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解決智能建造“卡脖子”難題刻不容緩

來源:      發布時間:2022-09-13 14:53:42      點擊:
它是我國建筑業的支柱產業,但長期以來,我國建筑業存在發展粗放、勞動生產率低、建筑質量低、工程耐久性不足、能源資源消耗大、勞動力日益短缺、科技水平低等問題。因此,推
    它是我國建筑業的支柱產業,但長期以來,我國建筑業存在發展粗放、勞動生產率低、建筑質量低、工程耐久性不足、能源資源消耗大、勞動力日益短缺、科技水平低等問題。因此,推動建筑業轉型升級,實現高質量發展是必然要求。
    目前,住建部正在征集和遴選智能化建設試點城市。這將對推動建筑行業與先進制造技術和新一代信息技術深度融合,培育智能建筑新業態新模式,促進產業轉型升級、提質增效、推動高質量發展發揮重要作用。
    智能建筑是以人工智能為核心的新一代信息技術與工程建設融合形成的一種工程建設技術。它不僅是工程建設技術的創新,而且將從經營理念、市場形態、產品形態、施工模式、行業管理等方面重塑建筑行業。智能建筑是當前建筑行業突破發展瓶頸、提升核心競爭力、實現高質量發展的關鍵。
    攻克關鍵技術難題引領智能建筑產業發展
    目前通用的基礎制圖軟件、有限元軟件、建筑信息模型(BIM)軟件基本都是國外產品,與我國的標準和施工管理流程不一致,實用性差。國內很多軟件廠商只能基于國外軟件進行二次開發。這些軟件在我國工程建設中使用時,一些基礎數據很容易泄露,對國家基礎設施的安全構成極大威脅。三維圖形和計算分析軟件、高精度機器人、高精度光學采集儀器等軟件和設備已成為我國建筑行業智能施工的“瓶頸”問題。解決這些問題迫在眉睫。BIM技術
    因此,需要建立一個由大型央企、國企或建筑業民企主導,軟件開發商、制造企業、高校、科研院所共同參與的跨專業、跨行業的協同創新體系。以實際工程問題為導向,組織工程、數學、物理、信息、計算機、自動化等多學科的R&D團隊。,并開發具有中國自主知識產權的三維圖形引擎和平臺,以及符合中國建設需求的BIM軟件;突破數據采集與分析、智能控制與優化、新型傳感、工程質量檢測與監測、故障診斷與維護等一批核心技術和關鍵高端裝備。研發智能數字化設計技術,解決當前工程設計效率低、周期長、人力投入大、出錯率高等問題。研發智能設計制造集成技術,解決設計與生產信息分離、設計成果難以轉化為生產信息的問題。研發建筑零部件智能制造技術和智能施工機器人技術,完成制造和施工中風險大、環境污染重、工作量大或重復作業的工序,有效應對建筑行業用工荒、勞動強度大、成本高等問題,確保工程更安全、更高效、更環保。研發施工安全智能監控技術和工程項目智能管控技術,解決施工安全管控難、安全事故多、項目管理工作量大、工程進度信息統計滯后等問題。研發智能檢測監控技術,解決質量檢測技術落后、檢測效率低、質量控制中人為因素多、項目全生命周期運維困難等問題。
    建立和完善標準體系,促進智能建筑產業發展。
    智能施工所采用的方法、設備和技術與傳統施工方式有顯著區別,對施工過程中的數字化、精細化、機械化和高效化的要求也更高。發展智能建筑技術和產業,必須做好智能建筑標準化體系的頂層設計,明確總體要求和方案,逐步建立涵蓋設計、生產、施工、檢測、驗收、運維等的完整標準體系。
    智能建筑標準應當包括數據標準、技術標準、產品標準、質量標準和工作范圍標準。人工智能是智能建筑技術的核心,數據是人工智能技術的重要基礎。因此,數據標準是智能建筑的基礎標準,包括設計成果交付數據標準、設計與生產一體化數據標準、施工安全監控數據標準、檢測數據標準、運維數據標準、智能算法模型訓練數據標準等。智能建筑的技術標準必須根據智能設計、生產、安裝和管理的特點,建立數字化設計、智能生產和施工、智能檢測和監控的技術標準。大量新產品,如建筑材料、機械設備、信息技術設備等。,將用于智能建筑行業的發展。這些產品的質量要求需要建立產品標準和質量標準。就整個工程而言,其質量檢查方法和評定方法將采用數字化手段,也必須建立相應的質量控制標準。人工智能技術在發展過程中面臨著各種安全和倫理問題,需要制定相關標準來區分人類和人工智能各自的工作范圍,明確智能設備的控制要求,約束人工智能的行為,避免各種安全和倫理問題。
