中國建造1.0到3.0的演變之路

綜觀我國改革開放后的建筑也發(fā)展歷史，長期停留在傳統(tǒng)作坊式階段，雖然在施工材料、工藝和建筑機(jī)械支撐等都在迅速發(fā)展，但整體的上建造模式并沒有發(fā)生本質(zhì)變化，而實(shí)際上德國、日本和其等發(fā)展國家?guī)资昵熬驮缫呀?jīng)實(shí)現(xiàn)“建筑工業(yè)化”。隨著這幾年我國綠色轉(zhuǎn)型、老齡化、勞動(dòng)力成本上升的倒逼，這些年我國才開始有意識的向“建筑工業(yè)轉(zhuǎn)型”。自2014年住建部提出建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代的概念以來，才開始正式的提上日程。但同時(shí)，隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)發(fā)展，世界建造理念又迎來一個(gè)新的轉(zhuǎn)型—向數(shù)字建造轉(zhuǎn)型。中國建造也就同時(shí)面臨著向建筑工業(yè)化和數(shù)字建造轉(zhuǎn)型的“兩期疊加”時(shí)期，當(dāng)然建筑的標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、構(gòu)件化又不可逾越的階段，否則數(shù)字建造就成了無本之末。按照建造模式，我們對中國建造進(jìn)行了三階段劃分：

1、中國建造1.0——泥腿子做工程

目前我國建筑施工行業(yè)還是延續(xù)了80年代的現(xiàn)澆體系，以現(xiàn)場濕作業(yè)為主，現(xiàn)場攪拌砂漿或其它帶水作業(yè)的工作項(xiàng)目，普遍存在著建筑資源能耗高、生產(chǎn)效率低下、工程質(zhì)量和安全堪憂、勞動(dòng)力成本逐步升高、資源短缺嚴(yán)重等問題。這要求建筑業(yè)企業(yè)必須改變傳統(tǒng)建筑生產(chǎn)方式，滿足未來建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

長期以來沒有提升和轉(zhuǎn)型的動(dòng)力，一方面是由于我國一方面確實(shí)缺少新型產(chǎn)業(yè)工人;另一方面是我由于我國勞動(dòng)豐富的國情，傳統(tǒng)的作業(yè)模式更有利于帶動(dòng)大量的就業(yè)。但是隨著我國綠色轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略、老齡化時(shí)代的來臨、勞工成本的提升等多重壓力，這種模式已經(jīng)到了非轉(zhuǎn)型不可的地步。

2、中國建造2.0——像造汽車一樣造房子

“像造汽車一樣造房子”。建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化就是引入工業(yè)化的思維，用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工和一體化實(shí)施等為主要特征的建筑生產(chǎn)方式。同時(shí)，又結(jié)合了現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)組織模式和管理方法來管理建筑產(chǎn)業(yè)，從而形成的完整的有機(jī)的產(chǎn)業(yè)模式。具體場景為：像生產(chǎn)汽車的“零配件到組裝成品”的思路，提前在工廠生產(chǎn)線里進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件生產(chǎn)，再運(yùn)到工地，像搭積木似的進(jìn)行拼裝。

其工業(yè)體系完全接近了汽車工業(yè)體系，包括新型建材的開發(fā)、研發(fā)創(chuàng)意設(shè)計(jì)、建筑構(gòu)件、現(xiàn)場的施工裝配。同時(shí)也包括類似汽車產(chǎn)業(yè)的后市場服務(wù)，同時(shí)也依賴于流水線生產(chǎn)設(shè)備、工程機(jī)械、電子商務(wù)等外部性支持產(chǎn)業(yè)。

