廈門正推動建筑業(yè)由“大規(guī)?！鞭D(zhuǎn)向“高質(zhì)量”

廈門日報訊（記者 袁舒琪 蔡綿綿）在廈門的建筑工地，一系列顛覆想象的智能革命正在發(fā)生:機器人變“工友”，放樣、焊接、噴涂等工序樣樣在行；無人駕駛壓路機在北斗高精度定位系統(tǒng)和障礙物識別系統(tǒng)等智能技術(shù)組合成集群的“大腦”指揮下，以厘米級精度自動協(xié)同作業(yè)；擁有25只“腳”的空中造樓機攀附在超高層建筑頂端，最快四天就能建一層樓……

智能建造正迎來發(fā)展藍海——借力大數(shù)據(jù)中心、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等“新基建”的布局和完善，建筑行業(yè)的工業(yè)化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級步伐持續(xù)加速。此前，住建部將包括廈門在內(nèi)的24個城市列為首批智能建造試點城市，在試點方案中，廈門提出要利用三年時間，“探索新一代信息技術(shù)和建筑工業(yè)化技術(shù)協(xié)同發(fā)展的路徑和模式，建立涵蓋科研、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維等全產(chǎn)業(yè)鏈融通協(xié)同的智能建造產(chǎn)業(yè)體系”。

在從“建造”邁向“智造”的全新賽道，如何搶灘布局實現(xiàn)彎道超車？建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)怎樣的變革？作為全國試點“第一梯隊”，廈門正在用實踐作答。

技術(shù)的迭代 像造汽車一樣蓋房子 先預(yù)制“零部件”再到現(xiàn)場組裝

“沒有成堆的建筑垃圾，也聽不到長時間的刺耳作業(yè)聲。”思明區(qū)蓮龍小學(xué)近期正在擴建，周邊的居民發(fā)現(xiàn)，這個項目有些不尋常。

走進工地內(nèi)部，就能發(fā)現(xiàn)答案所在:整個建筑被拆分為21個箱體模塊，先在工廠中進行工業(yè)化預(yù)制生產(chǎn)，把結(jié)構(gòu)、水電、暖通、裝飾、幕墻各部件像樂高積木一樣基本組裝完畢后，再集中運輸至現(xiàn)場，通過可靠的連接方式組裝為建筑整體——這是我省首個永久性鋼結(jié)構(gòu)模塊化建筑。

“智能裝配建筑生產(chǎn)基地就像汽車生產(chǎn)車間，將建筑的‘零部件’預(yù)制成型再到現(xiàn)場組裝。”中建科工項目經(jīng)理袁曉民說，“模塊化建造集成了標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、一體化裝修，大幅減少現(xiàn)場建筑垃圾及聲光污染，建造質(zhì)量及效率也有質(zhì)的提升。”據(jù)悉，蓮龍小學(xué)擴建項目單個箱體制作周期約14天-21天，全部箱體進場至封頂只用時6天。

傳統(tǒng)印象中，建筑工地往往是“晴天一身土、雨天兩腳泥”，但在廈門，隨著裝配式、BIM等智能建造與新型建筑工業(yè)化方式拓展運用，“灰頭土臉”的生產(chǎn)場景逐步成為過去時，智能建造新技術(shù)新方法正在加速新型建筑工業(yè)化與高端制造業(yè)的深度融合，令建筑產(chǎn)品顯著升級。

廈門新會展中心-會議中心屋頂設(shè)計為翹角飛檐的閩南古厝風(fēng)格，從高空俯望恰似白鷺展翅飛揚之身姿。但會展建筑的仿生設(shè)計給施工作業(yè)帶來了巨大的技術(shù)難點——鋼桁架吊裝需要做到一次性跨度突破81米、長度135米，總重量達4200噸。“面對如此龐大的鋼結(jié)構(gòu)吊裝規(guī)模，我們決定向智能建造方式‘借力’，利用BIM技術(shù)進行全過程模擬施工。” 項目總承包單位中建四局科技與設(shè)計管理部總經(jīng)理陳業(yè)偉說，通過對高空散裝、累積滑移、整體提升等多個施工方案進行優(yōu)化比選，并圍繞原位拼裝、提升、控制等流程反復(fù)論證計算，最終確定采用整體提升方式進行81米超大跨度桁架安裝，提升高度達34米。“歷經(jīng)令人心跳加速的12小時，我們創(chuàng)下了一項全新紀錄:國內(nèi)場館類重量最重、面積最大的鋼桁架一次性整體提升工程。”

