推动智能建造与建筑工业化协同发展 打造产业新动能

2023-01-08 09:17贾宁
中国建设信息化 2022年24期
关键词:建筑业工业化协同

文|贾宁

在新时期国家大力发展新型建造方式的政策背景下,智能建造成为支撑新型建造方式改革的重要支撑。智能建造是在工业化建造和数字化建造的基础上,通过信息技术与建造技术的深度融合,结合先进的精益建造理论方法,推动工程项目的全过程、全要素、全参与方的数字化、网络化、智能化,实现全数字化虚拟建造和工业化数字孪生建造。智能建造的本质不仅仅是生产工具的升级,而是代表了一种新型生产力。建筑业要实现高质量发展,则需在数字技术引领下,以新型建筑工业化为核心,以智能建造手段为有效支撑,通过绿色化、工业化、信息化的三化融合,将建筑业提升至现代工业级的精益化水平。

工程项目作为建筑业生产和经营活动的业务原点,其全要素、全过程、全参与方的升级是项目成功的关键。通过智能建造,将打造“软件+数据”的数字生产线,推动工程建造过程从传统的实体建造,转变为全数字化虚拟建造和工业化实体建造。赋能项目全过程,实现设计、采购、施工、运维一体化,再结合精益建造的理论和方法,更高效提升生产效率。通过数据驱动和加快数据要素的自动化流动升级生产要素,优化“人、机、料、法、环”等生产要素的配置。

随着5G、人工智能技术(AI)、建筑信息模型(BIM)高清视频、云计算、智能工地构建方法、施工机械智能传感设备等新型技术引入建筑领域,使我国的建筑领域呈现新的发展趋势。

智能建造为新型基础设施建设提供内在动力。BIM 可以通过三维可视化设计模型替代原有二维图纸,使建筑信息之间相互关联,并传递到施工、运维等建筑全生命周期。实现整个项目的可持续发展、协调合作和设施管理等方面的合作,为项目质量安全减少提供了良好的管理平台。

智能建造为新型基础设施建设降本增效。针对传统建筑劳动密集型、生产方式粗放、劳动效率不高、能源资源消耗较大等问题,采用智能建造的方法将工程全寿命周期成本降低33%,进度加快50%,温室气体排放减少50%,建造出口增加

50%。

智能建造为新型基础设施建设提供解决方案。智能建造集成了AI、大数据、5G、BIM 等新技术,可提供从设计、施工、监管、运营一体化的解决方案。

智能建造已成为世界建筑业发展的客观趋势,发展智能建造既符合我国建筑业发展的内在要求,也是重塑我国建筑业新优势,是实现新型城市基础设施建设转型升级的必然选择。

系统化统筹推进智能建造与建筑工业化协同发展

我国建筑业目前仍是一个劳动密集型、建造方式相对落后,大而不强的传统产业,传统的建造方式给社会带来高能耗和低效率的问题,严重阻碍了经济的循环发展和可持续发展。建筑工业化是破除传统建筑行业痛点、带动建筑业全面转型升级的重要方式。但目前我国建筑业的生产模式还是沿袭了多年传统建筑行业的设计、采购、施工三段割裂的运作模式,在将工业化与建筑业结合的发展过程中还存在诸多问题:一是建筑模型数据的整体性、准确性需要提高,建筑信息模型在设计、生产、施工各环节不贯通,产业链碎片化割裂严重,生产关系不能适应产业健康发展的需要,没有实现技术、管理、市场的有效整合问题;二是缺少统一的建筑模型数据标准。各类软件间接口、数据、代码不兼容,应用范围、协同规则不受控,国产软件多为“定制化开发”,阻碍了建筑产业的数字化进程;三是建筑信息模型优势尚未最大化发挥出来。目前成果大多数以出蓝图为目标,然后靠人去照图施工,没有数字化工厂和数字化工地,且对比制造业一次模型多次重复使用的高效率,建筑业目前是一次性、不连续使用的过程,尚有很大提升空间。

据世界知名咨询机构波士顿调研分析,建筑领域的数字化应用仍处于“数字化提供附加价值”的初级阶段,远没有享受到数字经济“红利”。另据美国麦肯锡咨询公司的统计数据分析,建筑业总体数字化程度在实体经济数字化程度中排名居于倒数第二位,仅高于农业。所以说,建筑业数字化程度较低,是一个全球范围的普遍共识和现状。

建筑业数字化转型是一项复杂工程,应秉持习近平总书记在党的“二十大”报告中所提的“系统观念”,应着眼于系统性思维系统化地统筹推进。

为加快推进智能建造与建筑工业化协同发展,我们认为,应从政府、企业和其他相关社会机构几个方面合力助推着手。

政府方面,一是要加快完善保障建筑业数字化交付成果合法化、合规化的相关法律法规体系,促进建筑业数字化发展的合法合规及规范性;二是要加快建立支持、促进建筑业数字化技术和产品的创新研发及推广应用的政策体系,推动建筑业数字化新技术及新产品的研发和普及应用。