建筑工業(yè)化在日本、德國等西方國家在這幾十年取得了長足的發(fā)展，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是有利于提供施工質(zhì)量。裝配式構(gòu)件是在工廠里預(yù)制的，能最大限度地改善墻體開裂、滲漏等質(zhì)量通病，并提高住宅整體安全等級、防火性和耐久性;二是有利于加速工程進(jìn)度。效率即回報(bào)，裝配式建筑比傳統(tǒng)方式的進(jìn)度快30%左右;三是有利于提高建筑品質(zhì)。建筑業(yè)的玻尿酸，可使建筑產(chǎn)品長久不衰、永葆青春。室內(nèi)精裝修工廠化以后，可實(shí)現(xiàn)在家收快遞，即拆即裝，又快又好。四是有利于調(diào)節(jié)供給關(guān)系。提高樓盤上市速度，減緩市場供給不足的現(xiàn)狀，買房從此不用徹夜排隊(duì)。行業(yè)普及以后，可以降低建造成本，可有效的抑制房價(jià);五是有利于文明施工、安全管理。傳統(tǒng)作業(yè)現(xiàn)場有大量的工人，現(xiàn)在把大量工地作業(yè)移到工廠，現(xiàn)場只需留小部分工人就行啦，大大減少了現(xiàn)場安全事故發(fā)生率;六有利于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源?，F(xiàn)場原始現(xiàn)澆作業(yè)極少，健康不擾民，從此告別“灰朦朦”。此外，鋼模板等重復(fù)利用率提高，垃圾、損耗、節(jié)能都能減少一半以上。

3、中國建造3.0——像智能手機(jī)一樣集成房子

“像造智能手機(jī)一樣集成房子”—主要引入新型工化中“數(shù)字制造”的理念，基于BIM的平臺(tái)，并綜合運(yùn)用信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等。形成從客戶需求分析、決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、審批、構(gòu)件生產(chǎn)、智慧建造、智慧應(yīng)用集成、智慧運(yùn)維等全生命周期的數(shù)字實(shí)體融合。(這是時(shí)代建筑就像一個(gè)巨型的手機(jī)，上面集成了智能家具、智能娛樂、智能冰箱、智能馬桶……每個(gè)"功能組件"都像一個(gè)"手機(jī)上的微信、qq或其它app)

同時(shí)建筑的功能也原來的簡單的人的生活交流功能，日益變?yōu)?ldquo;智慧應(yīng)用服務(wù)和需求感知平臺(tái)”，未來的建筑可能就像一個(gè)智能手機(jī)一樣融合了“物理模塊+信息系統(tǒng)+智慧應(yīng)用模塊”三方面，成了可感知、會(huì)呼吸、有意識、能節(jié)能、會(huì)管理的“建筑生命體”。

4、中國建造3.0到底是什么?

中國建造3.0是在借鑒工業(yè).0和數(shù)字制造等理念，在建筑工業(yè)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的數(shù)字化升級，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，中國建造3.0是互聯(lián)。核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶緊密地連接在一起。“中國智慧建造3.0”適應(yīng)了萬物互聯(lián)的發(fā)展趨勢，將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過信息物理系統(tǒng)(CPS)形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使得產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備之間、不同的生產(chǎn)設(shè)備之間以及數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)，使得機(jī)工作部件、系統(tǒng)以及人類會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)持續(xù)地保持?jǐn)?shù)字信息的交流。主要包括:虛擬和現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)、生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)、設(shè)備和建筑構(gòu)件的互聯(lián)等。

第二，中國建造3.0是數(shù)據(jù)。在數(shù)字建造的背景下大數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢。數(shù)字工廠的數(shù)據(jù)、建筑構(gòu)件的數(shù)據(jù)、建造過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將對建筑的全生命周期管理，企業(yè)的運(yùn)營、價(jià)值鏈的優(yōu)化的優(yōu)化起到重要支撐作用。

第三，中國建造3.0是邏輯。“邏輯-設(shè)計(jì)-建造”的古老建筑學(xué)邏輯，將被重新設(shè)闡釋為“算法—形式—建構(gòu)”的邏輯(觀點(diǎn)來源袁烽：城市建筑)隨著近年來BIM標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、PC預(yù)制工廠發(fā)展，數(shù)字建造也逐漸從前沿的研究課題走向?qū)嶋H的建造工程。但是作為一個(gè)完整的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，數(shù)字建造在如今的工程應(yīng)用中還只是“鳳毛麟角”，需要更多的專業(yè)人士投入來推動(dòng)其發(fā)展。誠然，數(shù)字建造并不是“萬靈藥”，傳統(tǒng)建造方式的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累遠(yuǎn)超過數(shù)字建造，如今的數(shù)字建造可能需要通過特殊的復(fù)雜造型才能體現(xiàn)其精確性、優(yōu)越性，但隨著技術(shù)的發(fā)展、算法的進(jìn)步，也許有一天數(shù)字建造變得便宜、便捷，或是社會(huì)需要模塊化的生產(chǎn)，那時(shí)我們?nèi)缃竦膰L試將變得有意義。

