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黨的二十屆三中全會作出了進一步全面深化改革、推進中國式現代化的重大決策部署,指出當前和今后一個時期是以中國式現代化全面推進強國建設、民族復興偉業的關鍵時期,具有劃時代的重要意義。建筑業作為國民經濟的支柱型產業,是中國式現代化的重要組成部分。如何推動建筑業轉型升級高質量發展,本人認為綠色建造、智能建造、數字建造是必由之路,以引領性、前驅性、變革性的科技創新推動現代化產業體系建設,打造智能建造“四梁八柱一底座”,加速形成具有建筑行業特點的新質生產力是發展方向。

深刻領會內涵:智能建造是住建領域新質生產力的核心動力

目前,行業對智能建造的理解雖然不盡相同,但普遍認同的是,智能建造在建造過程中應用工業化、數字化、綠色化、智能化技術手段,從而實現設計的數字化、生產的自動化、施工的信息化、運維的智慧化,最終推動建造行業轉型升級蛻變,達到降本增效、本質安全的目標。

通俗易懂、形象一點來說,我們認為智能建造就是“看得見的在工廠,看不見的在云上”:將看得見的建造過程放在了工廠,大宗建筑材料通過規模化、集成化、工業化進行智造,現場則以裝配化為主組織施工;將看不見的建造組織過程放在了云上,運用數字技術和數字化管理,推動設計、生產、運輸、施工以及運維的“一模到底”、全過程信息互通。

智能建造是住建領域新質生產力的典型代表。智能建造不僅打破了傳統界限,實現了跨階段、跨組織、乃至跨地域的產業鏈深度融合與高效集成,更在設計、生產、施工以及運維等各個環節全面滲透,通過流程的優化與重塑,引領整個產業向數字化、智能化轉型的深刻變革。其本質是以創新為主導作用,擺脫傳統經濟增長方式、生產力發展路徑,具有高科技、高效能、高質量特征,符合新發展理念的先進生產力質態。

全面發掘外延:智能建造是建設領域“四大技術”賦能行業轉型高質量發展的新引擎

新興產業和傳統產業的唯一區別在于“創新”。重視科技創新,傳統產業可以華麗蝶變為新興產業;忽視科技創新,新興產業也會停滯退化為傳統產業。智能建造·新質生產力依托“四大技術”賦能,延展激發四大產業業態:

——智能建造是綠色技術賦能的高端產業。面對人口老齡化、環境要求日益嚴格的當下,傳統建造方式的高碳排放量給行業發展帶來巨大挑戰。目前,我國建筑垃圾的數量占到城市固體廢棄物垃圾總量的40%左右,約為發達國家的兩倍;我國大中城市空氣污染的15%左右來源于建筑工地揚塵和裝修。城市亟待從源頭上降污控塵,打造綠色低碳建設與運營方式。智能建造建立了一種涵蓋研發、設計、生產、施工、運維、資源回收再利用等全鏈條協同的綠色建造模式,適應資源節約、綠色低碳的新發展要求,是打造綠色、集約、高端產業的重要領域。

——智能建造是數字技術賦能的新興產業。“萬物互聯”的數字時代潮涌而至,數字技術成為城市高質量發展的重要引擎。通過BIM、GIS、IOT、GPS等數字技術加持,可以實現對建筑全生命周期的科學研判、全程分析、綜合評估和風險防控等目的,不斷增強人民群眾對“好房子”體驗感和獲得感。比如,大力推廣BIM“正向設計、一模到底”,可以串聯起項目建設全過程,達到“所見即所建,所建皆所愿”目標,還能形成建設領域數字資產,從而衍生新興產業,有效助推建筑業轉型高質量發展。

——智能建造是工業技術賦能的高效產業。新型建筑工業化是國家新型工業化的重要組成部分。智能建造的一個重要特征就是工業化生產,而裝配式建造是實現建筑工業化的關鍵路徑。據測算,擁有成熟裝配式建造體系的情況下,項目建造過程可提升設計效率30%以上、生產效率40%以上,項目工期縮減30%以上。大力推動裝配式建筑產業發展,可以達到“像造汽車一樣造房子”和“機械化減人、自動化換人”的目標,不僅能解決勞動人口減少的困境,更有利于后期的城市更新和維護,加以培育和引導將催生千億級的集群產業。

