孿生，通過動(dòng)態(tài)的數(shù)字孿生模型優(yōu)化和指導(dǎo)實(shí)體工程建造，這一技術(shù)就是數(shù)字主線技術(shù)。例如，一個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)全過程，從工程設(shè)計(jì)到深化設(shè)計(jì)、從施工到運(yùn)維整個(gè)過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過模型驅(qū)動(dòng)，各環(huán)節(jié)信息雙向同步溝通，各階段必須無縫進(jìn)行連接，各種軟件之間要進(jìn)行很流暢的交互，這項(xiàng)技術(shù)將為建筑業(yè)發(fā)展提供非常重要的技術(shù)支撐。

三是基于模型定義工程產(chǎn)品。我們現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)更多的是一種形式邏輯的表達(dá)，與形式邏輯相對(duì)應(yīng)的數(shù)理邏輯，通過摸清它的數(shù)字邏輯規(guī)律，就可以采用模型定義工程產(chǎn)品。例如，北京大興國際機(jī)場(chǎng)建設(shè)過程中，機(jī)場(chǎng)核心區(qū)18萬平方米采用8根C型柱支撐。這8根C形柱的網(wǎng)架是通過數(shù)字模型計(jì)算出來的，就是通過模型來定義這個(gè)產(chǎn)品；再如上海中心大廈（圖3），由于這3棟建筑并列在一起，就造成了局部的風(fēng)場(chǎng)，如何降低這個(gè)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)荷載造成的影響？就是通過模型將上海中心大廈主體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)120°，使得風(fēng)荷載作用效應(yīng)減少了四分之一，這些數(shù)據(jù)都是通過仿真、模型計(jì)算出來的。

四是智能感知技術(shù)。在工程項(xiàng)目中，如何綜合運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)和智能設(shè)備等信息技術(shù)手段，聚焦工地施工現(xiàn)場(chǎng)管理，緊緊圍繞“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等關(guān)鍵要素，建立信息智能采集、管理高效協(xié)同、數(shù)據(jù)科學(xué)分析、過程準(zhǔn)確控制的施工現(xiàn)場(chǎng)立體化信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工地的智能管理；如何在運(yùn)維中引入人工智能，以實(shí)現(xiàn)“事前智能預(yù)警、事后快速定位、夜間無人值守、遠(yuǎn)程集中管理”等一系列智能運(yùn)維目標(biāo)，是當(dāng)前需要解決的課題。

五是工程大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能決策。要綜合利用工程環(huán)境數(shù)據(jù)（自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、文化環(huán)境）、工程過程數(shù)據(jù)（實(shí)施反饋數(shù)據(jù)、過程管理數(shù)據(jù)、工程交易數(shù)據(jù)、工程誠信數(shù)據(jù)）、工程要素?cái)?shù)據(jù)（從業(yè)人員數(shù)據(jù)、工程機(jī)械數(shù)據(jù)、工程材料數(shù)據(jù)、工藝工法數(shù)據(jù)）、工程產(chǎn)品數(shù)據(jù)（產(chǎn)品績(jī)效數(shù)據(jù)、產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)、產(chǎn)品運(yùn)營數(shù)據(jù)）等，通過對(duì)大數(shù)據(jù)的管理與分析，幫助行業(yè)治理精準(zhǔn)化，幫助企業(yè)準(zhǔn)確把握市場(chǎng)需求變動(dòng)、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)效率和供應(yīng)鏈的敏捷性、準(zhǔn)確性，提升施工管理水平，幫助業(yè)主提高運(yùn)維能力。當(dāng)我們具備了工程環(huán)境數(shù)據(jù)、工程過程數(shù)據(jù)、工程要素?cái)?shù)據(jù)、工程產(chǎn)品數(shù)據(jù)的時(shí)候，就可以利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行行業(yè)治理、企業(yè)管理以及施工管理（圖4）。

六是自動(dòng)化、智能化工程機(jī)械與設(shè)備。當(dāng)我們具備了上述技術(shù)條件后，不再繼續(xù)需要依靠人去工作，而是應(yīng)該讓機(jī)器去工作，賦予機(jī)械智能，從數(shù)控到遙控，一直到無人化，最終發(fā)展為建筑機(jī)器人，讓機(jī)器替代人去工作，進(jìn)行安全、高效、精確的建筑部品部件生產(chǎn)和施工作業(yè)，走建筑新型工業(yè)化道路，這也是今后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

圖3 上海中心大廈

培育新業(yè)態(tài)

當(dāng)我們開發(fā)了建筑領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)后，建筑業(yè)應(yīng)當(dāng)著力培育以下3種業(yè)態(tài)：

