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丁烈云院士:智能建造一“軟”一“網”一“硬”一“平臺”

智能建造一“軟”一“網”一“硬”一“平臺”

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智能建造的內涵是什么?


丁烈云院士精煉地歸納成五句話:“設計建造交付一模到底,要素感知互聯網絡協同,機器換人改善作業環境,數據驅動工程智能決策,企業轉型發展數字經濟。”簡而言之,即一“軟”、一“網”、一“硬”、一“平臺”


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圖 | 華科大EMBA喻見大講堂之“智慧建造發展趨勢及商業前景”邀請丁烈云院士開講


01:一“軟”


軟”是指軟件模型定義工程產品


BIM最早是由波音公司的MBD發展而來的,MBD軟件把飛機設計的信息和制造信息集成到三維模型中,以此進行批量化的飛機生產

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圖 | 軟件設施設備


但建筑產品往往具有個性化、階段化的特征,且受工程地質情況等不確定性因素影響較大,因此完全照搬MBD是不現實的。


例如北京鳳凰衛視大廈的莫比烏斯環造型,表面3000多個鱗片只能通過模型和參數進行設置,BIM模型使數理邏輯服務于形式邏輯。


怎么能一模到底?


丁烈云提出,應當經歷由3D+到4D+再到3D+的過程


設計階段中的3D+包括結構、暖通、消防、日照等分析,進入到施工階段后,增加了時間的維度,此時由3D+變成4D+,這一變化反映了施工進度、邏輯關系,也包含了成本、質量、安全等分析;建筑進入運維階段,4D+又變成3D+模型。


在數字化運維階段,最重要的是設施設備管理和能耗管理。他特別強調,對于建筑零部件維修應該如同汽車保養一樣,要“狀態修”,而不是“故障修。


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圖 | 華科大EMBA喻見大講堂之“智慧建造發展趨勢及商業前景”活動現場

02:一“網”


“網”對應的是工程要素智能感知與互聯。


在建筑施工現場,對某個點進行定位是困難的,往往需要動態軸網來監測作業空間的動態變化,因此建筑施工中需要的是動態、柔性的技術。


“BIM+IOT”建立的數字孿生能較好地解決這個問題。例如在國家雪車雪橇中心的項目中,采用 BIM模型和運動方程相互配合,計算出滑行最優解,由此設計出運動孿生訓練系統。


丁烈云還指出,工程要素智能感知與互聯需要克服三個問題:一是復雜工地環境下多元異構;二是地質工程與隱蔽空間的感知;三是與BIM結合的數字李生虛實精準映射。


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圖 | 華科大EMBA喻見大講堂之“智慧建造發展趨勢及商業前景”活動現場


03:一“硬”


硬”即“硬件”,主要指智能裝備與建筑機器人。


智能架橋機、無人推土機、空中造樓機、盾構機等都是在實際工程中應用的智能建筑裝備。


在建筑工地上,也能見到巡檢機器人、起重機器人的身影。


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圖 | 高空外墻噴涂機器人


但很多企業囿于性價比的問題,不會規模化使用智能裝備。因此智能裝備與建筑機器人的發展目前還是以價值導向為主,仍需要有一個不斷探索的過程。


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圖 | 華科大EMBA喻見大講堂之“智慧建造發展趨勢及商業前景”活動現場


04:一“平臺”


“一平臺”就是要把我們建造的要素,人與人、物與物、人與物之間實現跨時空的開放連接與協調。建筑產業互聯網平臺,包括人、財、物、技術

目前用的比較成功的是“物”,建造資源的集采平臺,有的平臺每年的集采量達到八九千億,小的也有上千億。


另外一個是技術,這個是比較難的,就是工程設計平臺


現在各個企業都在想怎樣能夠把設計平臺搭建起來,比如BIM模型,這個BIM模型的當前應用價值為什么不是我們想象的那么高?


因為數字化的特點是服務的生產鏈拉得越長,數字化的技術帶來的效率才越高,前一個階段數字化的成果應該成為后一個階段數字化的資源。


而BIM當前只是在一個點上使用,往往建模花的時間就會很長


另外就是我們經常說的是“人”,可以通過人臉識別進行實名制管理,將這些應用到工地上,這里面最重要的就是怎樣建立一個互聯網建筑產業工人隊伍的平臺。


智能化和工業化無論如何發展,最終還是要靠人建,我們通過這個平臺考核各個工人的業績,通過建立一種激勵機制,讓工人能夠有動力提高自己的素質,這就是建筑產業互聯網平臺的建設意義所在


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圖 | 華科大EMBA喻見大講堂之“智慧建造發展趨勢及商業前景”上管理學院楊治院長總結


平臺的價值怎樣衡量呢?


數字經濟里面有一個定義就是一個平臺價值取決于在平臺上的留存客戶的數量


那怎樣使平臺服務的客戶更多?


現在一些企業把原來只是企業使用的平臺分成兩個部分:一個是企業的業績平臺對社會開放的,能夠為更多的客戶服務,這是一個平臺的價值;還有一個就是與金融結合的平臺,比方支付跟相關的金融企業結合起來,在搭建平臺的時候,這個平臺數量足夠大的時候,有沒有可能自己具有支付的權限,這樣就可以構建企業的資金池。


工程服務大數據平臺是智能建造的關鍵要素:


工程環境數據、工程產品數據、工程過程數據、工程要素數據等,被整理出來應用于吊車失穩的智能監控,通過傳感器實時監控工人的操作,為工人安全保駕護航。


除此之外,還有結構體病害檢測等有價值的應用。


丁烈云院士總結: “在智能建造未來的發展中,應堅持以下四個原則,即工程軟件補短板,提升智能化設計能力;工程物聯網揚長項,實現工程要素泛在智能感知;工程機械促升級,打造人機共融建造體系;工程大數據平臺強優勢,挖掘數據對工程的價值。”


丁烈云院士提到,智能化無論如何發展,本質還得依靠人!換句話說,這是一個力量倍增器,但基數是人。智能化的關鍵還是人。那么在此背景下,建筑人又該如何轉變自己在建筑流程中的角色定位,適應當下環境呢?


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圖 | 華科大EMBA喻見大講堂之“智慧建造發展趨勢及商業前景”上楊治院長為丁烈云院士頒發演講證書


丁烈云院士簡介


丁烈云,原華中科技大學黨委副書記、校長。教授,博士生導師,中國工程院院士,土木與建筑工程管理專家。主要研究方向有:工程管理信息化、風險與安全管理。教育部科技委委員及管理學部副主任,中國建筑學會工程管理研究分會理事長,中國金屬學會副理事長,住建部工程管理專業評估委員會主任;《土木工程與管理學報》編委會主任,《Automation in Construction》、《Journal of Civil Engineering and Management》、《International Journal of Strategic Property Management》等國際學術雜志編委。


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圖 | 丁烈云院士



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