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中国建造3.0时代来临
来源:海波重型工程科技股份有限公司    时间:2017-4-17    编辑:admin    点击:450

  序言

  互联网、物联网、大数据和人工智能等正在深刻的改变着我们的生活和生产方式及社会组织形态,同时也在改变我国的工业体系,德国提出了工业4.0、美国提出了工业互联网,我国也制定了《中国制造2025规划》,力求通过新型工业化,让数字经济和实体经济结合提升我国的综合实力。而实际上我国工业化的另一个重要的优势领域“中国建造”却没有得到重视,虽然国家也提出了发展装配式建筑的构想,但并没有从整个建造生产体系构建一套完整的转型路线。如何积极借鉴日本和德国建筑化的发展经验标准化思维,同时结合当前的数字经济发展态势,按照“两化深度融合”的思路,基于BIM、大数据、人工智能等先进技术,全面提升我国的建造水平,成为了当前的必须。

  本文结合我国实际发展现状,对中国建造进行了三次划分,同时结合一带一路等国家战略,立足国内国外两个市场,从跨部门、全行业进行思考,进行了一些初步的研究。

  一、被忽视的中国建造

  过去30年,是中国制造业服务全球的历程,我国长期坚持的“出口导向型”的经济使得“Made in china”行销全球。而另一方面,国内的城镇化如火如荼,中国建造一直扮演着极其重要地位,也呈现日益壮大之势力。首先,是产业当量已经在2015年达到18万亿,居世界之冠。另外,我国一些大型基建的水平也达到世界较高水平。但由于立足点是我国国内的市场,实际上“中国建造”对外并没有形成统一的概念、品牌和价值输出。随着我国积极国际事务合作、参与国际产能合作的步伐的加速,“中国建造”将逐渐走向世界舞台。以中国高铁为例,就让世界见证了“中国建造+中国制造”的合力效应。

  这除了我国高铁的质量水平超高外,更是在基础设施的建设成本上远远低于欧美等发达国家,每公里高铁的基础设施成本我国只需要1.2亿元人民币,而欧洲需要1.9亿,美国更是达到了3.2亿,这无疑为是“中国建造”在国际市场的强大竞争优势。

  当然这样的例子还很多,例1:北京三元桥的“换梁工程”,整体置换工作从启动到结束仅用了43小时,创造了新的北京建桥速度,同类工程要放在其他国家起码要几个月时间;例2:中建三局研发了一种“盖楼神器”—集成型智能模架体系“中国尊”,平均6天盖一层楼。

  二、一带一路带给中国和中国建造的新机遇

  近年,随着中国提出“一带一路”战略,新的多边机制为中国企业“走出去”指明了新的方向,中国企业参与全球化竞争迎来了新的发展阶段。

  1、“一带一路”开启“世界新陆权”时代

  “一带一路”不仅开启的了中国的全面开放时代,更重要的是把中国和亚欧大陆很好的链接起来,衍生了中国的经济版图、构建了中国地缘政治优势“。而如何把一个个“国家或经济体链接起来”。第一步要做的就是“物理链接—交通基础设施链接”,这给“中国建造带来了重要的机遇,也为中国建造企业走出去提供了重要的机遇。”

  2、“一带一路”为中国建造提供了难得的机遇

  尤其值得注意的是:一带一路的相关国家,尤其是陆地沿线的各个国家大多数是欠发达国家,基础设施普遍落后,严重阻碍其发展,我国可通过援助和贷款支持的形式促进各国改善基础设施条件,这为“中国建造”输出提供了一次难得机会。

  在实施互联互通的过程中硬联通最为关键,是软联通和人联通的基础。只有把基础设施建设好,软联通和人联通才有意义,才能够真正的实现互联互通。

  以“中国建造”为核心的基础设施的建设对“一带一路”战略规划具有重要的战略意义,它不仅为互联互通打下重要基础,同时将会带动相关产业链进行转型和升级,拉动中国经济的持续健康发展。

