賦能融合基建 發(fā)展新興業(yè)態(tài)

　　丁烈云 中國(guó)工程院院士 華中科技大學(xué)教授

　　隨著國(guó)家推動(dòng)新基建發(fā)展的力度不斷加大，建筑業(yè)如何轉(zhuǎn)型才能實(shí)現(xiàn)新發(fā)展？我認(rèn)為，應(yīng)該從把握新機(jī)遇、開(kāi)發(fā)新技術(shù)、培育新業(yè)態(tài)3方面著手。

　　把握新機(jī)遇

　　這里的新機(jī)遇是指人工智能發(fā)展帶動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)遇。

　　云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，正加速推進(jìn)全球產(chǎn)業(yè)分工深化和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，重塑全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)格局。今年5月，美國(guó)眾議院、參議院幾名議員提出了《無(wú)盡前沿法案》。該法案提出，美國(guó)政府應(yīng)加大對(duì)科技領(lǐng)域的扶持力度，使美國(guó)在全球范圍內(nèi)繼續(xù)保持科技領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。該法案計(jì)劃在未來(lái)5年內(nèi)投入1000億美元，用于10大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域研究。10大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中的第一項(xiàng)，就是“人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)”。

　　人工智能為何如此重要？人工智能是指可模仿人類(lèi)智能來(lái)執(zhí)行任務(wù)，并基于收集的信息對(duì)自身進(jìn)行迭代式改進(jìn)的系統(tǒng)和機(jī)器，簡(jiǎn)單而言就是讓機(jī)器像人一樣會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)思考、會(huì)工作。人工智能發(fā)展可劃分為3個(gè)階段：運(yùn)算智能，即快速計(jì)算和記憶存儲(chǔ)能力；感知智能，即視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感知能力；認(rèn)知智能，就是“能理解會(huì)思考”。運(yùn)算智能、感知智能在過(guò)去幾十年發(fā)展迅速，未來(lái)10年，認(rèn)知智能也將獲得長(zhǎng)足進(jìn)步。人工智能以“三算”（算據(jù)、算力、算法）為基礎(chǔ)。我國(guó)推動(dòng)新基建發(fā)展，以第5代移動(dòng)通信技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以人工智能、云計(jì)算等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施等的建設(shè)，將為人工智能發(fā)展提供計(jì)算能力支撐。

　　新基建是“數(shù)字基建”，傳統(tǒng)基建是“物理基建”，基建領(lǐng)域的信息物理系統(tǒng)就是“融合基建”。從“物理基建”到“物理基建+數(shù)字基建”，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然產(chǎn)物，新基建為傳統(tǒng)基建升級(jí)提供技術(shù)支撐。新基建需要開(kāi)拓新市場(chǎng)（特別是垂直領(lǐng)域）、培育新業(yè)態(tài)，傳統(tǒng)基建為新基建發(fā)展提供巨大市場(chǎng)。

　　開(kāi)發(fā)新技術(shù)

　　新基建的技術(shù)是通用技術(shù)，要應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，必須開(kāi)發(fā)建筑領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)。

　　一是數(shù)字孿生技術(shù)。數(shù)字孿生是虛實(shí)之間雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)聯(lián)系，是與物理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)字化表達(dá)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的“克隆體”，其目的是形成與實(shí)物資產(chǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字資產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)價(jià)值的增值。

　　二是數(shù)字主線技術(shù)。目前的數(shù)字孿生多為逆向生成，是先有實(shí)物再將其進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。數(shù)字孿生應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，實(shí)體工程在建造之前和在建造中，就應(yīng)建立動(dòng)態(tài)的數(shù)字孿生，通過(guò)動(dòng)態(tài)的數(shù)字孿生模型優(yōu)化和指導(dǎo)實(shí)體工程建造，這一技術(shù)就是數(shù)字主線技術(shù)。例如，一個(gè)工程項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到施工再到運(yùn)維、拆解，可以利用數(shù)字主線技術(shù)，由模型驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各階段無(wú)縫對(duì)接，讓全過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流、各環(huán)節(jié)信息實(shí)現(xiàn)雙向同步溝通。這是目前建筑業(yè)應(yīng)該大力發(fā)展的技術(shù)。

　　三是模型定義工程產(chǎn)品。建筑設(shè)計(jì)是一種形式邏輯的表達(dá)，與形式邏輯相對(duì)應(yīng)的是數(shù)理邏輯。找到數(shù)理邏輯規(guī)律，就可以采用模型定義工程產(chǎn)品。例如，在北京大興機(jī)場(chǎng)建設(shè)中，機(jī)場(chǎng)核心區(qū)18萬(wàn)平方米采用8根C型柱支撐。這8根C型柱頂?shù)牟晒饨Y(jié)構(gòu)，就是通過(guò)數(shù)字模型計(jì)算出來(lái)的。

　　四是智能感知技術(shù)。如何綜合運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)和智能設(shè)備等信息技術(shù)手段，聚焦施工現(xiàn)場(chǎng)管理，緊緊圍繞“人機(jī)料法環(huán)”等關(guān)鍵要素，建立信息智能采集、管理高效協(xié)同、數(shù)據(jù)科學(xué)分析、過(guò)程準(zhǔn)確控制的施工現(xiàn)場(chǎng)立體化信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工地的智能管理。如何在運(yùn)維中引入人工智能，實(shí)現(xiàn)“事前智能預(yù)警、事后快速定位、夜間無(wú)人值守、遠(yuǎn)程集中管理”等一系列智能運(yùn)維目標(biāo)，是當(dāng)前需要解決的課題。

