互联网、物联网、大数据和人工智能等正在深刻地改变着我们的生活和生产方式及社会组织形态，同时也在改变我国的工业体系。德国提出了工业4.0、美国提出了工业互联网，我国也制定了《中国制造2025规划》，力求通过新型工业化，让数字经济和实体经济结合提升我国的综合实力。而实际上我国工业化的另一个重要的优势领域“中国建造”也日益获得重视，国家几年前就提出了发展装配式建筑的构想，但一直没有从整个建造生产体系构建一套完整的转型路线。如何积极借鉴智能制造的经验，按照“两化深度融合”的思路，基于BIM、大数据、人工智能等先进技术，全面提升我国的建造水平，成为了当前的必须。2019年，住房和城乡建设部等十三部门联合印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》指出，要以大力发展建筑工业化为载体，以数字化、智能化升级为动力，创新突破相关核心技术，加大智能建造在工程建设各环节应用，形成全产业链融合一体的智能建造产业体系。

一、智能建造的概念及内涵特征

我们认为智能建造是按照信息化和工业化融合的新型建筑工业发展理念，基于BIM和云大物移智集成的数字建筑平台， 并综合运用信息技术、先进工艺、精益建造和项目管理等业务知识组件和子系统平台，形成的从客户需求分析、多专业协同设计、智能审批、构件智能生产、数字化精益施工、智慧应用集成的全生命周期的数字实体融合的建造过程。主要表现在以下几个方面：

 

（一）智能建造是互联

核心是联接，要把施工现场、工程机械设备、生产线、构件工厂、供应商、建筑产品、客户紧密地联接在一起。智能建造适应了万物互联的发展趋势，将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制 系统、通信设施通过信息物理系统（CPS）形成一个智能网络，使得产品与施工场地、工程设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联，使得工作部件、系统以及人类会通过网络持续地保持数字信息的交流。主要包括虚拟和现实的互联、施工现场、生产设备的互联、设备和建筑构件的互联等。

 

（二）智能建造是数据

随着工程互联网和智慧工地的推广、智能装备和终端的普及以及各种各样传感器的使用，将会带来无所不在的感知和无所不在的连接，所有的工程机械装备、人、物料感知设备、联网终端，包括建造者本身都在源源不断地产生数据，这些数据将会渗透到建筑施工项目管理理、企业运营、价值链乃至建筑工程的整个生命周期，在智能建造的背景下，大数据将呈现爆炸式增长态势。项目管理、施工现场、数字工厂的数据、建筑构件的数据、建造过程产生的数据，将对企业的运营、价值链的优化和产品的全生命周期的优化起到重要支撑作用。

 

（三）智能建造是逻辑

    “逻辑-设计-建造”的古老建筑学逻辑，将被重新设阐释为“算法—形式—建构”的逻辑（观点来源：袁烽《城市建筑》）。随着近年来BIM标准化建设、PC预制工厂发展，智能建造也逐渐从前沿的研究课题走向实际的建造工程。但是作为一个完整的设计及建造系统，智能建造在如今的工程应用中还只是“凤毛麟角”，需要更多的专业人士投入来推动其发展。诚然，智能建造并不是“万灵药”，传统建造方式的经验和技术积累远超过智能建造，如今的数字建造可能需要通过特殊的复杂造型才能体现其精确性、优越性，但随着技术的发展、算法的进步，有一天智能建造也许会变得便宜、便捷，或是社会需要模块化的生产，那时我们如今的尝试将变得有意义。

 

（四）智能建造是集成

    更多的智能化设备、传感设备、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施基于“BIM+大数据+云计算”形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与建筑、建筑构件间以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

 

（五）智能建造是创新

    其实，施工过程实际上就是中国建造创新发展的过程，包括技术、工法、建筑产品、模式、业态、组织等方面的创新将会层出不穷。尤其是建造过程中数字模拟技术拓展了人的想像力的实现，在加上新型科技材料、机器人精确加工、3D打印技术的应用，将产生出一些更绚丽的新工艺、新产品。

 