  三、中国建造1.0到3.0的演变之路

  综观我国改革开放后的建筑也发展历史,长期停留在传统作坊式阶段,虽然在施工材料、工艺和建筑机械支撑等都在迅速发展,但整体的上建造模式并没有发生本质变化,而实际上德国、日本和其等发展国家几十年前就早已经实现“建筑工业化”。随着这几年我国绿色转型、老龄化、劳动力成本上升的倒逼,这些年我国才开始有意识的向“建筑工业转型”。自2014年住建部提出建筑产业现代的概念以来,才开始正式的提上日程。但同时,随着现代互联网、物联网、云计算、人工智能等技术发展,世界建造理念又迎来一个新的转型—向数字建造转型。中国建造也就同时面临着向建筑工业化和数字建造转型的“两期叠加”时期,当然建筑的标准化、装配化、构件化又不可逾越的阶段,否则数字建造就成了无本之末。按照建造模式,我们对中国建造进行了三阶段划分:

  1、中国建造1.0—泥腿子做工程

  目前我国建筑施工行业还是延续了80年代的现浇体系,以现场湿作业为主,现场搅拌砂浆或其它带水作业的工作项目,普遍存在着建筑资源能耗高、生产效率低下、工程质量和安全堪忧、劳动力成本逐步升高、资源短缺严重等问题。这要求建筑业企业必须改变传统建筑生产方式,满足未来建筑业可持续发展的要求。长期以来没有提升和转型的动力,一方面是由于我国一方面确实缺少新型产业工人;另一方面是我由于我国劳动丰富的国情,传统的作业模式更有利于带动大量的就业。但是随着我国绿色转型的战略、老龄化时代的来临、劳工成本的提升等多重压力,这种模式已经到了非转型不可的地步。

  2、中国建造2.0—像造汽车一样造房子

  “像造汽车一样造房子”。建筑产业现代化就是引入工业化的思维,用标准化设计、工厂化生产、装配化施工和一体化实施等为主要特征的建筑生产方式。同时,又结合了现代化的产业组织模式和管理方法来管理建筑产业,从而形成的完整的有机的产业模式。具体场景为:像生产汽车的“零配件到组装成品”的思路,提前在工厂生产线里进行标准构件生产,再运到工地,像搭积木似的进行拼装。

  ▲ 房车,房子和车子共同的亲戚!

  其工业体系完全接近了汽车工业体系,包括新型建材的开发、研发创意设计、建筑构件、现场的施工装配。同时也包括类似汽车产业的后市场服务,同时也依赖于流水线生产设备、工程机械、电子商务等外部性支持产业。

  ▲ 惊!这个建筑产业价值链结构很像汽车产业链!

  建筑工业化在日本、德国等西方国家在这几十年取得了长足的发展,主要有以下优点:一是有利于提供施工质量。装配式构件是在工厂里预制的,能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等质量通病,并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性;二是有利于加速工程进度。效率即回报,装配式建筑比传统方式的进度快30%左右;三是有利于提高建筑品质。建筑业的玻尿酸,可使建筑产品长久不衰、永葆青春。室内精装修工厂化以后,可实现在家收快递,即拆即装,又快又好。四是有利于调节供给关系。提高楼盘上市速度,减缓市场供给不足的现状,买房从此不用彻夜排队。行业普及以后,可以降低建造成本,可有效的抑制房价;五是有利于文明施工、安全管理。传统作业现场有大量的工人,现在把大量工地作业移到工厂,现场只需留小部分工人就行啦,大大减少了现场安全事故发生率;六有利于环境保护、节约资源。现场原始现浇作业极少,健康不扰民,从此告别“灰朦朦”。此外,钢模板等重复利用率提高,垃圾、损耗、节能都能减少一半以上。

  

  3、中国建造2.0—像造汽车一样造房子

  “像造智能手机一样集成房子”—主要引入新型工化中“数字制造”的理念,基于BIM的平台,并综合运用信息技术、大数据、云计算、人工智能等。形成从客户需求分析、决策、规划设计、审批、构件生产、智慧建造、智慧应用集成、智慧运维等全生命周期的数字实体融合。(这是时代建筑就像一个巨型的手机,上面集成了智能家具、智能娱乐、智能冰箱、智能马桶...每个"功能组件"都像一个"手机上的微信、QQ 或其它APP)