第四，中國建造3.0是集成。更多的智能化設(shè)備、傳感設(shè)備、嵌入式終端嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施基于BIM+大數(shù)據(jù)+云計(jì)算形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使建筑構(gòu)件間、建筑與建筑、建筑與人的活動(dòng)、建筑與商業(yè)活動(dòng)服務(wù)能夠互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。

第五，中國建造3.0是創(chuàng)新。其實(shí)施過程實(shí)際上就是中國建造創(chuàng)新發(fā)展的過程，包括技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新將會(huì)層出不窮。尤其是建造過程中數(shù)字模擬技術(shù)拓展了人的想像力的實(shí)現(xiàn)，在加上新型科技材料、機(jī)器人精確加工、3D打印技術(shù)的應(yīng)用，將產(chǎn)生出一些更絢麗的新工藝、新產(chǎn)品。

中國建造3.0行動(dòng)方略

1、中國建造3.0行動(dòng)方略

(1)多部門協(xié)作，構(gòu)建行業(yè)生態(tài)

值得注意的是中國建造3.0涉及住建、工信、科技、商務(wù)等多個(gè)部門，需要一起協(xié)作進(jìn)行資源的優(yōu)化配置才能真正的起到良好的效果。同時(shí)積極推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研一體化，積極促進(jìn)各行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)建立相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和行推動(dòng)計(jì)劃，促進(jìn)全行業(yè)的協(xié)調(diào)和合作。

(2)優(yōu)先行動(dòng)——標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、人才

如何中國建造3.0的理念和戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化為具體行動(dòng)，應(yīng)該包括提出系列行動(dòng)計(jì)劃，包括標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、信息安全、流程再造、人才培訓(xùn)、法律政策等，這些都是重要而且必要的行動(dòng)，但如果一定要更聚焦到三個(gè)最核心的行動(dòng)上的話，那可以考慮將標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和人才作為中國建造3.0最優(yōu)先考慮的領(lǐng)域。一是盡快出臺(tái)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系。相關(guān)企業(yè)聯(lián)合組成跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的工作組，加快標(biāo)準(zhǔn)化路線圖的實(shí)施，當(dāng)前重點(diǎn)是同時(shí)制定中國建造2.O和3.O的參考模型、術(shù)語及急需標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作;二是技術(shù)引領(lǐng)與推廣。就中國建造3.0戰(zhàn)略的實(shí)施而言，繼續(xù)保持并不斷強(qiáng)化我國在建筑軟件信息化、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)裝備、基礎(chǔ)器件以及交叉融合領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，并力圖在BIM虛擬仿真、人工智能、智能工廠、智能產(chǎn)品、信息物理空間(CPS)等新的技術(shù)領(lǐng)域搶占先機(jī)。未來如何研究BIM深度應(yīng)用、數(shù)字工廠、智能建筑應(yīng)用集成、智能穿戴、智能家居等這些產(chǎn)品“缺芯少魂”的局面;三是人才領(lǐng)先。中國建造3.0導(dǎo)致了對優(yōu)秀員工標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變，其建立在一個(gè)開放、虛擬化的工作平臺(tái)之上，重復(fù)性的熟練體力和腦力工作不斷被智能機(jī)器所替代，人機(jī)交互以及機(jī)器之間的對話將會(huì)越來越普遍，員工從服務(wù)者、操作者轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)規(guī)劃者、協(xié)調(diào)者、評估者、決策者。過去的學(xué)科專業(yè)不斷細(xì)分的教育模式難以培養(yǎng)能夠駕馭日益復(fù)雜綜合的制造業(yè)體系，不僅僅對企業(yè)自身提出了挑戰(zhàn)，而且對傳統(tǒng)的教育體制提出了新挑戰(zhàn)。

(3)全球鏈接與“創(chuàng)新蜂巢”計(jì)劃

互聯(lián)網(wǎng)打破了傳統(tǒng)的物理邊界，無論在組織形態(tài)和空間分布形態(tài)來看都呈現(xiàn)“去中心化”時(shí)代，科技中心向科技網(wǎng)絡(luò)中心轉(zhuǎn)變。建筑科技行業(yè)也需要“蜂巢型”節(jié)點(diǎn)組織來促進(jìn)科技資源的流動(dòng)和科技成果孵化。

