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專家視角|樊則森:裝配式建筑與智能建造融合發展是建筑產業的新機遇


樊則森


人類社會每一次重大的科技與產業革命,必將引起建筑業的新變革。第一次產業革命,蒸汽機的誕生引發了工業革命,英國人用工廠制造的鋼和玻璃建造了倫敦水晶宮,標志著建筑工業化時代的到來;第二次產業革命,電力驅動的設備和自動化的控制系統讓紐約帝國大廈等100層以上的摩天大樓成為可能;第三次產業革命,計算機及其信息科學輔助了悉尼歌劇院、北京大興機場等復雜結構建筑的設計與建造。當前,在互聯網、大數據和人工智能的技術驅動下,智能建造已經成為建筑業發展的必然趨勢。
國外發達國家經歷了先工業化(工業1.0),再自動化(工業2.0),進一步信息化(工業3.0),然后邁向智能化(工業4.0)的歷史進程。我國40年的改革開放,將工業化、自動化和信息化(簡稱“三化”)同步引進,實現“三化合一”,成功跨越了工業化、自動化、信息化三道難關,加快了工業現代化進程。經過持續跟跑,抓住與互聯網、5G等新一代信息技術融合發展的歷史機遇,發展先進制造業,目前部分領域已實現并跑并有望領跑。
借鑒上述經驗,以裝配式建筑為抓手,實現“三化融合”,并積極推進裝配式建筑與智能建造融合發展,是改變我國建筑產業大而不強現狀,實現高質量發展的歷史性機遇。世界上主要發達國家,也都將建筑業與制造業的數字化轉型相關聯,積極推動智能化升級。比如德國將裝配式建筑工業歸納于“工業4.0”范疇的創新戰略和實施路線圖,用數字信息驅動機器手代替人工作業。以新一代智能機器人混凝土構件生產線為例,每個班組僅需用5名工人,每天兩班,就能年產10萬立方米混凝土構件,用工量是我國普通構件廠的1/40,目前處于全球領先水平!队I2050戰略》對建筑領域成本、時間、缺陷率、事故發生率等指標進行量化,提出最終實現產值利潤率提高10%的目標,并通過修訂建筑條例,讓智能建造得到國家建筑法規層面的支持,形成了推動發展的長效機制。
我國從2015年開始,以發展裝配式建筑為抓手,將工業化、自動化和信息化技術在建筑領域中同步應用。通過“十三五”期間的國家重點研發計劃建筑工業化重點專項等科技攻關投入,目前在工廠成套裝備、生產工藝、BIM技術等方面基本實現“工業化、自動化和信息化”。與之相適應的多種裝配式建筑體系在北京、上海、深圳、南京等地實施應用,發展勢頭良好。
在智能建造方面,目前我國在數字設計和數字工地方面有一定的探索,尚處在碎片化的嘗試階段,缺少系統性的集成創新。解決這些問題,需要在組織模式、平臺軟件開發、機器人智能裝備等關鍵技術方面取得全方位突破?傮w而言,智能建造在推進實施過程中主要存在以下三個方面的問題。
一是在智能建造推進方向上存在誤區。目前的實踐主要集中在數字設計和數字工地兩個方面,有的數字設計達到很高的水平,但仍然只能依靠現澆抹灰等“拖泥帶水”的舊方式來實現;有的在工地嘗試了機器人的應用,但只是簡單模仿傳統抹灰等即將被工業化建造方式淘汰的老工種。同時存在將裝配式建筑與智能建造割裂開來,分別推進的方向性錯誤。究其原因,一方面是沒有認識到建筑工業化、自動化和信息化進程是智能建造的前提和基礎,沒有用工業化思維去發展智能化。另一方面是認為目前尚在“工業1.0”階段,發展智能建造還要“等一等”,態度消極,動作滯后。
二是沒有在頂層設計層面將裝配式建筑與智能建造相關聯,缺少戰略規劃和實施路線圖。由于缺乏整體統籌和戰略規劃。造成建筑產業科技攻關投入少,缺少產業與科技融合發展的強力推動。
三是還在沿用前工業化時期碎片化的施工組織管理模式。實施主體只關注單個項目的眼前利益,不注重建筑產品的品質創造及其帶來的長期效益,加之各類舊模式下形成的既得利益關系,阻礙了先進生產力的發展。對此,迫切需要建立和完善適應工業化和智能化相融合的組織管理模式,以建筑骨干企業牽頭,以全產業鏈不同規模、不同專業企業優化級配,密切協同,進而形成圍繞高品質建筑產品進行精益建造、資源優化配置的市場環境。


針對上述問題,結合具體實踐和觀察思考,就當前及今后裝配式建筑和智能建造的融合發展問題,提出以下幾點建議,供參考。
第一,不能等到實現了“三化”以后再去實現智能化。裝配式建筑和智能建造需要兩步并跑,融合發展。這需要從頂層設計的角度,梳理與裝配式建筑智能建造先進生產力相適應的建筑組織管理模式,參考發展高鐵、大飛機和航母的系統工程思維,全方位、全過程統籌高質量建筑產品供給。還需要對標國際通行的工程建設組織模式,改革工程建設招投標體制和利益分配格局,在積極發展裝配式建筑的同時,孕育有利于智能建造產業發展的市場環境,并通過立法立規,形成長效機制。
第二,加強建筑科技投入。首先,裝配式建造方式是實現建筑工業化的重要抓手,也是實現智能建造的關鍵過程,不能簡單跨越,需要繼續加大國家級重點專項的推動作用,穩定相關政策,鼓勵社會力量繼續積極投入,力爭用5年時間從目前的跟跑上升到并跑。其次,數字信息驅動機器人參與建造是智能建造的典型特征,要加大智能建造機器人的研發,現階段宜重點推進工廠生產環節的機器人的工程應用,適度投入施工機器人相關研究。最后,科研投入要清晰指向裝配式建筑與智能建造融合發展的領域和方向,避免因為路徑模糊造成認識誤區,牢固樹立裝配式建筑和智能建造融合發展,一茬接著一茬干的正確觀念。
第三,科學決策,用開放的態度、發展的眼光和顛覆式的創新,發揮我國在互聯網和5G領域的技術優勢,突破智能建造關鍵技術。數字設計是智能建造的基礎,目前我國主要數字設計軟件的基礎性技術都來自國外先進國家和地區,從信息安全的角度應該發展自主知識產權的BIM軟件,大方向是完全正確的,但也要以開放的態度積極融入第四次產業革命的國際化進程,力爭實現并跑,最終領跑。因此,應該用辨證和發展的眼光來規劃我們的發展路徑,避免過多基于計算機技術的重復投資、重復建設、重復研究。而是對標新動能,基于互聯網、5G等新平臺,開發顛覆性、替代性的軟件產品。
我們要聚焦于互聯網、大數據和智能機器人應用領域,面向未來開展顛覆性、革命性的集成創新。從過去的單點升級為全面涵蓋裝配式建筑數字設計、數字生產和數字施工三大環節關鍵技術的系統工程。要打通數字信息在裝配式建筑全過程有效傳遞的壁壘,融合建筑機器人應用,構建全鏈條的智能建造體系。
未來已來,建筑業的未來在智能建造,而智能建造依托于行業工業化、自動化、信息化的產業基礎。新基建吹響了建筑業升級的號角,必將進一步促進裝配式建筑與智能建造融合發展,推動建筑行業高質量發展。(作者系中建裝配式建筑設計研究院董事長)



素材:中國建設報產業經濟報道

圖文版權:歸作者所有,侵刪

作者:樊則森

責編:邊奕霏

主編:胡? ?杏

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