▲ 生产模式

▲ 被重新定义的建筑

  同时建筑的功能也原来的简单的人的生活交流功能,日益变为“智慧应用服务和需求感知平台”,未来的建筑可能就像一个智能手机一样融合了“物理模块+信息系统+智慧应用模块”三方面,成了可感知、会呼吸、有意识、能节能、会管理的“建筑生命体”。

  智慧建筑:应用服务平台+需求感知平台

  ▼ 再惊!这个结构很像智能手机!

  4、中国建造3.0到底是什么?

  中国建造3.0是在借鉴工业和数字制造等理念,在建筑工业化的基础上,进行的数字化升级,主要表现在以下几个方面:

  第一,中国建造3.0是互联。核心是连接, 要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。“中国智慧建造3.0” 适应了万物互联的发展趋势,将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制 系统、通信设施通过信息物理系统(CPS)形成一个智能网络,使得产品与生产 设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联,使得机工作部件、系统以及人类会通过网络持续地保持数字信息的交流。主要包括:虚拟和现实的互联、生产设备的互联、设备和建筑构件的互联等。

  第二,中国建造3.0是数据。在数字建造的背景下大数据将呈现爆炸式增长态势。数字工厂的数据、建筑构件的数据、建造过程产生的数据,将对建筑的全生命周期管理,企业的运营、价值链的优化的优化起到重要支撑作用。

  第三,中国建造3.0是逻辑。“逻辑-设计-建造”的古老建筑学逻辑,将被重新设阐释为“算法—形式—建构”的逻辑(观点来源袁烽 :城市建筑)随着近年来BIM标准化建设、PC预制工厂发展,数字建造也逐渐从前沿的研究课题走向实际的建造工程。但是作为一个完整的设计系统,数字建造在如今的工程应用中还只是“凤毛麟角”,需要更多的专业人士投入来推动其发展。诚然,数字建造并不是“万灵药”,传统建造方式的经验和技术积累远超过数字建造,如今的数字建造可能需要通过特殊的复杂造型才能体现其精确性、优越性,但随着技术的发展、算法的进步,也许有一天数字建造变得便宜、便捷,或是社会需要模块化的生产,那时我们如今的尝试将变得有意义。

  第四,中国建造3.0是集成。更多的智能化设备、传感设备、嵌入式终端嵌入式终端系统、智能控制系统、通信 设施基于BIM+大数据+云计算 形成一个智能网络,使建筑构件间、建筑与建筑、建筑与人的活动、建筑与商业活动服务 能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

  第五,中国建造3.0是创新。其实施过程实际上就是中国建造创新发展的过程,包括技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新将会层出不穷。尤其是建造过程中数字模拟技术拓展了人的想像力的实现,在加上新型科技材料、机器人精确加工、3D打印技术的应用,将产生出一些更绚丽的新工艺、新产品。

  四、中国建造3.0行动方略

  

  1、中国建造3.0行动方略

  

  (1)多部门协作,构建行业生态

  值得注意的是中国建造3.0涉及住建、工信、科技、商务等多个部门,需要一起协作进行资源的优化配置才能真正的起到良好的效果。同时积极推动产学研一体化,积极促进各行业协会、企业和研发机构建立相关的产业联盟和行推动计划,促进全行业的协调和合作。

