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众所周知，建筑行业是我国重要的支柱性行业，对国民经济以及社会发展起着关键性作用。随着时代跃迁，建筑行业也在发生着巨大变革，系统性问题与体系性创新交叠作用，创造性的发展不断颠覆着人们对建筑行业以往的认知。在建筑行业新的发展趋势之中，智能建造可称得上是最具划时代意义的变革。
一
智能建造背景
在对智能建造进行深入了解前，我们首先要对建筑行业现存问题以及发展趋势进行简单的了解。
全球建筑业面临的工人老龄化与短缺问题日益凸显，已开始阻碍建筑业的健康发展。联合国国际劳工组织将劳动力人口中45岁及以上的劳动力定义为老年劳动力。中国、中国香港、美国、日本、韩国等国家和地区建筑业从业人员的老龄化问题日益加剧，未来特殊工种可能面临较大的供应压力。这种劳动力短缺风险，可能会导致建造成本增加、发展受阻。同时，建筑业的安全生产形势较为严峻，全世界的建筑工地每年至少发生6万起致命事故，即每10十分钟就会发生一次致命事故。2015年至2018年，中国房屋市政事故起数和死亡人数逐年上升。2015年欧盟共发生了3876起致命工伤事故，其中建筑业事故占五分之一以上。此外，建筑行业的竞争正在变得更加激烈，建筑企业受到投标价格降低于施工成本升高的双重压力。建筑施工纷繁复杂的流程，影响着建筑施工的各个环节，大量的规划设计，对提高施工质量有着重要影响。建筑施工质量不达标、施工人员工作懈怠等，都造成难以保质保量完成施工作业。
面临着建筑行业发展的各种挑战，建筑行业自身也在发生着新的变化，形成了新的发展趋势。
1、建筑行业集中度不断提高。行业集中度长期不断提高，大型建设承包商和差异化的技术领先型企业出现长期投资价值。
2、绿色建筑大势所趋。“双碳”背景下低碳生产技术革新、节能减排、装配式建筑、可再生建筑材料均已成为建筑类企业的发展方向。
3、建筑行业工业产业化和现代化趋势提速。装配式建筑、钢结构、预制件建筑、预制件等技术的应用，提高行业工业化水平。
4、建筑行业数字化趋势不可逆转。BIM+CIM+GIS构建未来智慧城市建设的底层信息基础。
5、智能建造是建筑业科技升级的必经之路。智能建造可以降低行业人工成本和提高劳动生产率，降低建筑制造成本的有效手段。
6、建筑行业步入人才密集化和智力密集化的时代。建筑行业已经即将进入科技化的时代，建筑行业的绿色化、工业化和智能化要求行业人才结构要进行不断地调整，以适应新的建筑时代。激烈的行业竞争也逼迫着建筑行业需要更多的复合型技术人才与管理人才。
7、建筑行业企业综合金融能力应不断加强。随着行业的发展和市场变化，越来越多的业主采用EPC+F、BT、BOT和PPP等建设管理方式。
二
智能建造的内容
2020年7月3日，住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、交通运输部、水利部等十三个部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》（简称指导意见），提出应大力发展智能建造，加大智能建造在工程建设各环节的创新型应用。
指导意见是适应行业发展和提高全行业生产效率提高的重要政策。在意见中提出：构建工程建造信息模型(EIM)、数字化协同设计、机器人施工这三方面是重点推进内容。支持智能建造的基础工作是三维图形描述、图形引擎的平台开发以及建筑的三维空间描述和真实感表达的系列软件开发。智能建造的重要标志是机器人代替人进行大量的现场施工。根本改善建筑业作业形态，逐渐实现施工现场少人化和无人化。
目前，尽管智能建造相关产品还不完善，但已出现挖掘、砌筑、喷涂、焊接、抹平、搬运等单任务施工机器人，以及综合建造系统（Ｓｈｉｍｉｚｕ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ａｄｖａｎｃｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＭＡＲＴ）、高层钢结构自动化建造系统（ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ＡＢＣＳ）、高层钢混结构的“天盖（ｔｈｅ ｂｉｇｃａｎｏｐｙ）”建造系统等集成多种施工机器人、传感器和设备，并提供作业面、临时防护的施工平台。
根据施工阶段进行归类，可以分为施工模型构建、施工模拟组织、施工智能管理、施工运行维护四个阶段。
其中，施工模型构建是通过智能软件技术辅助施工模型的建立，可直观解决施工计划与实际进展间的关系冲突，避免施工时可能出现的错误和返工，促进参建各方的有效交流与沟通。施工模拟组织是通过VR技术构建虚拟施工现场，辅助施工交底，有效降低因施工组织不当造成的时间与管理成本的增加，有效解决空间关系冲突，使施工组织的进行更加高效合理。施工智能管理是通过物联网平台，利用三维扫描、监测系统、移动通讯等技术手段实现对项目施工现场进行全面感知，实现互联互通与协同共享。施工运行维护是通过大数据、云计算等信息化技术，推动物与物、人与物之间形成万物互联的关系信息系统，从而及时发现存在风险并作出预警，并使其数据贯穿于施工项目的各个阶段，信息联通于施工项目的各个整体。
三
智能建造的优势及挑战
1 智能建造的优势
通过智能建造的实施，施工企业可以有效提高工程品质、改变建筑业作业形态、提升工作效率、实现“零距离”管控工程项目。
（1）施工企业可以使用信息数据库建立模型参数并运用大数据、物联网等信息技术手段建立智能化管理平台。在施工企业得到勘测单位的数据与资料后，通过BIM与GIS系统对项目场地进行模拟分析，构建项目结构等主体部分，并建立三维可视化数据模型，实现复杂结构的自动出图。对模型中设计方案的声学、热工、日照、规范以及工程量统计、方案造型、空间和建造成本等进行分析处理。对整体项目的内容进行拆分解析，计算出项目模型的计量信息、能耗分析等，为项目实施全过程及未来施工阶段中可能出现的问题进行三维动画仿真模拟，提前规避可能存在的风险。通过图纸检验，完善构造做法，如尺寸、节点大样、管线密集区域排布等，实现多专业协同化、一体化，进而提高施工效率，减少因失误而造成施工成本与管理成本的增加。
（2）可以进行高效的施工组织与施工管理。施工企业使用BIM、云计算、RFID等信息化技术手段，通过对施工现场人、材、机关键节点的全方位感知，实现施工现场的智能化管理，以此提高施工效率与施工安全，有效控制施工组织中各阶段工作的进行。
（3）借助以大数据、云计算、BIM、物联网等新一轮信息化技术与智能设备等，构建感知层、网络层、应用层三层结构系统的综合管理平台，同时可持续引入人工智能计算方法与智能操作终端体系，实现项目在运行维护阶段中的实时管控，以此提高运行效率与服务质量。
2 智能建造发展面临的挑战
智能建造能够产生巨大的社会和经济价值，对建筑施工行业的发展能够起到翻天覆地的变革影响力。但受制于技术及社会等方面的影响，智能建造仍然存在着诸多不足和挑战。如现有的管理体制与智能建造人才构成并不相适应；建筑行业整体的信息化水平还有待提升；智能建造缺少自主知识产权的BIM基础平台和三维图形系统及引擎；实施智能建造的建筑机器人研发刚刚起步。
综合来说，智能建造的出现和发展将为建筑行业带来新的时代冲击与影响，其迭代发展很可能会重新定义人机交互的范围，也很可能会衍生出智能施工平台等新的作业模式。施工企业对此应加强关注，并应未雨绸缪做好充分准备。
