?建筑業是我國的支柱性產業,但其碎片化、粗放式的發展方式帶來的生產效益低下、資源耗費巨大、環境污染嚴重等問題依舊突出,與高質量發展的要求仍有一定距離。隨著大數據、人工智能、工業互聯網、機器人、BIM和5G等新技術的不斷成熟,也給建筑業帶來了新變化,“智能建造”的概念應運而生。智能建造可提高建筑行業生產力水平,實現建造過程的高質高效、節能減排,是建筑行業高質量發展的方向。根據Allied Market Research的報道,全球智能建造市場規模預計將從2019年的607億美元增長到2024年的1058億美元,年均復合增長率約11.7%。麥肯錫2019年發布的研究報告《Modular Construction:From Projects to Products》顯示,裝配式和模塊化施工能將建設項目的工期縮短20%~50%,未來將在美國及歐洲占據1300億美元的市場份額,減少200億美元的建設支出。
一、部分發達國家建筑業智能發展戰略
為促進建筑業高質量發展,圍繞建筑工業化、建筑產業現代化、住宅產業化各國先后出臺了各種政策,以期望解決傳統建造業面臨的各種問題,增強產業競爭力。在此整理了部分外國發達國家發布的建筑業的智能發展戰略如下:
1.美國在2007年時就規定所有重要工程項目都要使用BIM技術,通過使用信息技術實現低碳綠色發展,并在2017年發布了重點關注建造過程的《美國基礎設施重建戰略規劃》。
2.新加坡是最早應用BIM處理與審查建筑物全生命周期項目文件的國家之一。審查包括城市設計審查、建筑設計審查、結構設計審查、臨時施工許可、消防安全、法令完成證書、定期結構檢查等。2010年,新加坡公共工程全面要求設計施工應導入BIM。2015年,開始要求以BIM進行所有的公私建筑工程建設。
3.英國推出了《英國建造2025》戰略,發展目標是降成本、提效率、減排放、增出口,該戰略的一個創新之處是成立了建設領導委員會,該委員會的工作主題主要包括三個方面:
(1)在工作方式數字化方面,通過提升BIM在建筑業中的應用程度,達到更好的工作效果;
(2)增加裝配式建筑的比例和建筑構件異地制造的比例,以提高生產率、質量和安全性;
(3)促進使用新一代智能技術,使其能夠幫助建筑企業從新資產和現有資產中獲得更多收益。為更好服務于這三個主題,英國建設領導委員會的六個工作流程分別是:技能與專長、綠色建筑委員會、供應鏈和商業模式、智能技術、建筑創新、出口貿易。
4.日本制定了“i-Construction”戰略,為建筑企業和建筑行業制定了發展目標,著力提升建筑產品的品質、安全和效益。具體目標為:2025年將建筑工地的生產率提高20%,2023年將由內因造成的事故降為0,并實現建造生產過程與三維數據全面結合。
5.德國于2015年發布了《數字化設計與建造發展路線圖》,提出了工程建造領域的數字化設計、施工和運營的變革路徑。其核心內容是通過推廣BIM技術,不斷優化設計精度和成本控制。同時,在工業4.0的背景下大力推進建筑業數字化升級,在建筑領域促進工業化與信息化的深度融合。
二、我國建筑業智能建造相關政策支持與發展現狀
2020年7月,住建部發布的《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》提出,要圍繞建筑業高質量發展總體目標,以大力發展建筑工業化為載體,以數字化、智能化升級為動力,創新突破相關核心技術,加大智能建造在工程建設各環節應用,形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系,提升工程質量安全、效益和品質。
2022年1月,住建部發布的《“十四五”建筑業發展規劃》中也明確,到2025年,初步形成建筑業高質量發展體系框架,建筑工業化、數字化、智能化水平大幅提升,建造方式綠色轉型成效顯著,加速建筑業由大向強轉變。在產業鏈現代化方面,基本建立智能建造與新型建筑工業化協同發展的政策體系和產業體系,裝配式建筑占新建建筑的比例達30%以上,打造一批建筑產業互聯網平臺,形成一批建筑機器人標志性產品,培育一批智能建造和裝配式建筑產業基地。
但我國目前建筑行業的信息化水平不高,智能建造推進整體滯后。其主要原因在于,實施智能建造首先需自主研發或購買各種智能化系統,并持續開發和完善智能化系統,充分集成應用各項新技術,以滿足智慧工地、智能建造的需求。
就當前情況而言,建筑行業的信息化基本上集中在央企和一些大型的國企中,他們投入了大量資源進行信息化升級,但存在終端數據接口龐雜、數據集成難度大、數據標準不統一的現象,使得進一步的數字化升級存在很大的障礙。一些有實力的民企也進行了信息化建設,但往往沒有整體規劃,只針對某一板塊進行信息化升級,存在信息孤島現象。此外,表象大于實質,信息化應用不夠深入的現象也較為普遍。
三、智能建造未來的發展方向
1、逐步完善技術標準與數字化基礎
建立并逐步完善智能建造的標準化體系,設置建筑標準化的部品、部件庫,完善并統一各種建筑構件的選型以及建筑模數協調的原則和標準,創建并完善建筑行業的工程平面圖、工程立面圖等模塊化、標準化設計,夯實建筑行業的標準化、多樣化和數字化基礎。
2、加強信息平臺的發展與共享
在實現建筑行業智能建造的過程中,離不開建筑工程行業平臺的賦能和技術支撐,只有打通建筑行業全產業鏈各環節的數字化、信息化、智能化,才有助于實現提質、增效、降本、風控,從而真正實現建筑工業化和智能建造。
3、鼓勵智能建造與建筑工業化協同發展
智能建造科技含量較高,有利于推動跨領域、全方位、多層次的產業深度融合;能夠有效促使建筑業工業化,發揮信息技術對經濟社會發展的推動作用。同時有利于促進工程建造從傳統的“產品交付建造”向“服務型建造與運營”轉變。
4、技術與創新推動施工過程管理的進一步發展
在工程建設管理中,智能建造技術的優化應用對于完善工程施工質量、施工進度、施工安全以及建設投資的管理具有非常重要的作用和意義,對于提升工程建設整體效果,實施走出去戰略,實現最佳社會效益和經濟效益至關重要,最終為創新發展注入新鮮活力。