  (2)优先行动--标准、技术、人才

  如何中国建造 3.0 的理念和战略转化为具体行动,应该包括提出系列行动计划,包括标准化、网络设施、信息安全、流程再造、人才培训、法律政策等,这些都是重要而且必要的行动,但如果一定要更聚焦到三个最核心的行动上的话,那可以考虑将标准、技术和人才作为中国建造3.0 最优先考虑的领域。一是尽快出台相关的标准体系。相关企业联合组成 跨行业、跨领域的工作组,加快标准化路线图的实施,当前重点是同时制定中国建造2.O和3.O的参考模型、术语及急需标准的制订工作;二是技术引领与推广。就中国建造 3.0 战略的实施而言,继续保持并不断强化我国在建筑软件信息化、基础材料、基础工艺、基础装备、基础器件以及 交*融合领域的技术优势,并力图在BIM虚拟仿真、人工智能、智能工厂、智能产品、 信息物理空间(CPS)等新的技术领域抢占先机。未来如何研究BIM深度应用、数字工厂、智能建筑应用集成、智能穿戴、智能家居等这些产品“缺芯少魂”的局面;三是人才领先。中国建造3.0导致了对优秀员工标准的转变,其 建立在一个开放、 虚拟化的工作平台之上,重复性的熟练体力和脑力工作不断被智能机器所替代,人机交互以及机器之间的对话将会越来越普遍,员工从服务者、操作者转变为一个规划者、协调者、评估者、决策者。过去的 学科专业不断细分的教育模式难以培养能够驾驭日益复杂综合的制造业体系,不仅仅对企业自身提出了挑战,而且对传统的教育体制提出了新挑战。

  (3)全球链接与“创新蜂巢”计划

  互联网打破了传统的物理边界,无论在组织形态和空间分布形态来看都呈现“去中心化”时代,科技中心向科技网络中心转变。建筑科技行业也需要“蜂巢型”节点组织来促进科技资源的流动和科技成果孵化。

  例如:引进欧美等的先进建筑科技人才和资源,加强对我国其它地区的的高端辐射,实现“引进来、走出去”的国际化跨越发展和全球性布局,高位融入全球建筑创新链、产业链和价值链,成为开放发展的前沿阵地和辐射源。

  可以设想以建立以校企合作的形式,以创新示范基地为抓手。融合:领军企业、大中院校、中关村管委会、人才中心、创投机构等,打造“线上线下”结合的“创新蜂巢”。如:科技园区、小镇、校企众创空间、智慧建筑社交平台、线上课堂等。

  (4)突出试点示范

  以推广装配建筑、数字工厂、智慧工地作为切入点发现最佳实践,总结行业经验,加强交流推广,开展试点示范,是过去几年 推进两化融合工作的基本思路。借鉴德国工业4.0和西方建筑工业化的先进经验,同步推动建筑工业化和数字建造。

  一是在行业层面建筑信息化。开展数字工厂应用示范,首先要推广BIM技术,围绕推广普及建筑构件—数字工厂—智慧工地,组织开展装备智能升级、工艺流程再造、基础数据共享、远程诊断维护等试点,逐步实现车间级、企业级、项目级、工厂级的智能化改造,不断探索数字建造普及过程,促进行业新的产业生态系统的演进。

  二是在区域层面推广数字建造系统。在产业集群内构建跨企业的数字建造生产体系是未来发展的重要方向,未来的数字建造制造将是一个复杂的生态系统。在发展中我们国要重点选择一些新型城镇化的重点区域,以市场需求为导向展开,如:京津冀、成渝经济圈、西咸新区、大武汉等重要区域展开。要以增强国家级产业集群竞争优势为出发点,围绕集群内建筑生产装备的数字化、建筑信息化、建筑产品数字化,深化产业链上下游协同研发设计、协同供应链管理、协同建造和集成应用,探索如何构建企业间高效协同的数字建造体系和产业价值链体系。

  (5)推进园区建设

  改革开发以来,园区一直是我国区域经济发展的抓手,也是聚集政策、产业、科技、人才的重要平台载体。如何创新的发展智慧建筑主题的新型园区,不但可有力的促进一方经济,还可以成为促进我国建筑产业的孵化器、创新源和整合器。可设想根据不同区域的发展阶段、要素资源和市场条件发展各种类型,如:在科技发展条件好的地方发展建筑总部经济园区或智慧园区、在建筑劳动力丰富的地区发展建筑构件示范园、在文化资源丰富地方发展建筑文化旅游园区、在交通条件好又*近都市的地方可发展智慧建筑会议展览、在工业技术比较好的地方可发展数字建造园区和新型建材研发园区等。


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