——智能建造是智能技術賦能的未來產業。當前,人工智能技術得到飛速發展,小到一個工作環節,大到一座城市運行,都可以運用人工智能進行高效管理。智能建造運用了人工智能技術,為項目策劃、設計、生產、施工、運維提供全過程的智能預警分析決策,最終服務于建筑領域和城市安全的運維管理,比如在城市排水設施管理、消防隱患預警、房屋安全管理、物業運維管理等都能通過智能技術作出精準及時的反饋和應對,為建筑業乃至城市的高質量發展創造了新的價值和機遇。

整合內涵外延:用首創精神建立智能建造·新質生產力“四梁八柱一底座”新生態

“四梁八柱”源自于中國古代傳統的一種建筑結構,通過四根橫梁和八根柱子穩定整個建筑。四梁、八柱代表了建筑的主要支撐,相互聯系、緊密協作、缺一不可。長沙發展智能建造·新質生產力就是在充分整合其內涵和外延的基礎上,系統搭建智能建造產業“四梁八柱一底座”,其中:“四梁”即搭建“發展新戰略、建造新模式、產業新體系、保障新機制”四根橫梁;“八柱”即從市場主體的角度重新定義和打造“投資業主、設計單位、生產企業、施工單位、運維機構、數智科技、綠色新材、智能裝備”八根立柱;“一底座”即應用“(BIM+M)+EPC”新型建造方式和建設管理模式,用首創精神打造新產業新生態。為了更好的闡述“四梁八柱一底座”的產業邏輯,有必要先從“一底座”的含義開始介紹。

——夯實一底座,創新應用“(BIM+M)+EPC”新型建造方式和建設管理模式

長沙發展智能建造的底座是“(BIM+M)+EPC”的新型建造方式和建設管理模式,具體來講,是以建筑信息模型技術(BIM),作為數字化建造實現路徑;以建筑主要部品部件的生產(M),作為工業化實施載體;以工程總承包管理模式(EPC),作為集約化管理手段,實現設計、生產、施工的一體化管理。通過建造方式和建設管理模式創新蝶變,實現建筑領域的現代化轉型升級。目前,長沙已成功申報“一種基于EMPC模式的智能建造方法及系統”國家專利證書。

——構建四橫梁,圍繞“降本增效、本質安全”整體推進四大系統舉措

(一)布局發展新戰略。以國家智能建造試點城市為契機,堅持綠色化、數字化、智能化、工業化戰略理念,推動產業布局、行業謀局、建造方式開局、數字技術破局,大力發展綠色建造、數字建造、智能建造、裝配式建造。錨定三大發展目標:一是錨定產值倍增目標。到2025年,全市智能建造年度產值突破2000億元;到2030年,力爭智能建造年度產值突破5000億元。二是錨定產業集群目標。圍繞“1+2+N”打造智能建造產業聯合艦隊,即:以具備“(BIM+M)+EPC”系統解決能力的工程總承包企業為核心,以設計、生產2類企業為重點,帶動N個多元數字化企業深度參與。三是錨定行業升級目標。建立一套智能建造現代化產業體系,打造一支現代化建造新湘軍,實現智能建造與智能制造雙輪驅動,推動建筑全領域數字化改革、智能化轉型高質量發展。

