浅谈建筑业智能建造发展现状及未来趋势

于 洋

(中国建筑科学研究院有限公司 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000)

长期以来建筑业粗放式发展、碎片化管理、密集型劳动的模式带来的生产效率低下、资源消耗巨大、环境污染严重等问题日益突出，与发达国家差距仍较大[1]。特别是在“双碳”目标下，高能耗的建筑行业如何降低能耗、达到绿色建造的目标，将是今后行业发展的重点。

随着大数据、人工智能、工业互联网、机器人、BIM 和5G 等新技术的不断成熟，也给建筑业带来了新变化，“智能建造”的概念应运而生。智能建造可提高建筑行业生产力水平，实现建造过程的高质高效、节能减排，是建筑行业高质量发展的方向。

为促进建筑业高质量发展，围绕建筑工业化、建筑产业现代化、住宅产业化各国先后出台了各种政策，以期望解决传统建造业面临的各种问题。根据相关报告，全球智能建造市场规模预计将从2019 年的607 亿美元增长到2024 年的1 058 亿美元，年均复合增长率约11.7%。

近几年，尤其进入后疫情时代以来，我国智能建造产业规模呈爆发式扩张（图1），于2020 年突破了1 万亿，占建筑业总产值比例超3%。智能建造虽不断进步且需求旺盛，但依然处于起步和探索阶段，对于整个建筑行业的渗透力度尚需加强。在节能降耗和“双碳”目标的背景下，我国建筑业面临严峻的挑战和前所未有的机遇。

图1 我国智能建造市场规模展示图

1 建筑业发展面临的挑战

2021 年我国建筑业收获29.3 万亿元总产值的惊人业绩，同比增加达11%，建筑业增加值占国内工业生产总值的7%，建筑业作为国民经济支柱产业的作用不断加强，为我国完善基础设施和推进城镇化建设做出了巨大贡献。我国也从建筑大国迈向了建筑强国。随着智慧城市、工业化、新型城镇化等战略国策的推进，建筑工业逐渐向智能化、信息化转型升级，信息技术对建筑业的影响和渗透逐步加大，但体量仍较小，整个产业在发展中面临诸多挑战。

1.1 传统管理体制和建造模式相对落后，效率低下

传统管理体制下，过程控制意识淡薄，成本、材料、设备、人员等管理较为粗放；采用的技术、设备等较为陈旧，且由于施工环境复杂、露天作业多、人员流动性大等建筑业自身特点，安全事故频繁发生。在新冠疫情冲击下，传统的管理体制和建造模式带来的矛盾日趋严峻。

1.2 建筑业人口红利逐渐弱化

劳动密集、作业环境差、劳动强度高、就业吸引力弱、劳动者老龄化严重。根据国家统计局发布的《2021 年农民工监测调查报告》显示，2021 我国建筑业从业人数为5 282.914 万人，连续3 年减少；农民工的平均年龄持续提高至41.7 岁，比上年提高0.3 岁；其中，50 岁以上占比超过27%。一方面，具备一定素质的年轻人不愿意投身建筑行业从事体力劳动；另一方面是现有民工素质不高、老龄化现象加剧，人口红利逐渐弱化。图2 为建筑业劳动生产率和产值利润率情况（数据来自《“十四五”建筑业发展规划》）。

图2 建筑业劳动生产率和产值利润率情况

1.3 行业信息化水平不高，智能建造推进整体滞后

实施智能建造首先需自研或外购各种智能化系统，并持续开发和完善智能化系统，充分集成应用各项新技术，以满足智慧工地、智能建造的需求。当前，建筑行业的信息化基本上集中在央企和一些大型的国企中，他们投入了大量人力、物力、财力进行了信息化升级，但存在终端数据接口庞杂、数据集成难度大、数据标准不统一的现象，使得进一步的数字化升级存在很大的障碍。一些有实力的民企也进行了信息化建设，但往往没有整体规划，只针对某一板块进行信息化升级，存在信息孤岛现象。此外，表象大于实质，信息化应用不够深入的现象也较为普遍。

2 智能建造的政策加持

在2019 年新春贺词中，习近平总书记首次提出“中国建造”，作为建筑产业完成转型升级、实现高质量建造的重要抓手，智能建造成为了建筑行业发展变革的新热潮和新趋向。

我国住房和城乡建设部等13 部委在2020 年7 月联合发布《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，为中国的工程建筑业指明了工业化和智能化的发展方向，对促进建筑产业转型升级和高质量发展意义深远。

我国住房和城乡建设部在2022 年1 月发布《“十四五”建筑业发展规划》，工程建筑业后续应加快推进智能建造与建筑工业化两者的协同发展和优势互补，从追求建筑行业的高速增长转向追求高质量发展的智能制造，同时也明确了具体的发展目标和方向：到2035 年大幅提升我国建筑行业整体的发展质量和效益，大幅提高企业创新能力，显著提升建筑品质，全面实现建筑行业的工业化，完成建立自主的高素质人才梯队，显著增强我国建筑产业的核心竞争力和整体优势，智能建造蜚声海外，建筑大国跻身建筑强国，中国建造达到世界领先水平。

相信在相关政策的有力加持下，智能建造将迎来高速发展，也给我国建筑行业的高质量发展、智能化转型带来了新的机遇。

3 推动智能建造发展的建议

近年来我国智能建造已取得了长足进步，形成了一系列的成果[3]，但是面对国内建筑业转型升级的需求，对照全球发达国家智能建造的发展趋势，我国智能建造在发展中仍然面临着产业生态环境、企业战略部署、基础数据标准、后端数据集成、智能化与工业化割裂发展等方面的困境。

