建筑業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，2022年總產(chǎn)值達(dá)到31.2萬億元，近十年來占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重一直保持在6.85%以上，吸納就業(yè)超5200萬人。隨著時代與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)生產(chǎn)管理方式粗放、信息化水平低下、資源消耗與環(huán)境污染嚴(yán)重等問題日益突出。為促進(jìn)建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，近年來，國家大力提倡并推廣智能建造，并陸續(xù)出臺了多項(xiàng)政策促進(jìn)其落地。

中國工程院院士丁烈云指出：“智能建造作為新一代信息技術(shù)與工程建造融合形成的工程建造創(chuàng)新模式，在實(shí)現(xiàn)工程要素資源數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過規(guī)范化建模、網(wǎng)絡(luò)化交互、可視化認(rèn)知、高性能計算以及智能化決策支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動下的立項(xiàng)策劃、規(guī)劃設(shè)計、施（加）工生產(chǎn)、運(yùn)維服務(wù)一體化集成與高效協(xié)同，交付以人為本、智能化的綠色可持續(xù)工程產(chǎn)品與服務(wù)。”盡管業(yè)內(nèi)對智能建造的定義尚未形成完全統(tǒng)一的看法與理解，但對于其工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的三個基本特征已形成共識。黨的二十大提出加快數(shù)字中國建設(shè)，如何借助智能建造同步推動數(shù)字化程度低下的建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，已成為建筑行業(yè)需面對的重要課題。

平臺建設(shè)概況

基于上述背景，碧桂園旗下廣東博智林軟件科技有限公司依托博智林建筑機(jī)器人的科研背景，全面開展關(guān)于智能建造數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的研究。針對智能建造的需求，專門搭建了一體化的智能建造項(xiàng)目數(shù)字管理平臺，并結(jié)合全過程工程咨詢服務(wù)的方式，將研究成果投入實(shí)際工程實(shí)踐，取得了豐碩的成果。

智能建造項(xiàng)目數(shù)字管理平臺（以下簡稱“平臺”）以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，面向建筑全生命周期的策劃、建造、運(yùn)維，深化建筑全生命周期的數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，結(jié)合先進(jìn)的云計算、人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術(shù)，項(xiàng)目各參與方圍繞同一三維可視項(xiàng)目BIM數(shù)字孿生模型，針對不同業(yè)務(wù)場景進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，對項(xiàng)目成本、進(jìn)度、質(zhì)量、安全等多方面進(jìn)行有效的數(shù)字化管控，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建造現(xiàn)場的精益管理，以及項(xiàng)目數(shù)字化孿生交付后的智慧綠色運(yùn)維。

平臺整體采用“一體化平臺、樂高式模塊”的建設(shè)理念，既保證建造全過程底層數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性與連通性，又能根據(jù)項(xiàng)目不同使用方所關(guān)心的不同業(yè)務(wù)場景，靈活適配產(chǎn)品模塊組合，滿足使用方對產(chǎn)品的階段性點(diǎn)狀需求與未來的可擴(kuò)展性面狀需求。

平臺項(xiàng)目應(yīng)用分析

設(shè)計策劃階段

規(guī)范建模資源與標(biāo)準(zhǔn)，建立全專業(yè)信息集成的項(xiàng)目建筑信息模型（BIM）?；陧?xiàng)目需求，創(chuàng)建BIM基礎(chǔ)資源庫，包括族庫、材質(zhì)庫、構(gòu)造庫、功能空間庫、項(xiàng)目樣板等。項(xiàng)目遵循統(tǒng)一的模型建制、審核、交付標(biāo)準(zhǔn)，完成滿足建筑全生命周期的業(yè)務(wù)需求的數(shù)字化集成模型（以下簡稱“BIM集成模型”），模型精細(xì)度按需靈活可控。

高效實(shí)用的數(shù)據(jù)體系，與全周期業(yè)務(wù)高度適配。用戶可通過平臺的BIM數(shù)據(jù)引擎模塊定制及維護(hù)適合自身項(xiàng)目或企業(yè)情況的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。在模型上傳至平臺后，BIM協(xié)同模塊通過云端自動解析，根據(jù)項(xiàng)目業(yè)務(wù)場景預(yù)配數(shù)據(jù)模板，將模型轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)并與業(yè)務(wù)清單自動關(guān)聯(lián)適配，以滿足下游各參與方的業(yè)務(wù)（成本、材料、工序、質(zhì)量、安全等）管理需求。

AI智能校審，協(xié)同優(yōu)化設(shè)計。借助AI技術(shù)，將規(guī)范條文拆解為計算機(jī)可識別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，模型上傳平臺后，通過BIM智能校審功能模塊，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計成果的部分輔助自動校審，減輕人工校審負(fù)擔(dān)。各參與方可圍繞平臺上統(tǒng)一的BIM模型進(jìn)行設(shè)計成果復(fù)核、審查、優(yōu)化，并針對關(guān)心的問題發(fā)起基于BIM可視化三維模型的多方溝通交流。