不難看出，在廈門，不斷迭代的新技術(shù)正重新定義工程新場景、建筑產(chǎn)品新業(yè)態(tài)，推動建筑業(yè)由“大規(guī)模”向“高質(zhì)量”轉(zhuǎn)型升級。

工藝的變革 建筑機器人大顯身手 輔助替代“危繁臟重”人工作業(yè)

國家統(tǒng)計局曾發(fā)布數(shù)據(jù)，2021年我國農(nóng)民工平均年齡41.7歲，同比提高0.3歲。其中，50歲以上農(nóng)民工所占比重為27.3%——從數(shù)據(jù)走勢可以預(yù)見，未來建筑行業(yè)用工老齡化和人工成本上升將成必然。

“如果再靠傳統(tǒng)工人手藝，已無法滿足當前建筑業(yè)發(fā)展需要。”華僑大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師王晨指出，“未來隨著人力成本的不斷提高，建筑安裝造價也會逐年提升，這讓‘機器代人’將成為更優(yōu)解。”

在廈門多個建筑工地，輔助替代“危繁臟重”的人工作業(yè)，建筑機器人已經(jīng)開始大顯身手。

地鐵2號線“濕地公園”地鐵口因其整體造型宛如綻放的三角梅，成為市民爭相打卡的網(wǎng)紅站點。許多人不知道的是，為了實現(xiàn)錯落花瓣造型，項目采用雙曲面蜂窩鈦板設(shè)計的全鋼結(jié)構(gòu)單體，工程設(shè)計和施工精密度復(fù)雜性極高。

“結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、異型構(gòu)件眾多，對于傳統(tǒng)測量放線而言是個巨大挑戰(zhàn)。”施工總承包單位特房建工濕地公園TOD項目總工邱信義介紹，項目得以實現(xiàn)智能放樣及精確定位，“法寶”是一臺僅40厘米高、6公斤重的放樣機器人。

“將圖紙及BIM模型導(dǎo)入測繪電子手簿，無須測量員操作儀器，就可實現(xiàn)儀器自動照準及跟蹤測量，實現(xiàn)程序放線、精準放線。”邱信義對機器人的表現(xiàn)很滿意，“相較于人工放樣，機器人的偏差可以控制在2毫米內(nèi)。”

建造機器人的助力，還讓新的技術(shù)革命成為可能。在已經(jīng)建成投用的翔安大橋，為了提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面抗疲勞度，首次創(chuàng)造性地應(yīng)用了熱軋12毫米至16毫米變厚U型肋，它可以視作大橋的“鋼鐵肋骨”。“為了延長橋面耐久度，在預(yù)制件構(gòu)筑時我們運用了工業(yè)機器人作為協(xié)助，實現(xiàn)元件與橋連接處加強筋內(nèi)外全熔透焊接，使U肋能夠緊緊抓住橋面。”廈門路橋建設(shè)集團有限公司翔安大橋相關(guān)負責人說，“機器人可按設(shè)定的焊接速度和焊接電流電壓自動行走焊接，焊縫均勻飽滿。得益于此，如此大規(guī)模的熱軋變截面U肋應(yīng)用才能在國內(nèi)首次實踐成功。”

市建設(shè)局相關(guān)負責人介紹，未來廈門還將打造更多人機共建施工場景，如廈門新機場項目航站區(qū)工程、西亭人才公寓等項目，就將通過試水更多不同種類建造機器人，提高施工精細化、集約化水平。

模式的探索 開啟“智造”2.0時代 培育良好上下游產(chǎn)業(yè)生態(tài)