3.1 完善智能建造政策和产业体系

通过建设一批智能建造示范点和产业创新基地，加快人才队伍建设，促进大数据、人工智能、工业互联网、机器人、BIM、云计算和5G 等新技术与建筑业深度融合，创立科技产业“基础研究—科技创新—工业化应用”的产业链闭环发展模式，融合包括从科技研发、工业设计、生产加工、装配施工到运营维护的全产业链一体化智能建造产业体系。

筛选一批智能建造重点示范城市，构建政府、行业、企业的创新基地，组织开展试点项目的现场观摩和创新服务典型案例的经验分享，促进智能建造的集聚发展，示范和引领建筑行业的科技创新和转型升级。

加大财政扶持力度，扩宽创新支持渠道，建立以政府扶持为引导、企业投入为主体、多元化社会资源参与的资源投入模式，扩大产业创新规模，提升配置效率，推动新技术、新产品、新应用的快速孵化。

3.2 夯实标准化和数字化基础

建立并逐步完善智能建造的标准化体系，设置建筑标准化的部品、部件库，完善并统一各种建筑构件的选型以及建筑模数协调的原则和标准，创建并完善建筑行业的工程平面图、工程立面图等模块化、标准化设计，夯实建筑行业的标准化、多样化和数字化基础。

健全智能化技术评估机制，重点研发勘察、设计、施工、运维等各类项目数据的全生命周期应用。加快推进BIM 建模技术在建筑工程全寿命周期中的集成应用[4]，建立应用技术标准体系，打造高效快捷、互通互联的数据共享平台，重点强化工程项目各产业链的协同，引导和推进项目建设的全生命周期管理，形成涵盖科研单位的科技研发、设计单位的工业设计、厂商单位的预制加工、施工单位的现场装配、建设单位的运营维护等智能建造全产业链体系。

3.3 加强信息平台研发与共享

全面认识建筑业变革，首先建立工程建造信息管控平台，对工程项目建造的全过程、全参与方和全要素进行系统化管控。其次是数字化协同，利用现代化信息技术对工程项目的工程立项、设计与施工的策划阶段，进行全过程、全系统协同。最后通过机械智能施工保证施工阶段的高质、安全、高效。在实现建筑行业智能建造的过程中，离不开建筑工程行业平台的赋能和技术支撑，只有打通建筑行业全产业链各环节的数字化、信息化、智能化，才有助于实现提质、增效、降本、风控，从而真正实现建筑工业化和智能建造。

智能建造是系统性、战略性、长期性的发展方向，发展过程中需要大量的研发投入，通过建立差异化发展模式，实现大中小型企业的错位发展，明确国内厂商的战略部署，开展产业链的协同发展，建立健全智能建造的共享和合作生态，促进信息化、智能化的健康快速发展。

3.4 发展集成式智能建造装备

自2016 年国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》以来，我国装配式建筑迈入了高速发展阶段，装配式建筑生产速度快、部品构件质量稳定、施工效率高、劳动力资源消耗少，具有标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修、信息化管理等优势，积极推动着建筑行业的转型升级。

《“十四五”建筑业发展规划》提出到2025 年我国装配式建筑在新建建筑中的比例要达到30%以上的要求和目标，推广钢结构装配式等新型建造方式。在可持续发展、绿色建筑和环境保护等政策的助推下，集成式智能建造装备的理念越来越得到重视，将迎来更大的发展空间。

装配式建筑的实施，改变了很多传统施工手段，简化了施工流程和步骤，提升了施工的进度，保障了施工的安全和质量，未来装配式建筑将是建筑行业推行的主要形式，企业仍应加强对装配式建筑体系的研究与探索，积极求变，应对行业新的发展趋势，同时仍应在设计阶段推广模块化理念，加强各专业间协同设计，提前考虑装配式建筑特征。

3.5 协同发展工业化与智能化

建筑工业化的核心在于全产业链的整合与建筑构件的工厂预制、现场装配，智能建造的核心在于以大数据、云计算、5G 等新技术为支撑的智能建造信息系统，建造工业化与智能化的协调发展存在割裂且分别推进的现象[5]。

构建基于智能建造的勘察、设计、生产、施工、运维的一体化智能工业化发展模式，应用大数据、云计算、物联网、BIM 等新技术，通过标准化建模、高性能计算、可视化认知，完善信息技术赋能下的前期勘察、工业设计、生产运输、装配施工和运营维护，实现生产要素的系统集成及社会资源的优化配置，形成一体化的智能建造产业体系、信息化管理平台，实现建造工业化与智能化的协同发展和全产业链的数据集成。

4 智能建造发展展望

在城镇化进程放缓、建筑业人口红利弱化，以及节能降耗和“双碳”目标的背景下，我国建筑行业亟须转型升级。智能建造可提高建筑行业生产力水平，实现建造过程的高质高效、节能减排，是建筑行业高质量发展的方向。在相关政策的有力加持下，智能建造将迎来高速发展，也给我国建筑行业的高质量发展、智能化转型带来了新的机遇。

我国智能建造尚属于起步和探索阶段，与发达国家存在一定的差距，根据我国国情，建议采取完善智能建造政策和产业体系、夯实标准化和数字化基础、加强信息平台研发与共享、发展集成式智能建造装备、协同建造工业化与智能化等措施促进智能建造的高质量健康发展，为建筑行业转型升级谱写新的篇章。