加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型 推動建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

文｜鄭琪

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合多部門印發(fā)《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，旨在推動建筑業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級。關(guān)于建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，具有以下四個突出的特點(diǎn)：

第一是數(shù)字建筑的興起帶動了相關(guān)工作的進(jìn)步。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)，我們可以把它形象地比喻為“找形”，建筑師從合理的自然結(jié)果中抽象和提煉出建筑形式。隨著社會的發(fā)展，社會結(jié)構(gòu)和資本流動變化，人類社會變得愈加復(fù)雜。舒馬赫和扎哈等人觀察到了這種變化，同時(shí)依據(jù)社會學(xué)思想的進(jìn)步，通過充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，以自然環(huán)境的要素作為建筑設(shè)計(jì)的參數(shù)，提出參數(shù)化主義。以非線性的概念創(chuàng)造新的建筑形式，這種工作模式可以形象地把它比喻為“造形”。這種創(chuàng)作方法的進(jìn)步，帶動了相關(guān)專業(yè)的數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)程，產(chǎn)生了建筑的數(shù)字模型，數(shù)字化解決了建筑精準(zhǔn)的問題。與此同時(shí)，隨著全社會數(shù)字化水平提高，在材料、建造、運(yùn)維以至管理工作等各個與建筑相關(guān)的各個階段和各個方面都進(jìn)行了數(shù)字化產(chǎn)業(yè)升級。

盡管如此，然而建筑的整個生產(chǎn)過程仍然沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，這是因?yàn)橛幸粋€概念需要明確，就是建筑的二重屬性。

第二是建筑的二重屬性越來越受到社會的重視。建筑的第一個屬性是藝術(shù)性，它是建筑師創(chuàng)作的作品，同時(shí)它還兼具第二重屬性，建筑還是社會產(chǎn)品，要滿足一定的需求。建筑兼具這兩個屬性，孤立地強(qiáng)調(diào)任何一個方面都不能全面的看待和理解建筑。作為產(chǎn)品，就要強(qiáng)調(diào)建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)方式。傳統(tǒng)的建筑生產(chǎn)方式是分工隔離的，與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式的協(xié)同不一樣，與信息化背景下的先進(jìn)協(xié)同方式更相距甚遠(yuǎn)。因此，協(xié)同是將社會分工組織起來的重要生產(chǎn)方式。

第三是以數(shù)據(jù)為線索的協(xié)同是信息技術(shù)時(shí)代的建筑生產(chǎn)方式。從亞當(dāng)·斯密撰寫的《國富論》當(dāng)中就開始提到了分工和協(xié)同的概念。從歷史到現(xiàn)在，協(xié)同的概念大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，創(chuàng)造了很多生產(chǎn)過程的飛躍，例如，福特的生產(chǎn)模式，日本的精益化生產(chǎn)模式。如今在網(wǎng)絡(luò)背景下，數(shù)據(jù)流是連接建筑生產(chǎn)全過程的關(guān)鍵線索，而且最終可以形成真實(shí)完整的建筑數(shù)字模型，人們往往稱呼物理的建筑實(shí)體和建筑數(shù)字模型為數(shù)字孿生。

北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司副總經(jīng)理 鄭琪

第四是從數(shù)字建筑到智能建筑。傳感器是將實(shí)體建筑和數(shù)字建筑聯(lián)系在一起的重要設(shè)備。實(shí)際上，我們現(xiàn)在所處的階段還處在設(shè)計(jì)智能、施工智能、管理智能等分階段實(shí)現(xiàn)智能化的過程之中。未來在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，智能建筑將向著智能控制和智能運(yùn)維的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能建筑的目標(biāo)。

從以上的分析可以看出，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式正在面臨挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)首先來自創(chuàng)作的過程。建筑設(shè)計(jì)在人們的認(rèn)識中，更接近于藝術(shù)創(chuàng)作的過程。隨著復(fù)雜性思維的發(fā)展，建筑師已經(jīng)不能僅僅依靠傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式來表達(dá)設(shè)計(jì)思想和表現(xiàn)設(shè)計(jì)成果。復(fù)雜形體建筑的出現(xiàn)對建筑設(shè)計(jì)提出了更高的設(shè)計(jì)要求，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法無法通過二維平面表達(dá)復(fù)雜的設(shè)計(jì)理念，此時(shí)就需要利用數(shù)字技術(shù)精準(zhǔn)描述各個建筑系統(tǒng)構(gòu)件的生成控制要素，界定各個建筑系統(tǒng)構(gòu)件的參照邊界。英國作家阿蘭·德波頓寫過一本書，題目叫做《幸福的建筑》。他談到，進(jìn)入20世紀(jì)隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，建筑的技術(shù)性在不斷的提高。進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)高速發(fā)展，人們對建筑不再滿足于對空間的要求，而是要求越來越高，且對個性化要求越來越強(qiáng)。數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，使建筑的設(shè)計(jì)過程更加精細(xì)，使建筑的形態(tài)更加的合理，使建筑的環(huán)境更加的舒適健康，使建筑的運(yùn)行更加的節(jié)能。

