隨著智能建造的提出，出現(xiàn)了許多跟建造相關(guān)的名詞，如數(shù)字建造、智能建造、智慧建造、工業(yè)化建造、精益建造、可持續(xù)建造，這些名詞具有一定的相關(guān)性但不相同。

首先先說數(shù)字建造、智能建造、智慧建造，這三個是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展依次遞進(jìn)的概念，數(shù)字建造主要關(guān)注工程項(xiàng)目的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，利用CAD、BIM、VR、AR、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)來改進(jìn)建筑項(xiàng)目的全過程。智能建造側(cè)重于提高建筑全生命周期的自動化程度和智能化水平，利用先進(jìn)技術(shù)以減少人力投入、降低成本、提高安全性和質(zhì)量。智慧建造將各種設(shè)備、傳感器和系統(tǒng)連接起來，形成一個智慧化的建筑生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建造過程的智能化控制、自動化操作，科學(xué)的智能決策。智慧建造是智能建造的下一個階段，智慧建造是在智能建造的基礎(chǔ)上，賦予機(jī)器思考和執(zhí)行的能力[3]。總的來說，智能建造追求的是技術(shù)和機(jī)器輔助人，智慧建造追求的是徹底解放人，讓機(jī)器代替人生產(chǎn)勞作。

精益建造是一種管理哲學(xué)和方法論，借鑒了精益生產(chǎn)的理念，將其應(yīng)用于建筑行業(yè)。精益建造是通過價值工程改進(jìn)建筑項(xiàng)目生產(chǎn)流程和團(tuán)隊(duì)協(xié)作，提升生產(chǎn)效率，提高項(xiàng)目交付的質(zhì)量和可靠性。工業(yè)化建造主要指裝配式建筑，利用工廠化的生產(chǎn)方法和標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件來進(jìn)行建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和組裝，它通過將現(xiàn)場施工過程大部分轉(zhuǎn)移到工廠環(huán)境中，采用流水線、標(biāo)準(zhǔn)化和自動化的生產(chǎn)方式，以提高建筑質(zhì)量、加快施工速度和降低成本。可持續(xù)建造是指在建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維過程中，降低對自然資源的消耗，減少環(huán)境污染，提高能源效率，并促進(jìn)社會、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

總的來說，數(shù)字建造、智能建造、智慧建造為工業(yè)化建造技術(shù)賦能，工業(yè)化建造為三者奠定基礎(chǔ)，提供可靠的應(yīng)用場景，講究相互之間的協(xié)同發(fā)展，五種建造都應(yīng)用了精益建造的思想和方法，這些目標(biāo)都是為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建造。如圖2所示為六者之間的關(guān)系。

圖2數(shù)字建造、智能建造、智慧建造、工業(yè)化建造、精益建造、可持續(xù)建造關(guān)系圖

增進(jìn)民生福祉，提高人民生活品質(zhì)是中國式現(xiàn)代化建設(shè)的內(nèi)在要求。一直以來建筑業(yè)的粗放式增量發(fā)展，建筑全生命周期存在許多質(zhì)量和安全的問題，直接影響用戶的使用滿意度，智能建造技術(shù)可以提供更高的施工質(zhì)量，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，還可以提高建筑物的能源效率，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度，更好地滿足人民群眾對美好生活的向往，進(jìn)一步提升人民群眾的安全感、獲得感、幸福感。

我國的建筑業(yè)仍是粗放型和勞動密集型行業(yè)，數(shù)字化水平低、老齡化嚴(yán)重、建筑垃圾資源化利用低能耗高、施工安全嚴(yán)峻、面臨許多復(fù)雜、惡劣的建造環(huán)境，各個方面的劣勢十分明顯，建筑業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展受到了嚴(yán)重制約。中國提出的“雙碳”戰(zhàn)略進(jìn)一步提高了建筑業(yè)面臨的壓力，建筑業(yè)的迭代更新和轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)迫在眉睫。智能建造是新信息技術(shù)的交叉融合，通過大力發(fā)展智能建造技術(shù)，改變建造方式，促進(jìn)傳統(tǒng)建筑行業(yè)向數(shù)字化、智能化、智慧化、綠色化、工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級。

“一帶一路”戰(zhàn)略的提出加速了中國建筑企業(yè)走出去的步伐，同時，世界發(fā)展中國家基礎(chǔ)設(shè)施落后，基建需求旺盛，發(fā)達(dá)國家面臨基礎(chǔ)設(shè)施更新問題，對中國而言有龐大的市場環(huán)境，未來，中國建筑企業(yè)與外國的聯(lián)系會越來越緊密，外國也需要中國的建造技術(shù)和建造效率。目前，中國是建造大國，但還不是建造強(qiáng)國，在先進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用方面與發(fā)達(dá)國家仍有一些差距，大力發(fā)展智能建造是提升建筑企業(yè)核心競爭力的重要手段，也是我國邁向建造強(qiáng)國的重要保障。

建筑業(yè)是我國的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前中國建筑業(yè)已經(jīng)從增量時代進(jìn)入存量時代，需要尋求新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。智能建造技術(shù)提高建筑行業(yè)的效率、降低成本，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級，推動整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。另一方面，智能建造推動相關(guān)科技領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