(二)推廣建造新模式。圍繞“(BIM+M)+EPC”新型建造方式和建設管理模式的落地,整體推進“55111”系統工程,為智能建造發展提供有力支撐。一是技術驅動,搭建五大研發中心。以洋湖設計創意中心為基地,依托湖南省建筑院、華陽國際,打造自主可控BIM設計研發中心;以馬欄山BIM創意智谷為基地,依托中星智建“智慧工地”管理技術,打造數智工地研發中心;以三一科學城為基地,依托三一筑工筑享云操作系統,打造裝配式柔性智能生產研發中心,為智能建造提供系統解決方案;以遠大住工、誠友綠建為基地,依托其在裝配式建筑的自主研發能力、智能制造能力,打造鄉村建設新型建筑工業化產品研發中心;以湖南省建筑院為基地,依托其科技創新版塊的數字產品開發優勢,強力攻關打造基于BIM數字孿生運維體系的智慧排水、智慧建筑、智慧監測以及建筑(群)能碳雙控計算研發中心。二是示范帶動,打造五大應用場景。以“BIM+裝配式”為基礎實現1.0應用場景,四級賦能,層層推進,逐步形成了“項目策劃+BIM+裝配式+智能生產+智能施工+智慧運維+智慧城市運營”五大應用場景。長沙在此模式下,培育出了一批智能建造試點示范項目。比如,湖南師范大學桃花坪校區(BIM+裝配式+智能生產和施工)、東方紅科創中心(BIM+裝配式+智慧運維)、新河水廠提質改造(BIM+智慧運維)等,為長沙智能建造快速發展樹立了新的標桿。三是政策推動,出臺一批產業措施。市政府辦公廳印發了《關于推動智能建造與新型工業化協同綠色低碳高質量發展行動方案》,統籌推進智能建造產業發展。在BIM技術的應用上,出臺了推廣BIM技術應用的工作實施意見,明確推廣建立基于BIM正向設計的協同模式;在EMPC模式的推廣上,印發《關于組織實施一體化(EMPC)建造方式推動新型建筑工業化的通知》,并率先推出國內首個配套的工程總承包計價體系,為工程建設的提質增效和安全可控構筑堅實的基礎;在標準規范的建立上,印發了一套智能建造項目評價技術導則和指南,有效指導智能建造項目的實施。四是研發聯動,落地一批應用課題。從規劃、審批、設計、施工、質安監管、人才培養、全過程咨詢等方面,開展一批智能建造應用課題專項研究,全面服務智能建造產業高質量發展。五是產業互動,打造一批產業互聯網平臺。圍繞智能建造全產業鏈,著力打造協同正向設計、柔性智能生產、數智工地管理、人材機集采、智慧物業運維等多個平臺,大力發展平臺經濟,形成規模效應。

(三)培育產業新體系。通過“破舊立新”“先立后破”培育智能建造新的產業生態。一是改造提升傳統項目建設主體。智能建造是行業發展的新契機、新風口,運用以“(BIM+M)+EPC”為核心的智能建造技術改造傳統行業,是大勢所趨。當前,長沙正在大力推動傳統項目建設主體轉型升級,依托BIM技術打通全產業數據鏈,依托EMPC管理方式提升項目管理單位核心競爭力。通過市場競爭,逐步淘汰一批思維停滯不前,建造方式落后的市場主體,讓一批加快轉型、提質增效的企業脫穎而出,構建新建造模式下新的產業鏈條,致力于打造更多的綠色低碳、智慧安全的“好房子”。二是創新發展新型建造支撐主體。圍繞數字建造與人工智能創新研發、裝配式一體化部品部件生產、智能建造施工裝備三個主攻方向,鼓勵支持壯大一批新型市場主體,為“(BIM+M)+EPC”模式的落地提供技術支撐、產品支撐、設備支撐。同時,加快建立智能建造配套服務市場,培育一批智能建造全過程項目咨詢及人才教育培訓單位,為智能建造市場主體提供源源不斷的信息流和人才流。三是融合激發新興業態未來產業。智能建造需要從技術深度、產鏈長度、地域廣度進行全方位的拓展。將BIM技術貫穿EMPC建造方式全過程,融入從設計、生產、施工、運維等全鏈條,逐步衍生一批新的產業業態,如建筑領域人工專業模型分析、智能化設計制圖及算量軟件應用、集成式裝配化綠色農房、集成模塊化裝配化數智化建筑固廢資源化處理系統等都會應運而生。

