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2021年7月，住房和城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展可復制經(jīng)驗做法清單（第一批）》（以下簡稱《清單》），列舉了各地圍繞發(fā)展數(shù)字設計、推廣智能生產(chǎn)、推動智能施工、建設建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、智能建造設備、加強統(tǒng)籌協(xié)作和政策支持6個方面的探索成果。
本版邀請同濟大學建筑產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展研究院院長王廣斌、北京城建集團總工程師李久林、同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院建筑系教授袁烽，圍繞《清單》內(nèi)容、意義、對行業(yè)影響等深入探討，共同推動智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展取得積極進展。
《清單》中梳理總結(jié)的6項主要任務、19項主要舉措具有怎樣的意義和價值？給地方政府和建筑業(yè)企業(yè)透露了哪些關(guān)鍵信息？通過對這些問題的探究，可以看出我國智能建造發(fā)展的未來前景。
《清單》的關(guān)鍵在于可復制
“這份《清單》既面向未來又結(jié)合實際。”同濟大學建筑產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展研究院院長王廣斌認為，智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展既符合建筑產(chǎn)業(yè)的內(nèi)在發(fā)展規(guī)律，又符合人民對美好生活的期待和向往。當前，建筑業(yè)面臨著資源、能源消耗大和勞動力短缺等問題，推動建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化升級，可以有效地“補短板”，實現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
此前，《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》，明確提出到2035年，“中國建造”核心競爭力要世界領(lǐng)先，建筑工業(yè)化全面實現(xiàn)并邁入智能建造世界強國行列。從傳統(tǒng)建筑業(yè)向智能建造和建筑工業(yè)化的跨越，其實質(zhì)是生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的變革。過去數(shù)據(jù)和信息僅僅輔助工程建設，而未來數(shù)據(jù)將貫穿整個建造過程，成為建設的“基底”。傳統(tǒng)建筑業(yè)“碎片化”嚴重，而智能建造則是面向工程產(chǎn)品全生命周期，需要形成涵蓋科研、設計、生產(chǎn)加工、施工裝配、運營管理等全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系。
在王廣斌看來，《清單》是上述指導意見實施后的試驗成果，具有“標桿”效應。各地圍繞數(shù)字設計、智能生產(chǎn)、智能施工等方面的積極探索，給建筑行業(yè)樹立了標桿、建立了樣板，方便全行業(yè)進行參考、對標和學習，很大程度上提振了士氣，堅定了智能建造的發(fā)展方向。他強調(diào)，《清單》的關(guān)鍵在于可復制。對于建筑業(yè)企業(yè)來說，可復制、可推廣的經(jīng)驗，為解決智能建造推進過程中行業(yè)面臨的共性問題提供了答案，大大減少了建筑業(yè)企業(yè)自行探索的時間。
建筑機器人不是人力勞動的直接替代
國家統(tǒng)計局發(fā)布的《2020年農(nóng)民工監(jiān)測調(diào)查報告》顯示，2020年全國農(nóng)民工總量2.8560億人，比上年減少517萬人，下降1.8%。其中，從事建筑業(yè)的農(nóng)民工比重為18.3%，下降0.4個百分點。然而和農(nóng)民工總量下降、年輕勞動力從事建筑業(yè)的意愿持續(xù)降低相對應的，則是我國建筑業(yè)簽訂合同額的持續(xù)上漲。2020年，中國建筑業(yè)簽訂合同額達到595577億元，同比增長9.3%。日益增長的用工需求，和正在減少的建筑業(yè)從業(yè)者之間形成了矛盾，用工缺口不斷擴大、用工成本持續(xù)上升、用工安全等問題進一步凸顯。
《清單》將研發(fā)應用建筑機器人等智能建造設備作為重點工作任務之一，并列舉了三大主要舉措：一是普及測量機器人和智能測量工具，二是推廣應用部品部件生產(chǎn)機器人，三是加快研發(fā)施工機器人和智能工程機械設備，通過提升建筑業(yè)的數(shù)字化、自動化程度來解決行業(yè)的低效率、環(huán)境污染等問題。