　　五是工程大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能決策。要綜合利用工程環(huán)境數(shù)據(jù)（自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、文化環(huán)境）、工程過(guò)程數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)、過(guò)程管理數(shù)據(jù)、工程交易數(shù)據(jù)、工程誠(chéng)信數(shù)據(jù)）、工程要素?cái)?shù)據(jù)（從業(yè)人員數(shù)據(jù)、工程機(jī)械數(shù)據(jù)、工程材料數(shù)據(jù)、工藝工法數(shù)據(jù)）、工程產(chǎn)品數(shù)據(jù)（產(chǎn)品績(jī)效數(shù)據(jù)、產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)、產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)）等，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的管理與分析，幫助行業(yè)治理精準(zhǔn)化，幫助企業(yè)準(zhǔn)確把握市場(chǎng)需求變動(dòng)、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)效率和供應(yīng)鏈的敏捷性、準(zhǔn)確性，提升施工管理水平，幫助業(yè)主提高運(yùn)維能力。

　　六是自動(dòng)化、智能化工程機(jī)械與設(shè)備。要加大建筑機(jī)器人等自動(dòng)化、智能化工程機(jī)械與設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用，有效替代人工，進(jìn)行安全、高效、精確的建筑部品部件生產(chǎn)和施工作業(yè)。

　　培育新業(yè)態(tài)

　　在融合基建背景下，建筑業(yè)應(yīng)著力培育3種業(yè)態(tài)：

　　一是建筑工業(yè)化。新型建筑工業(yè)化特征是信息技術(shù)與工業(yè)化深度融合、智能技術(shù)與專(zhuān)業(yè)化深度融合。目前，推動(dòng)新型建造工業(yè)化發(fā)展，要建立完善的工業(yè)化建筑設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系，研制關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)展新型建筑工業(yè)化，要實(shí)現(xiàn)基于柔性生產(chǎn)線的工廠化生產(chǎn)、基于數(shù)字化的機(jī)械化裝配施工。但目前建筑業(yè)工廠化生產(chǎn)特征還不明顯，沒(méi)有形成多品種流水線生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)建立部品部件柔性生產(chǎn)線特別是智能化柔性生產(chǎn)線。通過(guò)智能物流把部品部件運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、機(jī)械化，改善施工環(huán)境、提高建設(shè)效率。

　　二是建造服務(wù)化。建造服務(wù)化包括建造過(guò)程的專(zhuān)業(yè)化服務(wù)和使用過(guò)程的專(zhuān)業(yè)化服務(wù)，如搭建開(kāi)放式的設(shè)計(jì)平臺(tái)，為施工生產(chǎn)提供設(shè)備、技術(shù)支持，為質(zhì)量安全提供保障。通過(guò)拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，提供智能節(jié)能、智慧養(yǎng)老、智能健康住宅等使用過(guò)程的專(zhuān)業(yè)化服務(wù)。

　　三是建造平臺(tái)化。平臺(tái)經(jīng)濟(jì)已成為世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新引擎。2020年世界500強(qiáng)企業(yè)中，排在前10位的有8家是平臺(tái)企業(yè)，而10年前只有兩家。搭建平臺(tái)，可以減少產(chǎn)品供給者與需求者之間的中間環(huán)節(jié)，交易效率更高、成本更低。平臺(tái)化是今后企業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。

　　新形勢(shì)下，建筑業(yè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好戰(zhàn)略決策：一是選擇好商業(yè)模式。技術(shù)是基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)模型是核心，商業(yè)模式如果不對(duì)，盲目提升技術(shù)會(huì)影響效率。二是從轉(zhuǎn)變建造方式中發(fā)展新業(yè)態(tài)。如今，建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要方向是智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的新型建筑工業(yè)化，行業(yè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在轉(zhuǎn)型中找到并提升新的核心競(jìng)爭(zhēng)力。三是技術(shù)成熟度高的產(chǎn)品更容易實(shí)現(xiàn)價(jià)值。企業(yè)必須明白，技術(shù)成熟度高的產(chǎn)品質(zhì)量更好，同時(shí)成本也更低，但技術(shù)走向成熟有一個(gè)過(guò)程，需要提前進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備，把握時(shí)機(jī)，將成熟的技術(shù)投向市場(chǎng)。四是注重社會(huì)倫理。技術(shù)很重要，但社會(huì)倫理在某種程度上比技術(shù)更重要，這就要求提供服務(wù)的企業(yè)家和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員一定要有情懷。

　　總之，新基建為我們提供了一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，需要產(chǎn)業(yè)各界躬身入局，積極響應(yīng)。建筑業(yè)要抓住新一輪科技革命的歷史機(jī)遇，高度重視數(shù)字技術(shù)對(duì)工程建造的變革性影響，制定以智能建造為核心的“中國(guó)建造2035”發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，從建造大國(guó)走向建造強(qiáng)國(guó)。

　　來(lái)源：中國(guó)建設(shè)報(bào)