一是建筑工業(yè)化。新型建筑工業(yè)化不是傳統(tǒng)工業(yè)化，它是把現(xiàn)代信息技術(shù)、智能技術(shù)與工業(yè)化深度融合，形成一種建筑新型工業(yè)化的新模式。目前，我們要想推動(dòng)新型建筑工業(yè)化發(fā)展，需要解決以下三個(gè)方面的問題：如何建立建筑工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)體系，現(xiàn)在應(yīng)該說有了大框架但還不完善；目前部品部件、建筑構(gòu)配件拿到工廠去生產(chǎn)，但是工廠生產(chǎn)的工業(yè)化特征還不明顯，還沒有形成批量的生產(chǎn)模式，沒有形成多品種的流水線的生產(chǎn)，這就要建立部品、部件柔性的生產(chǎn)線，特別是智能化柔線的生產(chǎn)線；通過智能物流把部品部件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)以后，工地建設(shè)也應(yīng)該智能化，把工地建設(shè)建成智能工廠，改善工地的建設(shè)環(huán)境、施工環(huán)境，從而提高建設(shè)工作效率。

圖4 工程大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能決策

二是建造服務(wù)化。建造服務(wù)化，包括建造過程的專業(yè)化服務(wù)和使用過程的專業(yè)化服務(wù)，如搭建開放式的設(shè)計(jì)平臺(tái)，為施工生產(chǎn)提供設(shè)備、技術(shù)支持，為質(zhì)量安全提供保障，以及正在推行的全過程咨詢等建造過程的專業(yè)化服務(wù)；通過拉長產(chǎn)業(yè)鏈，提供智能節(jié)能、智慧養(yǎng)老物業(yè)、智能健康住宅等使用過程的專業(yè)化服務(wù)。

三是建造平臺(tái)化。平臺(tái)經(jīng)濟(jì)已成為世界經(jīng)濟(jì)增長的新引擎。今年，世界500強(qiáng)企業(yè)中排在前10的一共有8家平臺(tái)企業(yè)，而10年前只有兩家，這就是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)。一個(gè)平臺(tái)的價(jià)值取決于在這個(gè)平臺(tái)上“粘”住客戶的數(shù)量，通過搭建平臺(tái)，使得產(chǎn)品的供給者與產(chǎn)品的需求者減少很多中間的環(huán)節(jié)，使得交易的效率更高、交易的成本越低，受益就更大，所以說這種平臺(tái)是今后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

新形勢(shì)下，工程建設(shè)企業(yè)也應(yīng)該要搭建平臺(tái)，并應(yīng)當(dāng)做好戰(zhàn)略決策：

第一，選擇好商業(yè)模式。企業(yè)在變革過程中究竟是選擇2B、2C模式，還是搭建平臺(tái)，要認(rèn)真考慮。要根據(jù)企業(yè)的自身優(yōu)勢(shì)，不要盲目地去使用或者追求高新技術(shù)，選好商業(yè)模式。

第二，要從轉(zhuǎn)變建造方式中發(fā)展新業(yè)態(tài)。建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)是首位，信息化、智能化等技術(shù)要服務(wù)于轉(zhuǎn)型升級(jí)，信息技術(shù)、智能技術(shù)固然重要，但建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，走新型工業(yè)信息化道路更加重要，要加強(qiáng)智能建造與工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，行業(yè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在轉(zhuǎn)型中找到并提升新的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

第三，技術(shù)成熟度高的產(chǎn)品更容易實(shí)現(xiàn)價(jià)值。企業(yè)必須明白不是技術(shù)越先進(jìn)的產(chǎn)品越容易實(shí)現(xiàn)價(jià)值，反而是技術(shù)越成熟的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)價(jià)值。技術(shù)成熟能夠穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)能夠使成本更低，但技術(shù)走向成熟有一個(gè)過程，需要提前進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。什么時(shí)候?qū)⒊墒斓募夹g(shù)投向市場(chǎng)，需要把握時(shí)機(jī)，才能夠?qū)崿F(xiàn)價(jià)值。

第四，要注重社會(huì)倫理。我們有了智能化以后，很多服務(wù)都是由算法來決定的，算法決定價(jià)格，算法決定服務(wù)方式，還有一手交隱私、一手交服務(wù)，這就要求作為提供服務(wù)的企業(yè)家、專業(yè)的技術(shù)人員，一定要做到有情懷。技術(shù)雖然重要，但文化理念往往在某種程度上比技術(shù)更重要。

總而言之，“新基建”為我們提供了一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，建筑業(yè)要抓住新一輪科技革命的新機(jī)遇，高度重視數(shù)字技術(shù)對(duì)工程建造的變革性影響，制定以智能建造為核心的“中國建造2035”發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)建設(shè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，為“一帶一路”提供技術(shù)支撐，從建造大國走向建造強(qiáng)國。