建筑機器人可以完全代替人嗎？北京城建集團總工程師李久林認為，作為人工智能的一部分，建筑機器人目前完全代替人是不現(xiàn)實的，智能化也不是對現(xiàn)在傳統(tǒng)人力勞動的直接替代。“以暗挖為例，開發(fā)一個機器人來代替工人拿鎬刨土，這樣的直接替代很低端，也沒有意義。但是我們研發(fā)的盾構(gòu)機，徹底改變了傳統(tǒng)的施工工藝，在替代傳統(tǒng)人工暗挖方法的同時，實現(xiàn)了人力不可能做到的事情，這樣的創(chuàng)新就很有意義。”李久林解釋說，智能化不能簡單地做代替品，智能化應用要因地制宜、因時制宜，其目的是解決工程建設中最核心的問題，即質(zhì)量問題、安全問題、進度問題和成本問題。“以長春地鐵2號線袁家店站為例，因為長春市地處我國東北的嚴寒氣候區(qū)域，地鐵施工每年有4～5個月的冬歇期，工程工期壓力巨大。為了改善這一情況，我們采用了‘新辦法’。”李久林所說的“新辦法”是研發(fā)了一種能夠在嚴寒季節(jié)施工的技術(shù)，即地鐵車站預制裝配技術(shù)，這項技術(shù)是在工廠里把一塊一塊混凝土構(gòu)件先預制好，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，采用“搭積木”的方式拼裝到一起，形成整體車站結(jié)構(gòu)。采用“新辦法”后，與一座同樣規(guī)模的傳統(tǒng)明挖現(xiàn)澆混凝土車站相比，工期節(jié)省20%～30%，作業(yè)人員減少85%，建筑垃圾減少50%，由于作業(yè)方式的革命性變化，施工現(xiàn)場的風險作業(yè)環(huán)節(jié)大幅度減少，施工安全性提高，施工對環(huán)境的影響也大大降低，具有很強的優(yōu)勢。
科技發(fā)展始終是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在推動力
在推動智能建造方面，除了建筑業(yè)的信息化水平有較大提升之外，我國已經(jīng)擁有世界最大的建筑信息模型（BIM）技術(shù)應用的體量，在機器人的研制方面也已起步。但行業(yè)的信息化水平依舊不高，智能建造推進總體滯后。主要表現(xiàn)為簡單搬用外國技術(shù)，原創(chuàng)性技術(shù)不多，少有自主知識產(chǎn)權(quán)的文字和圖形處理的基礎(chǔ)性軟件系統(tǒng)；少有高效實用的人工智能工具和施工現(xiàn)場作業(yè)機器人；缺乏切實推動工程項目智能建造有效實施的數(shù)字化管控平臺，促進行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的效果不明顯，智能建造推進面臨的挑戰(zhàn)依然嚴峻。
“我國一直高度重視信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的融合，《清單》的發(fā)布體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、信息物理系統(tǒng)等信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展成果，這一成果為高效、低碳、可持續(xù)的建筑生產(chǎn)模式奠定了堅實基礎(chǔ)。”同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院建筑系教授袁烽表示，《清單》中的有益探索為建筑業(yè)破解“卡脖子”難題提供了有益借鑒，詮釋了科技發(fā)展始終是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在推動力。
袁烽認為，在數(shù)字時代，建筑師可以充分利用信息技術(shù)帶來的高效性與系統(tǒng)性，重新審視建筑與自然、建筑與社會、建筑與人之間的多元關(guān)系，通過構(gòu)建新的設計與建造方式，探索未來建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展模式。例如，隨著全生命周期的管理理念、BIM平臺等信息一體化工具、以機器人為主的數(shù)字化建造設備等數(shù)字化設計與建造技術(shù)的發(fā)展，可以大大促進建筑產(chǎn)業(yè)向模塊化、性能化、定制化的方向轉(zhuǎn)型。
除了進一步推動建筑業(yè)的科技發(fā)展，專家們認為解決標準化和工業(yè)化的問題也刻不容緩。“模數(shù)、部品庫等行業(yè)共性問題屬于基礎(chǔ)性問題，基礎(chǔ)性問題不解決是不可能實現(xiàn)智慧化的。”李久林表示，隨著智能建造的發(fā)展，對標準化和工業(yè)化水平的要求也更高。行業(yè)主管部門應大力推進標準化建設，加快建立促進建筑工業(yè)化的設計、施工、部品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的標準體系，推動結(jié)構(gòu)件、部品、部件的標準化，豐富標準件的種類，提高通用性和可置換性。
從“數(shù)量取勝”轉(zhuǎn)向“質(zhì)量取勝”、從“粗放式經(jīng)營”轉(zhuǎn)向“精細化管理”、從“要素驅(qū)動”轉(zhuǎn)向“創(chuàng)新驅(qū)動”，《清單》的發(fā)布體現(xiàn)了建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)型路徑，讓標桿創(chuàng)造產(chǎn)生復制效應，助力建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級。 | 