(四)形成保障新機制。精準施策,從三個方面構筑保障機制,激發智能建造新動能。一是構筑產業協同保障機制。湖南省和長沙市均成立了智能建造和裝配式建筑推進工作專班,省級層面將裝配式建筑產業納入全省11條重點產業鏈進行培育,市級層面也將智能建造產業鏈納入市級17條產業鏈重點培育。按照“政府引導、市場運作”的思路,引導建立了智能建造與新型工業化領域專家庫、智能建造講師團、智能建造研究院。同時,一批行業協會在產業發展中發揮了重要的橋梁紐帶作用,協同推進全市智能建造產業發展壯大。二是構筑平臺服務保障機制。發揮長沙國家工程項目全生命周期數字化審批改革試點優勢,匹配“(BIM+M)+EPC”模式,建立全生命周期工程審批政務服務平臺,為項目全過程數字化報批報建提供服務保障。推廣以三一筑工“筑享云”為代表的智能建造數字技術一體化服務平臺,鼓勵應用以中湘智建“易匠通”“筑企通”“易料市集”等為代表的建筑要素線上線下采購平臺,為項目提供技術、產品和人才服務保障。同時,用數字化手段跟蹤和衡量智能建造產業發展狀況,逐步建立智能建造全方位的統計體系,為行業發展提供評估保障。三是構筑綠色金融保障機制。加快建立房地產融資“白名單”和智能建造“綠名單”聯動機制。通過“白名單”融資向保交房項目、民生項目、品質項目精準提供資金支持,實現房地產開發企業融資從依賴主體信用向基于項目情況轉變,落實資金閉環管理;通過智能建造“綠名單”有效整合產業鏈主體,打造高效、高質、高產的建筑新型供應體系,為房地產市場和民生建設領域提供穩定可靠的住房保障。四是構筑宣傳輿論保障機制。發揮長沙“媒體藝術之都”的優勢,推動融媒體與智能建造產業鏈深度融合、雙向賦能。圍繞智能建造政策體系、行業領軍人物、應用場景以及知識產權等主題,通過主流媒體與短視頻新媒體聯動發聲,架好政府政策與企業發展、智能建造產業與建筑市場、企業產品與群眾需求的橋梁,推動形成綠色智能建造高質量發展的濃厚氛圍。

——搭建八立柱,堅持市場導向推動智能建造八大功能主體互補融合發展

智能建造是一個體系,產業鏈更是一個生命共同體。技術與產業鏈上下游只有深度融合、資源共享、攜手共進,才能真正實現轉型升級、融合發展。

(一)投資業主主動作為。投資業主單位應當以建設綠色低碳、智慧安全的好房子、好產品為目標,充分理解智能建造中BIM正向設計和裝配式技術建造的價值內涵和外延,發揮牽頭抓總的關鍵作用,在項目招標階段就要明確優先采用“(BIM+M)+EPC”新型建造方式和建設管理模式。一是在項目策劃上,根據項目用途、類型、體量、效益進行綜合平衡、從智能建造1.0到5.0標準應用場景中自主選擇。比如,對于居住類型建筑項目、投資額較小的公路、橋梁等市政項目,更側重于建安過程中的提質降本增效和本質安全把控,可以選擇1.0到3.0的應用場景;對于后續使用要求較為明確的公共類型建筑項目、大中型的市政及社會服務項目,如學校、商業綜合體、醫院、辦公等項目,要進一步考慮后期運維的需要,綜合應采用4.0的應用場景;與城市運營相關聯的項目建設,比如軌道交通、城市供排水管理系統、城市垃圾收儲運系統等項目,應當充分考慮項目運維過程中生成的數據對于城市實現智慧運營所帶來的實際價值,盡可能的運用5.0的應用場景。二是在項目管理上,項目業主單位要用數字化手段進行安排調度,從設計、生產、運輸、施工到運維的全生命周期精細化管理,政府投資項目率先實施,社會投資項目跟進實施,大力建設綠色低碳、智慧安全的智能建造“好場景”。

(二)設計單位源頭把控。設計單位要圍繞“(BIM+M)+EPC”模式進行設計組織,一是在協同設計上要抓好組織。通過創建BIM模型,將建筑空間三維數字化,使各專業設計師能在同一平臺上協同設計,實時聯動、修正誤差,最大程度的減少后期建成與設計效果之間的差異。二是在裝配式設計上用好參數。對照標準化部品部件參數要求,深化設計模型,確保設計與生產同頻。在裝修一體化、建筑節能、智能家居、智慧物業等方面提升專項設計能力,確保一平臺聯動、一體化設計、一次性成模,從源頭上為建設“好房子”定向把關。

(三)生產企業積極融入。一是在建造過程上融入。生產企業要充分參與“(BIM+M)+EPC”新型建造方式和建設管理模式的實施,在招投標階段要作為一方市場主體,采取聯合體等方式參與投標競標,在項目建設過程中爭取更高行業地位,承擔更大行業責任。二是在技術支撐上融入。傳統的部品部件生產企業要用好國家政策,大力推進設備產線的“數改智轉”,將BIM模型導入智能化生產線,進行基于BIM的柔性智能生產。同時,可以積極引入人工智能3D打印技術生產非標裝配式構件,在城市更新、提質改造等領域發揮作用,為客戶提供個性化需求。三是在質量管理上融入。要全過程運用數字化手段,加強對原材料檢驗、生產過程質量管理、產品出廠檢驗及運輸等環節的控制,切實保障產品質量。利用“一件一碼”“一車一碼”“一人一碼”等物聯網技術,將產品信息,如生產日期、關聯人員等實時保存,實現質量可追溯。

