廈門正推動建筑業(yè)由“大規(guī)?！鞭D向“高質量”

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、智能化轉型升級步伐持續(xù)加速。此前，住建部將包括廈門在內的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和建筑工業(yè)化技術協(xié)同發(fā)展的路徑和模式，建立涵蓋科研、設計、生產、施工、運維等全產業(yè)鏈融通協(xié)同的智能建造產業(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。

技術的迭代 像造汽車一樣蓋房子 先預制“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)化預制生產，把結構、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構模塊化建筑。

“智能裝配建筑生產基地就像汽車生產車間，將建筑的‘零部件’預制成型再到現(xiàn)場組裝。”中建科工項目經理袁曉民說，“模塊化建造集成了標準化設計、工廠化生產、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，建造質量及效率也有質的提升。”據(jù)悉，蓮龍小學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”的生產場景逐步成為過去時，智能建造新技術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，令建筑產品顯著升級。

廈門新會展中心-會議中心屋頂設計為翹角飛檐的閩南古厝風格，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計給施工作業(yè)帶來了巨大的技術難點——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構吊裝規(guī)模，我們決定向智能建造方式‘借力’，利用BIM技術進行全過程模擬施工。” 項目總承包單位中建四局科技與設計管理部總經理陳業(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。“歷經令人心跳加速的12小時，我們創(chuàng)下了一項全新紀錄:國內場館類重量最重、面積最大的鋼桁架一次性整體提升工程。”

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

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年我國農民工平均年齡41.7歲，同比提高0.3歲。其中，50歲以上農民工所占比重為27.3%——從數(shù)據(jù)走勢可以預見，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。”華僑大學特聘教授、博士生導師王晨指出，“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計的全鋼結構單體，工程設計和施工精密度復雜性極高。

“結構設計復雜、異型構件眾多，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。”

建造機器人的助力，還讓新的技術革命成為可能。在已經建成投用的翔安大橋，為了提升鋼結構橋梁橋面抗疲勞度，首次創(chuàng)造性地應用了熱軋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，在預制件構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外全熔透焊接，使U肋能夠緊緊抓住橋面。”廈門路橋建設集團有限公司翔安大橋相關負責人說，“機器人可按設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肋應用才能在國內首次實踐成功。”

市建設局相關負責人介紹，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術報告。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用串點成線，培育良好上下游產業(yè)生態(tài)，打造成熟的示范樣板。”

探索全生命周期BIM應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應用與管理。”廈門新會展管理中心BIM專業(yè)負責人吳學毅介紹，“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)同設計，在虛擬空間進行充分的技術經濟研討和比選，最大程度囊括所有的觀點和意見。” 吳學毅說，大家共同的目標就是令建筑產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”。

培育產業(yè)上下游生態(tài)，市建設局還正在推動新EPC模式（設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，相關軟件研發(fā)、設計咨詢、部品部件生產、智慧運維等企業(yè)共同參與的開放型產業(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業(yè)，我們正著力解決人才短缺問題。”華僑大學特聘教授、博士生導師王晨介紹，該校土木工程學院從去年9月起，面向土木建筑工程和項目管理專業(yè)的學生，把實際教學融入課程當中，希望能培養(yǎng)更多既能夠掌握建筑智能化施工技術，又可從事施工活動管理等工作的“交叉復合型”人才。

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

人才短缺問題已經受到相關部門的重視。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。”市建設局相關負責人如是說。

【展望】三年試點 廈門要完成哪些任務？

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)模和質量，更好地促進建筑業(yè)產值、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業(yè)數(shù)據(jù)中心的行業(yè)綜合業(yè)務系統(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基地6個；建設智能建造產業(yè)鏈相關產業(yè)園區(qū)3個；建立裝配式建筑實訓基地和智能建造實訓基地2個至3個；建設建筑產業(yè)工人培育基地1個；引進和培養(yǎng)一批高素質綜合型管理人才和智能建造產業(yè)工人，形成全產業(yè)數(shù)字化解決方案能力，基本形成智能建造產業(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與工程建造相融合而形成的一種工程建造技術，它不僅是工程建造技術的創(chuàng)新，還將從經營理念、市場形態(tài)、產品形態(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)高質量發(fā)展的關鍵所在。

【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)與國民經濟的大部分行業(yè)都有關聯(lián)，智能建造將給建筑行業(yè)的組織方式、管理架構、產品形態(tài)帶來顛覆性變化，就像當初互聯(lián)網的出現(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，更好撬動起產業(yè)創(chuàng)新活力，激發(fā)建筑業(yè)發(fā)展新動能。