建造實(shí)施階段

項(xiàng)目工程量、材料量云計算，各方在線統(tǒng)一查取。將BIM構(gòu)件與成本信息掛接，通過平臺的云算量模塊，調(diào)用云計算能力進(jìn)行模型快速在線算量計算。算量結(jié)果為構(gòu)件級模型實(shí)物工程量，并將算量結(jié)果最終同步推送上云，歸集到平臺上項(xiàng)目統(tǒng)一的BIM集成模型。各類工程人員無需專業(yè)成本人員介入，均可通過項(xiàng)目平臺統(tǒng)一的BIM集成模型，隨時隨地按照不同維度獲取各自所需的工程量、材料量信息，數(shù)據(jù)公正、透明、公開，整個工程成本造價“一本賬”橫向縱向管到底。

以計劃進(jìn)度為主線，全面帶動施工生產(chǎn)管理，驅(qū)動建筑機(jī)器人多機(jī)協(xié)同作業(yè)。平臺通過BIM構(gòu)件與施工工序關(guān)聯(lián)工程量與材料量；項(xiàng)目各參與方通過平臺的計劃進(jìn)度生產(chǎn)管理模塊，在線協(xié)同管理計劃與進(jìn)度；平臺自動將各種構(gòu)件施工信息同步到項(xiàng)目作業(yè)位置與計劃任務(wù)工單中。

以施工計劃驅(qū)動人機(jī)任務(wù)工單生成，發(fā)送至機(jī)器人智能調(diào)度系統(tǒng)（FMS），驅(qū)動機(jī)器人自動領(lǐng)料與施工。完工后，生產(chǎn)計劃進(jìn)度模塊自動收集來自FMS與材料管理模塊反饋的機(jī)器人施工進(jìn)度、作業(yè)數(shù)據(jù)、材料的計劃量、領(lǐng)用量、實(shí)際使用量，形成工單閉合。人機(jī)作業(yè)進(jìn)度自動反映到平臺的BIM集成模型中形成進(jìn)度可視化，現(xiàn)場各級施工管理人員可通過平臺，及時對施工現(xiàn)場的進(jìn)度情況進(jìn)行可視化瀏覽查看與執(zhí)行偏差分析，以確定下一步應(yīng)對策略。確保整個項(xiàng)目一盤棋，機(jī)器人多機(jī)穿插協(xié)同作業(yè)，保障項(xiàng)目按計劃有序推進(jìn)。

以項(xiàng)目現(xiàn)場數(shù)字孿生，全面驅(qū)動施工現(xiàn)場數(shù)字化管理通過BIM GIS（地理信息系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)工程施工現(xiàn)場的數(shù)字孿生呈現(xiàn)，同時結(jié)合IoT、AI、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)，對現(xiàn)場的人員、設(shè)備、材料、安全、質(zhì)量、環(huán)境進(jìn)行全面管控，以達(dá)到減少項(xiàng)目浪費(fèi)、降低項(xiàng)目風(fēng)險，保證交付質(zhì)量的綠色施工。

人員方面，可實(shí)現(xiàn)勞務(wù)實(shí)名制認(rèn)證，進(jìn)退場考勤管理結(jié)合工人工資分賬，提升用工效率，降低用工風(fēng)險。設(shè)備方面，可實(shí)現(xiàn)大型高危設(shè)備的建檔備案與結(jié)合物聯(lián)傳感設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測。質(zhì)量與安全方面，可實(shí)現(xiàn)移動端巡檢整改。

材料方面，可接收到生產(chǎn)計劃進(jìn)度模塊推送的材料需求計劃，并與企業(yè)NC、SAP等系統(tǒng)打通，實(shí)現(xiàn)材料從前期計劃、采購到現(xiàn)場入庫、領(lǐng)用、庫存盤點(diǎn)等材料的全程數(shù)字化管理。

綠色施工方面，通過物聯(lián)傳感設(shè)備對施工現(xiàn)場的用水、用電、揚(yáng)塵、噪聲進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，保障綠色施工。通過視頻監(jiān)控技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫面的查看、回放、抓拍，并可在手機(jī)端完成移動監(jiān)控。此外，通過AI圖形識別技術(shù)，可對一些人員的違規(guī)異常行為與危險源進(jìn)行識別警示。

交付運(yùn)維階段

通過BIM集成模型的項(xiàng)目竣工資產(chǎn)數(shù)字孿生交付，完成工程策劃建造過程所有有效信息向運(yùn)維方的移交；集成物業(yè)運(yùn)維系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)平臺，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的空間可視化應(yīng)用，滿足建筑物的安全與能耗管控、事件快速響應(yīng)、空間設(shè)備快速定位、材設(shè)資產(chǎn)巡檢維保等運(yùn)營需求。

平臺的特點(diǎn)分析

對比傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理平臺，該智能建造項(xiàng)目數(shù)字管理平臺有以下特點(diǎn)：

平臺數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、靈活可控，同時滿足智能建造與傳統(tǒng)建造所需