智能建造是先進(jìn)信息技術(shù)和先進(jìn)建造技術(shù)的深度融合，貫穿項(xiàng)目的策劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)輸、施工裝配和運(yùn)維等全生命周期，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能建造正朝著更加自動化、數(shù)字化、智能化和智慧化的方向不斷演進(jìn)，應(yīng)用尺度從建筑向城市維度擴(kuò)大。通過整合先進(jìn)的技術(shù)和創(chuàng)新方法，智能建造將持續(xù)提高建筑工人的技術(shù)水平，促進(jìn)建筑的智慧化升級，加速建筑企業(yè)的綠色化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，全面提高建筑行業(yè)的工業(yè)化水平。

圖3智能建造三維演進(jìn)

近幾十年來，中國完成了許多超級工程，突破了許多建造技術(shù)難題，隨著國家的大力發(fā)展，智能建造取得顯著成果，但仍存在許多方面需要完善提高：

（1）專業(yè)技術(shù)人才短缺。智能建造需要高水平的技術(shù)人才來推動和實(shí)施，然而，當(dāng)前建筑業(yè)面臨老齡化問題，新一代年輕人也不愿進(jìn)入建筑行業(yè)，勞動力短缺嚴(yán)重，專業(yè)技術(shù)人才缺口巨大。此外，由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，技術(shù)升級加快，與之相匹配的技能培訓(xùn)和專業(yè)教育也面臨挑戰(zhàn)，需要加強(qiáng)行業(yè)人才培養(yǎng)和技能提升。

（2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺乏。智能建造在中國還處于初級階段，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系仍不完善。缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，可能導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用的混亂，阻礙行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（3）工程數(shù)據(jù)安全和隱私風(fēng)險(xiǎn)。智能建造涉及大量的數(shù)據(jù)采集、存儲和應(yīng)用，其中包括許多敏感和機(jī)密信息。確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護(hù)是一個重要的挑戰(zhàn)，需要采取有效的技術(shù)措施和完善相關(guān)的法律法規(guī)。

（4）技術(shù)集成和協(xié)同性不高。智能建造涉及多個領(lǐng)域的技術(shù)和系統(tǒng)，如BIM、IoT、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等，在項(xiàng)目上應(yīng)用廣泛，但將這些技術(shù)進(jìn)行有效的集成和協(xié)同，實(shí)現(xiàn)信息的共享和互操作性，仍然面臨一些技術(shù)和管理上的難題。

（1）理論基礎(chǔ)薄弱：智能建造是多學(xué)科融合的產(chǎn)物，在中國的還處于初級階段，相關(guān)的理論基礎(chǔ)還不完善，也沒有統(tǒng)一的理論體系。樊啟祥等[1]提出智能建造感知、分析、控制和持續(xù)優(yōu)化閉環(huán)控制理論；毛超和彭窯胭[4]基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī)器人技術(shù)、BIM等技術(shù)構(gòu)建包含智能決策、智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能施工、智能運(yùn)維的理論框架；尤志嘉等[5]智能建造系統(tǒng)功能架構(gòu)和智能建造系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)以明確系統(tǒng)的基本功能框架、各類組件及其依賴關(guān)系、交互機(jī)制與約束條件等，為設(shè)計(jì)開發(fā)面向不同工程類型的智能建造系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

（2）技術(shù)應(yīng)用廣泛：目前，前沿科學(xué)技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用已十分普遍，包含BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能、信息物理系統(tǒng)、機(jī)器人、3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生、無人機(jī)等，為解決建造難題提供了有效的手段和工具。如Zhao等人[6]綜合利用建筑信息模型（BIM）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）建立裝配式構(gòu)件吊裝風(fēng)險(xiǎn)控制的數(shù)字孿生模型（DTm），實(shí)現(xiàn)了實(shí)時信息采集、吊裝路徑規(guī)劃和構(gòu)件定位等功能。Zhou等人[7]提出了一種新的基于建筑信息模型(BIM)的計(jì)算機(jī)視覺數(shù)字孿生方案，以相機(jī)視頻作為輸入，解決了BIM和相機(jī)視頻之間的尺寸、坐標(biāo)系統(tǒng)和對象不一致問題。Zhu等人[8]使用智能建造對象（SCO）方法，通過為部件分配狀態(tài)和要求，將不同的建筑任務(wù)分配給機(jī)器人，以驅(qū)動多個機(jī)器人組裝裝配式建筑。

（3）全生命周期智能：包含智能決策、智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能施工、智能運(yùn)維。