挑戰(zhàn)還來自于建筑的生產(chǎn)方式。一如前文所述建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個重要問題是改變生產(chǎn)階段分離、相互銜接不緊湊的問題。傳統(tǒng)建筑業(yè)在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代形成了幾大部分，包括前期決策、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工和建筑運(yùn)維，每個部分相對形成了獨(dú)立的工作體系。改革開放40 多年來，隨著專業(yè)能力的提升，又涌現(xiàn)出很多專業(yè)機(jī)構(gòu)，如招投標(biāo)、造價(jià)咨詢等機(jī)構(gòu)，使得目前建筑行業(yè)形成了幾個大部分加若干專業(yè)機(jī)構(gòu)的分散狀態(tài)。這種分散使得在建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)分散，在迭代的生產(chǎn)過程中既消耗了時(shí)間又浪費(fèi)了能源，傳統(tǒng)的模式難以形成連貫、持續(xù)、完善的建筑產(chǎn)品生產(chǎn)體系。

在開啟第二個百年征程，建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的進(jìn)程中，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是亟需解決的問題。要突破上面提到的建筑行業(yè)的挑戰(zhàn)，我認(rèn)為需要從以數(shù)據(jù)為線索的協(xié)同和全過程工程管理兩個方面來破解行業(yè)難題。

以數(shù)據(jù)為線索實(shí)現(xiàn)協(xié)同

實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是數(shù)字化，其不僅要求將建筑模型實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，而且要以數(shù)據(jù)為線索，實(shí)現(xiàn)三方面的協(xié)同。第一個協(xié)同是實(shí)現(xiàn)建筑模型與結(jié)構(gòu)體系、機(jī)電體系的空間數(shù)據(jù)協(xié)同，改變當(dāng)前拼裝的模式，實(shí)現(xiàn)建筑集成化的轉(zhuǎn)變。第二個協(xié)同是建立機(jī)電系統(tǒng)的作業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)同。當(dāng)前，設(shè)計(jì)圖紙并不能控制機(jī)電安裝過程，造成了安裝結(jié)果與設(shè)計(jì)不相符，甚至影響建筑品質(zhì)的問題。第三個協(xié)同是全部數(shù)據(jù)協(xié)同。計(jì)算分析軟件之間的數(shù)據(jù)協(xié)同，可以使得建筑功能更加合理。以數(shù)據(jù)為線索實(shí)現(xiàn)協(xié)同實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是通過數(shù)據(jù)流保證建筑產(chǎn)品的精準(zhǔn)。

全過程工程咨詢

傳統(tǒng)的作業(yè)模式仍然停留在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維相互分開的模式，這種模式所造就的建筑已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的要求，全過程工程咨詢的模式應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字方法為全過程工程咨詢提供了可能。建筑信息模型（BIM）最大的優(yōu)勢是應(yīng)用貫穿整個項(xiàng)目全生命周期的各個階段，目的是讓項(xiàng)目管理更簡單高效，重點(diǎn)是建設(shè)項(xiàng)目各參與方的協(xié)同合作，需要全員、全專業(yè)聯(lián)動才能產(chǎn)生最大價(jià)值。以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。該數(shù)據(jù)信息模型可以為設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營提供相協(xié)調(diào)的、內(nèi)部保持一致、并可以進(jìn)行運(yùn)算分析的信息。全過程工程管理的意義在于實(shí)現(xiàn)了建筑藝術(shù)創(chuàng)作和投資造價(jià)的平衡。全過程工程管理中的“全過程”涵蓋了三層含義。第一層含義是指建設(shè)全過程，包括立項(xiàng)研究、設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備、施工和運(yùn)維五個階段。咨詢工程師的工作涵蓋這五個階段的工作，而不再像傳統(tǒng)模式那樣，把五個階段各自獨(dú)立開來。第二層含義是通過項(xiàng)目控制、質(zhì)量進(jìn)度、成本管理、產(chǎn)能物流以及合約管理五條線索，將全過程當(dāng)中的全部要素相互關(guān)聯(lián)，串接成為一個整體，從而實(shí)現(xiàn)全要素管理。第三層含義是高質(zhì)量發(fā)展。高質(zhì)量發(fā)展首先是高標(biāo)準(zhǔn)，對于建筑而言，不僅是藝術(shù)創(chuàng)作的高標(biāo)準(zhǔn)，而且是社會產(chǎn)品的高標(biāo)準(zhǔn)。全過程工程咨詢是通過策劃工作，并在策劃基礎(chǔ)上，制定切實(shí)可行的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)不僅考慮建設(shè)階段的投資，而且考慮運(yùn)維階段的投資。標(biāo)準(zhǔn)的制定不再像傳統(tǒng)方式只停留在基礎(chǔ)方面，而是深入到建筑的系統(tǒng)、系統(tǒng)的產(chǎn)品、產(chǎn)品的定位等每一個細(xì)節(jié)，并在整個建設(shè)過程中按照標(biāo)準(zhǔn)，控制實(shí)施過程，確保建筑高質(zhì)量。全過程工程咨詢實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是通過全過程控制保證建筑產(chǎn)品高質(zhì)量。

《中國建筑業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告（2021）智能建造應(yīng)用與發(fā)展》的出版發(fā)行將為建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來深遠(yuǎn)影響。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用是建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然趨勢，對于建筑企業(yè)而言理解數(shù)字化發(fā)展的內(nèi)涵，了解數(shù)字化發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，學(xué)習(xí)數(shù)字化應(yīng)用案例和方法是一件重要的工作?！吨袊ㄖI(yè)信息化發(fā)展報(bào)告（2021）智能建造應(yīng)用與發(fā)展》全領(lǐng)域呈現(xiàn)了智能建造的發(fā)展情況，全景式展現(xiàn)了智能建造的實(shí)踐成果，全方位描繪了智能建造的未來發(fā)展，可為建筑企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供指導(dǎo)和借鑒，助力建筑企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。