平臺底層BIM數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度可以達(dá)到構(gòu)件級、實(shí)物級，不論是幾何信息還是非幾何信息，都可與真實(shí)的工程保持滿足業(yè)務(wù)所需的數(shù)字孿生。例如，平臺上BIM集成模型所承載的構(gòu)件尺寸、工程量、材料量都來源于模型實(shí)物量，既可以直接用于下游的成本計價，也可以直接用于與生產(chǎn)PC構(gòu)件（裝配式預(yù)制構(gòu)件）的智能制造設(shè)備對接，滿足建筑工業(yè)化所需；施工計劃可按照構(gòu)件去分配排布，達(dá)到小時級工序，與工業(yè)級智能建造設(shè)備（如建筑機(jī)器人）能夠快速實(shí)現(xiàn)對接，既能達(dá)到智能建造精準(zhǔn)數(shù)據(jù)驅(qū)動建造全程目的，更能滿足常規(guī)建造業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)相對基本的要求，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度有能力按需調(diào)控，既不妥協(xié)就低，也不盲目追高。

智能建造項(xiàng)目數(shù)字管理平臺產(chǎn)品體系

平臺數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)場景適配程度高，滿足一模多業(yè)務(wù)應(yīng)用

基于以上所述的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度，計劃、工序、質(zhì)量、安全等業(yè)務(wù)相關(guān)的清單信息能按照各項(xiàng)業(yè)務(wù)不同的要求，通過構(gòu)件逐一與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，以BIM模型作為項(xiàng)目數(shù)據(jù)的統(tǒng)一且唯一的載體，便于項(xiàng)目各參與方基于同一個可視的平臺數(shù)據(jù)源，提取與反饋信息數(shù)據(jù)，極大地體現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的公平、公正、透明性。該平臺可實(shí)現(xiàn)用“一個BIM模型”滿足一個項(xiàng)目多參與方多業(yè)務(wù)場景所需，一個項(xiàng)目共享同一個數(shù)據(jù)環(huán)境。

平臺各系統(tǒng)數(shù)據(jù)底層貫通，打破數(shù)據(jù)壁壘

該平臺應(yīng)用范圍貫穿項(xiàng)目全生命周期，從設(shè)計、施工到最終的交付運(yùn)維，都可以通過該平臺進(jìn)行管理。這些看似相對獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，都基于平臺同一個數(shù)據(jù)底座一一BIM集成模型的數(shù)據(jù)去構(gòu)建，通過技術(shù)手段打破了數(shù)據(jù)在項(xiàng)目階段等維度上的壁壘。

目前，大多數(shù)傳統(tǒng)建造數(shù)字化產(chǎn)品，從架構(gòu)搭建伊始，都是單點(diǎn)或者散點(diǎn)式布局。后期在使用時，通過某些數(shù)據(jù)逐一兩兩打通的方式串并在一起，只是關(guān)注到了工程的某一個階段或者某一方。而真實(shí)的項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)像流水一樣，從前至后貫穿融合在一起。該平臺正是通過基礎(chǔ)架構(gòu)中這一龐大的數(shù)據(jù)底池，讓項(xiàng)目信息能夠暢通無阻地在項(xiàng)目全周期發(fā)揮效用。

業(yè)務(wù)平臺一體化、系統(tǒng)功能模塊化，操作便捷可靈活擴(kuò)展

基于上述特點(diǎn)，平臺在操作使用上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)平臺“真正一體化”。平臺統(tǒng)一Web端登錄，無需安裝，無需頻繁切換登錄系統(tǒng)與操作端；登錄平臺后，針對不同崗位設(shè)置，提供個性化的移動工作臺、管理駕駛艙，使各級人員在能夠?qū)崟r獲取到最真實(shí)的同源項(xiàng)目數(shù)據(jù)的同時，又受到不同訪問權(quán)限的嚴(yán)格管控，不僅解決了信息采集、共享的問題，而且基于平臺為項(xiàng)目在線搭建了整套的管理體系，模塊化的建設(shè)理念滿足了項(xiàng)目對平臺靈活定制與未來擴(kuò)展的需要。

結(jié)語

截至目前，通過結(jié)合全過程工程咨詢服務(wù)的方式，該平臺已在廣州、上海、佛山、汕頭、江門等全國百余個項(xiàng)目中得到規(guī)模的實(shí)踐應(yīng)用，取得了良好效果。其中，多個項(xiàng)目入選國家級、省級智能建造試點(diǎn)項(xiàng)目。

當(dāng)下正值建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級與走向高質(zhì)量發(fā)展的重要關(guān)口，如何通過建筑數(shù)字化、智能化升級，進(jìn)一步提升建筑業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，是擺在全體建筑業(yè)從業(yè)人員面前的一個挑戰(zhàn)與機(jī)遇。今后，博智林軟件科技將通過更多的研究與實(shí)踐，逐步完善與優(yōu)化平臺功能與性能，緊盯有效可復(fù)制可推廣的目標(biāo)，為智能建造打造數(shù)字新引擎。（本文作者林湧濤、彭麗姣、張皓皓，來自廣東博智林軟件科技有限公司）

來源：《中國勘察設(shè)計》雜志