不久前，廈門邀請智能建造專家、中國工程院院士丁烈云來廈開展智能建造學(xué)術(shù)報告。在肯定廈門取得顯著成效的同時，丁烈云也指出，目前廈門的智能建造應(yīng)用僅是1.0版本，多為散點式、聚焦某些單一環(huán)節(jié)的嘗試，沒有形成系統(tǒng)性全過程智能化。

“智能建造涉及建筑行業(yè)的整個過程，從設(shè)計、施工到交付、運維，都可以運用數(shù)字化手段對傳統(tǒng)建造模式進行改造。”丁烈云說，“通過試點工作，廈門所要打造的智能建造2.0版本，就是要將過去散點式應(yīng)用串點成線，培育良好上下游產(chǎn)業(yè)生態(tài)，打造成熟的示范樣板。”

探索全生命周期BIM應(yīng)用或許是一個很好的方向，廈門新會展中心項目正在率先嘗試。“我們所做的是‘三全’的BIM應(yīng)用與管理。”廈門新會展管理中心BIM專業(yè)負責人吳學(xué)毅介紹，“三全”即全過程、全專業(yè)、全員參與。“各方建立統(tǒng)一運行管理機制緊密聯(lián)系，共同開展基于BIM的協(xié)同設(shè)計，在虛擬空間進行充分的技術(shù)經(jīng)濟研討和比選，最大程度囊括所有的觀點和意見。” 吳學(xué)毅說，大家共同的目標就是令建筑產(chǎn)品在各種價值視角下趨近于完美，最終實現(xiàn)智慧運營“數(shù)智會展”。

培育產(chǎn)業(yè)上下游生態(tài)，市建設(shè)局還正在推動新EPC模式（設(shè)計采購施工工程總承包模式）探索，推動企業(yè)以多種形式緊密合作、協(xié)同創(chuàng)新，逐步形成以工程總承包企業(yè)為核心，相關(guān)軟件研發(fā)、設(shè)計咨詢、部品部件生產(chǎn)、智慧運維等企業(yè)共同參與的開放型產(chǎn)業(yè)體系。

【觀察】人才短缺是首要難題 解題思路:培養(yǎng)“交叉復(fù)合型”人才

在新場景、新業(yè)態(tài)下，支撐行業(yè)升級的人才需求也發(fā)生了新變化。但在深入采訪廈門幾大智能建造項目時，多家建筑企業(yè)負責人表示，人才隊伍短缺是首要難題。

2014年起，特房建工就著手實施BIM工程師隊伍的培養(yǎng)和項目實踐。該公司BIM中心主任鄭志惠說，在實操過程中，BIM工程師與第三方軟件技術(shù)開發(fā)公司程序員溝通常常存在壁壘。“換句話說，有工程專業(yè)背景的人，不一定掌握計算機軟件編程。”

“智能建造是一個新興產(chǎn)業(yè)，我們正著力解決人才短缺問題。”華僑大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師王晨介紹，該校土木工程學(xué)院從去年9月起，面向土木建筑工程和項目管理專業(yè)的學(xué)生，把實際教學(xué)融入課程當中，希望能培養(yǎng)更多既能夠掌握建筑智能化施工技術(shù)，又可從事施工活動管理等工作的“交叉復(fù)合型”人才。

廈門大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師周紅認為，校企合作是培養(yǎng)智能建造人才的必經(jīng)之路，“一方面要培養(yǎng)智能建造技術(shù)研發(fā)人才，加大校企合作，推動‘產(chǎn)教研一體化’，這類技術(shù)人才既需要掌握傳統(tǒng)土木建筑技術(shù)和經(jīng)驗，又需要具備建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的思維，能夠在全產(chǎn)業(yè)鏈上實施和應(yīng)用智能建造技術(shù)；另一方面要培訓(xùn)智能建造產(chǎn)業(yè)工人，企業(yè)利用高校師資打造職業(yè)培訓(xùn)考核基地，重點培訓(xùn)具備智能生產(chǎn)、智能施工、智能檢測監(jiān)測、智能運維等專業(yè)技能的建筑產(chǎn)業(yè)工人。”