    重塑建筑業務流程提升工程建設效率
    數字化和智能化是近年來發展起來的新技術,已經廣泛應用于互聯網、先進制造、金融、交通等領域。在充分利用數字化和智能化技術的過程中,所有這些領域都重塑了其流程或業務流程,從而顯著提高了行業效率和技術水平。
    為了在建筑行業中充分融合工業化、數字化和智能化技術,顯著提高行業的效率、質量、效益和科技水平,還需要重塑流程或業務流程。裝配式建筑的發展需要大力發展設計生產施工一體化的總承包業務,需要重塑業務流程,解決過去設計生產施工分離的問題,提高工程效率和整體效益,降低工程成本。在工程設計過程中,可以利用BIM等數字化技術進行各專業的正向設計,避免各專業之間的沖突。這就需要重塑傳統設計業務,解決各專業之間合作難的問題。在生產過程中,需要設計的成果可以直接用于數字化生產,這對設計的數字化水平和設計與生產的數字化銜接提出了明確的要求。在施工過程中,傳統的施工工藝和流程已不適應數字化質量控制、智能安全施工監控、智能項目管控、施工機器人等技術的應用,因此有必要重塑傳統的施工工藝和流程。建筑行業引入數字化、智能化技術后,之前的業務流程也需要改進和升級。充分利用新一代信息技術對項目全過程進行管理和優化,提高項目的效率和效益。
    改革工程建設組織模式服務智能建筑產業發展
    推進智能化建設,需要項目規劃、設計、采購、施工等整個建設過程的協調。全生命周期、全產業鏈、項目所有參與方的數據共享是智能建筑的基本前提。傳統的工程項目管理模式在設計、生產、施工上是碎片化的,各企業只考慮自身的效益,不考慮項目的整體效益,因此不再適合智能建筑的過程管理。
    總承包和全過程工程咨詢是當前建筑業的發展趨勢。在智能建筑的發展過程中,工程總承包企業作為整個產業鏈的龍頭企業,可以引領整個產業組織的整合,突破產業鏈壁壘,突破工程建設環節割裂的嚴重問題,解決設計、生產、生產、施工一體化,技術與管理脫節的問題,保證工程建設的高度組織化,實現產業鏈中的資源優化和整體效益最大化。采用總承包模式有利于企業規?;l展,發揮技術、管理和產業鏈資源配置優勢,有效適應智能建筑技術實施帶來的流程再造。
    但是,目前很多施工單位對EPC不了解或缺乏了解,不具備專業的項目管理人才、綜合管理能力和技術能力。它們無法實現設計與施工的深度融合,無法發揮集設計、采購、施工于一體的EPC模式的優勢。不是真正的EPC管理模式。因此,行業主管部門應進一步引導建設單位積極采用與智能建筑產業發展相適應的總承包管理模式,培育一批具備智能建筑系統解決方案能力的總承包企業,打造智能建筑產業鏈。
    加快創新人才培養支撐智能建筑產業發展
    智能建筑是一個新興行業,相關人才嚴重缺乏。急需培養R&D、設計、生產、施工、管理和運維等方面的人才。首先,要培養智能建筑技術研發人才。智能建筑技術是一門多學科交叉的先進技術,不僅需要掌握傳統的民用建筑知識,還需要掌握人工智能算法、物聯網、通信技術、云計算、機器人、計算機、智能制造和先進裝備等知識。傳統的土木建筑專業人員很難承擔這種多學科的研究工作。二是要培養能適應智能建筑行業發展的技術人才。這類技術型人才不僅需要掌握傳統的民用建筑技術和經驗,還需要具備建筑工業化和信息化的思維,能夠在整個產業鏈中實施和應用智能建筑技術?,F在的土木建筑專業畢業生很難達到這樣的要求。第三,要大力培養智能建筑行業的工人。下一步需要重點培養具有智能生產、智能施工、智能檢測監控、智能運維等專業技能的建筑工人。我國目前的建筑工人以農民工為主,只熟悉現場粗放的手工作業,不了解建筑的工業化和數字化技術,難以承擔智能建筑的相關工作。
    高校要改革人才培養模式,完善人才培養體系,開設智能建筑專業,構建多學科課程體系,努力培養高層次跨學科、復合型專業技術人才和管理人才;職業院校應積極開展民用建筑專業的轉型升級,培養具有智能建筑技術實施能力的技術應用型人才;鼓勵骨干企業和R&D單位依托重大工程和示范項目培養一批領軍人才;加強國際交流,改革人才評價機制,完善人才合作機制和激勵機制。
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