圖4 全過程研究現(xiàn)狀

（1）卡塔爾盧塞爾體育場：盧塞爾體育場是2022年卡塔爾世界杯主場館，是中國企業(yè)在外承建的最大體育場館，采用EPC工程總承包建設(shè)模式，先進(jìn)建造技術(shù)的深度融合，創(chuàng)下六項(xiàng)“世界之最”：全球最大跨度的雙層索網(wǎng)屋面單體建筑、全球規(guī)模最大、全球系統(tǒng)最復(fù)雜、全球設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)最高、全球技術(shù)最先進(jìn)的世界杯主場館、國際化程度最高[11]。在項(xiàng)目的全過程應(yīng)用BIM技術(shù)，解決一系列技術(shù)難題，促進(jìn)項(xiàng)目利益相關(guān)者的協(xié)同配合。探索數(shù)字孿生技術(shù)在施工精度控制、進(jìn)度監(jiān)控、施工模擬等方面的創(chuàng)新應(yīng)用，對降低項(xiàng)目的成本、提高質(zhì)量、加快進(jìn)度具有積極影響[12]。

（2）北京大興國際機(jī)場：北京大興國際機(jī)場是世界上最大的單體航站樓，建造過程面臨許多技術(shù)難題，在項(xiàng)目前期，搭建產(chǎn)學(xué)研用平臺進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新應(yīng)用。基于BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，搭建智慧工地信息化管理平臺；通過3D打印結(jié)合BIM模型進(jìn)行構(gòu)件的預(yù)拼裝，提前發(fā)現(xiàn)問題；建立BIM+VR互動式操作平臺，實(shí)現(xiàn)方案模擬、施工流程模擬；研發(fā)IBMS智能樓宇管理平臺。在項(xiàng)目的策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段充分應(yīng)用了智能建造技術(shù)[13]。

（3）港珠澳大橋：港珠澳大橋是我國的復(fù)雜重大工程，規(guī)模大、投資額度高、建設(shè)周期長、涉及眾多利益相關(guān)者，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會穩(wěn)定、環(huán)境保護(hù)和國家安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在建造過程中，應(yīng)用BIM、5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)構(gòu)建了智能建造平臺，開發(fā)了各種智能控制系統(tǒng)，有效控制了安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)[14]。在運(yùn)維階段，應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建大橋?qū)\生模型，實(shí)時感知大橋運(yùn)行狀況，載入檢查、維護(hù)、更新信息，映射業(yè)務(wù)流程，打造“世界一流數(shù)字化大橋”，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維[15]。

（4）武漢新氣象塔：預(yù)計(jì)2023年建成目前已封頂?shù)奈錆h新氣象塔項(xiàng)目是我國工程項(xiàng)目無紙化建造的典范，通過搭建全國首個建筑工程項(xiàng)目全生命周期管理平臺（PLM），實(shí)現(xiàn)BIM模型的全生命周期應(yīng)用，真正做到“一模到底、無圖紙建造”，是我國首個“全過程無縫銜接的數(shù)字化建筑項(xiàng)目”，縮短建造工期10%，效益提升15%[16]。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的推廣，智能建造將朝著自動化、智能化、智慧化和綠色可持續(xù)的方向不斷發(fā)展，為建筑行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和改變。以下是智能建造未來的一些發(fā)展趨勢：

（1）數(shù)字孿生與混合現(xiàn)實(shí)：建筑信息模型（BIM）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)顯示（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（XR）、數(shù)字孿生（DT）、空間計(jì)算等技術(shù)將更加普及和成熟，相互之間集成和融合更加契合。通過智能化和虛擬化的手段，建筑項(xiàng)目可以在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維階段進(jìn)行更全面、精確和實(shí)時的分析、診斷、控制。

（2）自動化和機(jī)器人技術(shù)：受限于現(xiàn)場環(huán)境和技術(shù)水平，當(dāng)前自動化和機(jī)器人技術(shù)在施工現(xiàn)場應(yīng)用并不多見。未來，自動化和機(jī)器人技術(shù)將在建筑施工中得到更廣泛的應(yīng)用，如無人挖掘機(jī)、無人運(yùn)土車，機(jī)器人將承擔(dān)更多的施工任務(wù)，如砌磚、混凝土澆筑、鋼筋焊接等，從而提高施工效率、質(zhì)量和安全性。

（3）人工智能：人工智能技術(shù)的發(fā)展越來越快，將在前期決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)輸、施工安裝、運(yùn)營維護(hù)階段發(fā)揮更重要的作用。通過大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以對建筑項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)測、優(yōu)化和決策支持，促進(jìn)項(xiàng)目增值。

（4）綠色可持續(xù)建筑：“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是我國一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，綠色可持續(xù)建筑的發(fā)展將是智能建造的重要方向。智能建造技術(shù)可以幫助優(yōu)化能源利用、建筑廢棄物資源化處理、減少建筑碳排放等，實(shí)現(xiàn)建建造過程的綠色環(huán)保和建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（5）智慧城市：建筑是城市的重要組成部分，萬物互聯(lián)時代，智能建造將與智慧城市的發(fā)展緊密結(jié)合。通過智能建造技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)建筑與城市基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通，優(yōu)化城市規(guī)劃、交通管理和資源利用，提升城市的可持續(xù)性和智能化水平。

（6）制造業(yè)與建筑業(yè)的融合：到2035年，中國的建筑工業(yè)化要全面實(shí)現(xiàn)，建筑業(yè)與制造業(yè)將深度融合，工廠化生產(chǎn)和模塊化建造將成為主流，推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，帶動全產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級。

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