二、智能建造的演进路径

    我们一直认为，建筑业严格意义上一种“特殊的离散型制造”，智能建造和智能制造在本质上没有什么不同，只是由于其“项目特征”，表现的更为离散而已，参照周济院士近年来关于智能制造的发展过程中的相关范式的演进的阐述，结合数字化、在线化（网络化）、智能化的基本技术特征，我们认为智能建造行业可以用“三化”的范式演进路径：数字化建造—网络化建造—智能化建造。

 

（一）数字化建造

    当然，信息技术首次大规模进入中国建筑业，就是将近三十年前开始的电子绘图，俗称“甩图板”，此后便是持续的局部的技术革新，直至建筑信息模型概念的成型。整个工程建设领域都在发生信息化转型，包括铁路工程、公路水运工程、市政工程、管道工程、水电工程等几乎全部基础设施建设，都逐渐变的被数字化，和“数”发生着关系。主要包括三方面：1）实现生产过程的对象用数据来表述。包括岗位级别的数字化，建筑构件和工艺、工法的数字化，生产装备、工地场地全要素的数字化，材料被加工的零部件、现场模架等“物”的数字化以及人的数字化。2）数据的互联互通。包括网络通信系统构建，不同来源的异构数据格式的统一以及数据语义的统一。3）信息集成。数据的互联互通，其目的是要利用这些数据实现整个建造过程各环节的协同。具体体现在BIM、PM、ERP等管理系统的协同功能。例如，BIM+PM中的计划排产模块，它需要输入交建筑信息、场地信息、工艺工法信息、质量安全信息以及劳务配置等信息，通过算法对这些信息进行集成，实现各环节的协同，从而输出一个可执行的生产计划。总而言之，数字化重点要解决的问题是提升多参与方内部竞争力的问题，包括提高质量、降低安全风险，提高劳动生产率、缩短工程项目时间、降低成本等，也就是解决企业“围墙”内的问题。

 

（二）网络化建造

    网络化建造的特点，就是建造企业内外的各要素，及其和用户、产业上下游企业及产品等实现网络连接，实时在线，如下：实现与用户的充分沟通，更好地了解用户的需求，未为企业将从以产品为中心向以用户为中心转型。实现全产业链上企业与企业之间的协同，包括企业间数据协同、资源协同、流程协同，从而使社会资源得到优化配置。工程项目管理与工地现场的在线化，各参与基于一个可视化的模型平台实时互动，工地现场人机料法环的在线化连接与互感互知，数字建筑与实地建筑的相互映射，实时互动。实现建筑产品链从产品向服务延伸。通过对建筑的远程运维，为用户提供更多的增值服务，使地产企业、建设企业从生产型企业向运营服务型企业转型。总之，在线化要解决的问题是把每个企业看作是整个产业链的一环，追求产业链整体的优化，也就是解决企业“围墙”之外的问题。施工企业的生产过程的协同也从原来的内部各个部门、不同工种之间的协同，转向了供应链、客户关系、项目执行、企业资源、物联网等产业链、社会化大协作和大协同，从原来的基于自己掌控的生产资料进行生产要素的配置，转向基于需求进行动态资源的最优配置。

 

（三）智能化建造

    基于以上的数字化、在线化，随着企业的“人、机、料、法、环”及各种管理资源的“万物互联”，必将激发大数据的积累。企业也将采用大数据技术，建立要素、施工、工艺、业务逻辑等的数据模型，并在施工建造过程中所有“人、机、料、法、环”都有各自的编码，“施工现场”与“项目管理”实现了自由沟通，所有流程、所有生产要素都进行实时监测并实时进行数据挖掘分析，对项目的质量、安全、进度、绿色施工实现智能管理与监管。同时，通过人工智能的深度学习、迁移学习、增强学习等技术的应用，把工程项目管理和施工现场等各种信息“自动地”被加工成为知识，汇聚在“企业大脑”，实现了就建造知识的生成、积累、应用和传承，形成了“数字建造到智能建造的嬗变”，最终整个建造系统成为了一个“自学习、自进化的智能生命体”，大大地提高了建造的智慧决策、创新和服务能力。

     综上所述：“三化”演进并不是绝然分离的三个阶段。一方面，三个基本范式次第展开，各有自身阶段的特点和要重点解决的问题，体现着先进信息技术与先进建造技术融合发展的阶段性特征；另一方面，三个基本范式在技术上并不是绝然分离的，而是相互交织、迭代升级、融合发展。