(四)施工單位創新管理。一是施工組織要創新。施工企業要圍繞“BIM”和“M”兩大關鍵要素,重新定義和組織現場施工。要充分運用前期BIM設計成果,結合實際開展局部深化設計;圍繞“M”的參與,優化施工組織、造價管理、安全防范等流程,切實將工程建設模式轉變到“(BIM+M)+EPC”模式上來。二是現場管理要創新。要將BIM技術與數智工地系統、無人機、物聯網設備等結合起來對項目現場進行綜合式管理。利用“一人一碼、一盔一碼、一機一碼”技術實現質量及安全信息互聯互通,通過人機交互管理技術,實時監測施工現場狀況及項目進度。大力推行“數字化減人,自動化換人”,在構件拼裝、鋼筋制作安裝、混凝土澆筑等關鍵環節,推進工藝流程數字化和建筑機器人應用,保障施工本質安全和質量要求。

(五)運維機構高效承接。一是做好策劃承接。物業運維是建筑項目全生命周期的末端,也是智能建造長期效應和核心價值的體現,物業運維機構應提前介入并聘請相關單位開展基于BIM的數字孿生物業咨詢策劃與方案編制工作。二是做好數據承接。項目竣工后,施工單位要主動將智能建造BIM竣工模型成果向城建檔案管理部門備案,并移交給物業運維機構,特別是對建筑工程的管線、燃氣、消防等事關安全的數字成果進行可視化移交。三是做好平臺承接。物業單位應建設基于BIM的數字孿生物業安全監管平臺,并通過該平臺實現“一塊屏”可視化安全管理,實時動態了解項目情況,提前預報預測預警,實現全程管控、高效管理、長治久安。

(六)數智科技精準支撐。一是開展企業級、項目級平臺軟硬件研發。以國產自主知識產權BIM平臺為基礎,支持中湘智建、中星智建、湘江智建、華陽國際、構力科技、廣聯達湖南分公司等有核心技術的科技企業,開展建筑領域數字化軟硬件產品技術研發,包括開發數字設計“云網合一”共享平臺、BIM協同設計渲染軟件、智能造價算量軟件、數智工地平臺、物業管理平臺、智能建造AI數字人教學平臺等。二是推動引領性、示范性科技成果轉化。比如,長沙正在依托三一集團等頭部企業,打造全國智能建造科學研究院,開展智能建造五大場景裝配式部品部件標準參數研究,推動建筑領域實用新型科技成果應用轉化;依托華曙高科、興旺科技等,推動人工智能3D打印建造技術研發,實現制造技術和建造技術、人工智能技術深度融合。

(七)綠色新材集成應用。按照“一體化、集成化、工業化”要求集成一批一體化部品部件廣泛應用于智能建造項目,通過工廠預制、施工現場安裝,便于使用維護,有效保障部品部件質量, 提升建筑工程品質。主要包括梁柱結構一體化部品部件、外墻裝飾裝修一體化部品部件、樓板保溫隔聲一體化部品部件、機電管線一體化部品部件、高性能門窗一體化部品部件、廚衛潔具一體化部品部件、智能家居一體化部品部件、室內裝飾裝修一體化部品部件、智能室內空氣調節一體化部品部件、物聯網設施設備一體化部品部件等。

(八)智能裝備融合推廣。依托長沙“工程機械之都”和“智能建造試點”的基礎優勢,充分整合市場資源,集約技術力量,推動智能建造產業朝著規模化、集群化、鏈條化的方向快速發展,加快形成以三一集團、中聯重科、山河智能、鐵建重工、湖南固工機器人、創信偉業等為代表的智能建造裝備生產企業,實現“雙輪驅動、雙向賦能”。

智能建造作為一種新質生產力、一種新形態、一種新方向,必將引領建筑業發展的時代潮流。長沙將以黨的二十屆三中全會精神為指引,以“四梁八柱一底座”工程計劃為抓手,不斷完善發展壯大智能建造產業鏈,堅持科技創新、因地制宜、探索路徑,實現建筑業“所見即所建,所建皆所愿”,在建筑業現代化高質量發展道路上書寫新的宏偉篇章。

(作者系長沙市住建局黨組書記、局長 張躍先)

 

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