例如：引進(jìn)歐美等的先進(jìn)建筑科技人才和資源，加強(qiáng)對我國其它地區(qū)的的高端輻射，實(shí)現(xiàn)“引進(jìn)來、走出去”的國際化跨越發(fā)展和全球性布局，高位融入全球建筑創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈，成為開放發(fā)展的前沿陣地和輻射源。

可以設(shè)想以建立以校企合作的形式，以創(chuàng)新示范基地為抓手。融合：領(lǐng)軍企業(yè)、大中院校、中關(guān)村管委會(huì)、人才中心、創(chuàng)投機(jī)構(gòu)等，打造“線上線下”結(jié)合的“創(chuàng)新蜂巢”。如：科技園區(qū)、小鎮(zhèn)、校企眾創(chuàng)空間、智慧建筑社交平臺(tái)、線上課堂等。

(4)突出試點(diǎn)示范

以推廣裝配建筑、數(shù)字工廠、智慧工地作為切入點(diǎn)發(fā)現(xiàn)最佳實(shí)踐，總結(jié)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)交流推廣，開展試點(diǎn)示范，是過去幾年推進(jìn)兩化融合工作的基本思路。借鑒德國工業(yè)4.0和西方建筑工業(yè)化的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同步推動(dòng)建筑工業(yè)化和數(shù)字建造。

一是在行業(yè)層面建筑信息化。開展數(shù)字工廠應(yīng)用示范，首先要推廣BIM技術(shù)，圍繞推廣普及建筑構(gòu)件—數(shù)字工廠—智慧工地，組織開展裝備智能升級、工藝流程再造、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程診斷維護(hù)等試點(diǎn)，逐步實(shí)現(xiàn)車間級、企業(yè)級、項(xiàng)目級、工廠級的智能化改造，不斷探索數(shù)字建造普及過程，促進(jìn)行業(yè)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)。

二是在區(qū)域?qū)用嫱茝V數(shù)字建造系統(tǒng)。在產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)構(gòu)建跨企業(yè)的數(shù)字建造生產(chǎn)體系是未來發(fā)展的重要方向，未來的數(shù)字建造制造將是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。在發(fā)展中我們國要重點(diǎn)選擇一些新型城鎮(zhèn)化的重點(diǎn)區(qū)域，以市場需求為導(dǎo)向展開，如：京津冀、成渝經(jīng)濟(jì)圈、西咸新區(qū)、大武漢等重要區(qū)域展開。要以增強(qiáng)國家級產(chǎn)業(yè)集群競爭優(yōu)勢為出發(fā)點(diǎn)，圍繞集群內(nèi)建筑生產(chǎn)裝備的數(shù)字化、建筑信息化、建筑產(chǎn)品數(shù)字化，深化產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)、協(xié)同供應(yīng)鏈管理、協(xié)同建造和集成應(yīng)用，探索如何構(gòu)建企業(yè)間高效協(xié)同的數(shù)字建造體系和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈體系。

(5)推進(jìn)園區(qū)建設(shè)

改革開發(fā)以來，園區(qū)一直是我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的抓手，也是聚集政策、產(chǎn)業(yè)、科技、人才的重要平臺(tái)載體。如何創(chuàng)新的發(fā)展智慧建筑主題的新型園區(qū)，不但可有力的促進(jìn)一方經(jīng)濟(jì)，還可以成為促進(jìn)我國建筑產(chǎn)業(yè)的孵化器、創(chuàng)新源和整合器。可設(shè)想根據(jù)不同區(qū)域的發(fā)展階段、要素資源和市場條件發(fā)展各種類型，如：在科技發(fā)展條件好的地方發(fā)展建筑總部經(jīng)濟(jì)園區(qū)或智慧園區(qū)、在建筑勞動(dòng)力豐富的地區(qū)發(fā)展建筑構(gòu)件示范園、在文化資源豐富地方發(fā)展建筑文化旅游園區(qū)、在交通條件好又靠近都市的地方可發(fā)展智慧建筑會(huì)議展覽、在工業(yè)技術(shù)比較好的地方可發(fā)展數(shù)字建造園區(qū)和新型建材研發(fā)園區(qū)等。