企业方面,一是在战略层面,要制定企业数字化发展战略,以清晰和指导企业数字化发展的总体目标、路径、步骤、节奏等;二是在组织层面,要建立企业“一把手”和部门“一把手”负责制的数字化推进组织保障;三是在执行层面,要从主价值链切入,优先着手推进企业核心主营业务的数字化转型和发展。如应加快围绕设计、采购、施工等业务板块的岗位级、项目级及企业级的数字化应用与落地。

其他相关社会机构方面,如行业协会应加快建立和完善整体建筑业数字化应用标准体系;高等高职院校应加强建筑业数字化相关复合型专业人才和智能建造产业技术工人的培养。

智能建造助力“双碳”目标实现

我国已向世界郑重承诺,力争在2030 年前实现碳达峰,努力争取在2060 年前实现碳中和。今年两会期间,习近平总书记再一次强调:“实现‘双碳’目标是一场广泛而深刻的变革,也是一项长期任务,既要坚定不移,又要科学有序推进。”

建筑行业作为全球碳排放的主要来源之一,更需要加快推进可持续发展。建筑碳排放可以按建材生产、建材运输、建筑施工、建筑运营、建筑维修、建筑拆解、废弃物处理七个环节构成全生命周期排放量。推行智能建造与建筑工业化协同发展,有助于从全生命周期视角全面认识“双碳”目标实现的途径,如建材生产过程低碳化、工艺应用精益化、运行排放零碳化等。

“双碳”目标直接关系着建筑业未来的可持续发展,将对建筑业产生巨大冲击和影响,同时也蕴藏着广阔的市场机遇。建筑业管理链条长、涉及环节多、精准管理难。推进智能建造与建筑工业化协同发展,探索研究BIM 与CIM 技术融合及数字孪生技术,加强数据资产的建设与管理,建立可存、可取、可用的工程项目大数据系统,实现数据的互联互通,能够促进智慧建造新产业,实现智慧建筑、智慧园区和智慧城市等业态的设计、施工、运营、运维等全生命期数字化、智慧化管理和持续迭代升级。

目前,我国建筑存量较大,运营过程碳排放占比最高,存在高耗能、高排放的现状。在“双碳”目标下,涉及建筑设计、施工及运营全过程的产业链将被颠覆,因此必须进行建筑产业生产方式的变革。而推行智能建造与建筑工业化协同发展是绿色建造的有效技术保障,更是建筑业发展的必然趋势,在这种新型建造方式中,以“绿色、智慧、工业化”为特征,能更好地实现建筑生命周期“品质提升,安全保障,节能环保,效率提升”的目标,其落脚点体现在绿色建造、智慧建造和建筑工业化。

“双碳”目标与中国建造整体水平紧密相关,中国建造的优化升级直接决定着建筑业实现“双碳”目标的进程。因此,必须大力发展以智能建造与建筑工业化协同发展为代表的新型建造方式,推动中国建造优化升级,助力建筑行业高质量发展,为实现“双碳”目标助力。

聚焦智能建造 助力行业高质量发展

建筑行业作为国民经济的支柱产业,在发展规模、就业人数、能源消耗等方面影响重大。近三年,在新冠疫情防控常态化的环境冲击下,传统建筑模式所呈现的高耗能、高污染、管理粗放等问题愈加凸显,难以满足新时期高质量、可持续的发展需求。应时而生的数字化变革,既是自上而下的国家级发展战略,也是由内而外的行业级革新需求。建筑行业须同步推进供给侧改革、数字化转型升级与跨领域科技融合,适应并引领绿色智造新常态。

在产业发展与数字技术深度融合的时代背景下,建筑行业将迎来项目级、企业级、产业链级等多层级交织的数智化变革机遇,推进自主知识产权数字平台研发与全领域应用,实现工程项目全周期集成化管理、全要素智能化升级与全链条数字化协同:完善数字化相关技术标准,搭建项目级数字建造、企业级多方协同与集团、政府级监管平台,提升设计、生产、施工、运维一体化解决方案能力,强化行业级质量监管与问题溯源,支撑市场动态监测与科学决策;扩大标准化部品部件库应用和产业高效协同,创新绿色化、工业化、信息化、集约化、产业化建造方式,发挥EPC、EMPC 示范工程的引领作用;搭建和应用建筑产业互联网平台,有效整合智能建造大数据,提升资源集约调配与智能决策能力。

《住房和城乡建设行业信息化发展报告(2022)新型城市基础设施建设与发展》(以下简称《报告》)全面贯彻高质量发展理念,以智能建造为主线,对当前我国建筑产业智能建造现状进行了详细调研,展现智能建造关键技术、设计、生产、施工、运维、装备、建筑产业互联网等智能化、创新应用和典型场景,收集整理了最佳实践案例,对智能建造的未来发展做出展望,为推动智能建造提供了系统性的方法和实践指导。《报告》的出版,既是对当前智能建造落地应用的有益总结,又为行业绿色化、工业化、数字化发展提供了可借鉴经验和指导,以实际行动助力行业高质量发展。

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