人才短缺問題已經(jīng)受到相關(guān)部門的重視。據(jù)了解，下一步從政策層面，廈門將拿出真金白銀引進智能建造領(lǐng)軍人才。“對符合條件的引進人才將按規(guī)定給予住房、子女教育、配偶安置等優(yōu)惠政策。”市建設(shè)局相關(guān)負責人如是說。

【展望】三年試點 廈門要完成哪些任務(wù)？

根據(jù)試點需要，廈門將策劃一系列創(chuàng)新項目，扶持企業(yè)做強做大，形成競爭優(yōu)勢，提升建筑行業(yè)整體規(guī)模和質(zhì)量，更好地促進建筑業(yè)產(chǎn)值、建安投資等增長。

《廈門市智能建造試點城市實施方案》明確，到2025年底，廈門市將試點數(shù)字化建造項目100個、智能建造項目30個；建成涵蓋智能建造管理平臺和智能建造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)中心的行業(yè)綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)；引進培育不少于10家智能建造龍頭骨干企業(yè)；建成省級以上裝配式建筑部品部件生產(chǎn)基地6個；建設(shè)智能建造產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)業(yè)園區(qū)3個；建立裝配式建筑實訓(xùn)基地和智能建造實訓(xùn)基地2個至3個；建設(shè)建筑產(chǎn)業(yè)工人培育基地1個；引進和培養(yǎng)一批高素質(zhì)綜合型管理人才和智能建造產(chǎn)業(yè)工人，形成全產(chǎn)業(yè)數(shù)字化解決方案能力，基本形成智能建造產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

【觀點】為何要發(fā)展智能建造？

智能建造專家、中國工程院院士丁烈云說，建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，但長期以來，我國建筑業(yè)存在能源與資源消耗大、勞動力日益短缺、科技水平不高等問題。為此，促進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級是時代發(fā)展必然要求。

智能建造是以人工智能為核心的新一代信息技術(shù)與工程建造相融合而形成的一種工程建造技術(shù)，它不僅是工程建造技術(shù)的創(chuàng)新，還將從經(jīng)營理念、市場形態(tài)、產(chǎn)品形態(tài)、建造方式以及行業(yè)管理等方面重塑建筑業(yè)。發(fā)展智能建造，是當前建筑業(yè)突破發(fā)展瓶頸、增強核心競爭力、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。

【記者手記】智能建造 將擁抱更大發(fā)展空間

在發(fā)展智能建造過程中，種種讓人眼前一亮的建造場景，是建筑業(yè)迭代升級的最佳生動實踐。

但是，俗話說“船大難掉頭”，從客觀層面來說，我國的智能建造水平還處于方興未艾的階段，建筑工業(yè)化的整體效益還遠未發(fā)揮出來。業(yè)內(nèi)人士分析，建筑業(yè)信息化升級目前仍存在終端數(shù)據(jù)接口龐雜、數(shù)據(jù)集成難度大、數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一等難點亟需突破。建筑機器人等數(shù)字化設(shè)備的持久性和精準度也有待加強，建筑機器人距離完全市場化還有一定差距。此外，整個行業(yè)也還面臨著成本過高、研發(fā)及實操人才匱乏等諸多現(xiàn)實問題。

要真正實現(xiàn)智能建造，建筑行業(yè)仍然任重道遠，相比之下，智能建造將引發(fā)的無數(shù)新業(yè)態(tài)和無限的市場機遇，更讓人們對行業(yè)發(fā)展前景充滿希冀。建筑行業(yè)與國民經(jīng)濟的大部分行業(yè)都有關(guān)聯(lián)，智能建造將給建筑行業(yè)的組織方式、管理架構(gòu)、產(chǎn)品形態(tài)帶來顛覆性變化，就像當初互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)孕育了眾多知名企業(yè)一樣，智能建造未來或許也將創(chuàng)造很多“不可能”。

我們期待，通過三年試點工作，廈門的智能建造未來將擁抱更大發(fā)展空間，更好撬動起產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活力，激發(fā)建筑業(yè)發(fā)展新動能。