來源：人民網-人民日報海外版
11月15日，中建三局二公司工人在湖北武漢綠地中心專案建設現場近500米的高空施工。 新華社記者 肖藝九攝
11月13日，中國鐵建大橋工程局集團有限公司施工人員在山西臨猗黃河大橋及引線工程專案工地施工。 薛 俊攝(人民視覺)
6月23日，四川省巴中市通江縣境內的鎮廣高速王坪至通江段，無人自動化攤壓裝置在施工作業。 程 聰攝(人民視覺)
11月9日，廣東佛山順德的在建住宅專案鳳桐花園，測量機器人(右)和混凝土天花板打磨機器人(左)正在工作。 新華社記者 毛思倩攝
“滴答、滴答，請注意，正在作業……”11月15日，在廣東省東莞市松湖明珠專案工地上，粉紅色的地坪研磨機器人正一邊播報語音安全提示，一邊穿梭作業著。
松湖明珠專案總經理劉宇明告訴記者，與傳統人工作業模式相比，機器人的工作效率更高，帶來的揚塵汙染更小，有效保障了施工人員的健康安全。
近年來，在數字技術驅動的新浪潮下，諸如地坪研磨機器人等數字化裝置層出不窮。透過與人工智慧、5G、大資料等新一代資訊科技的深度融合與創新應用，數字建築已成為產業轉型升級的核心引擎。在政策、技術、產業等多重因素驅動下，建築業數字化正快速邁向一個全新發展階段。
前沿技術助力
智慧應用顯身手
何為數字建築？《數字建築白皮書2021》指出，所謂數字建築，是基於數字孿生理念，全面運用5G、BIM(建築資訊模型)、物聯網等前沿技術，實現建築的全過程、全要素、全參與方的數字化、智慧化，從而構建專案、企業和產業的平臺生態新體系。
建築行業作為國民經濟支柱產業，在推動經濟社會發展過程中持續發揮重要作用。但一直以來，中國建築業都面臨著產品效能欠佳、資源浪費等問題，因此，在產業數字化背景下，智慧應用研發漸成行業共識。
據瞭解，松湖明珠專案中所使用的機器人均由廣東博智林機器人有限公司生產製造。依據產品線劃分，該公司研製的建築機器人已有近50款，且大多為解決行業痛點而生，其中18款已投入商業化應用。
“以往牆面油漆噴塗環節只能依靠人工，像膩子打磨、油漆噴塗都會瀰漫濃重的粉塵和有害氣霧。”博智林助理總裁王克成舉例介紹，使用室內噴塗機器人，可實現底漆、面漆等水性材料的全自動噴塗。僅需半天培訓，工作人員就能快速上手，遠端操控完成作業。
事實上，博智林研發的建築機器人不僅將建築工人從繁重的工作中解脫出來，還極大提升了施工質量與效率。
例如，測量機器人工效為人工的2.5倍以上，測量精度在1毫米內；透過機械臂，地磚鋪貼機器人能夠精準實現地磚的抓取和放置，保證地磚平整度達0.5毫米；樓層清潔機器人可清掃石頭、碎塊及灰塵，清潔覆蓋率達90%……
除了硬體的高科技，不少智慧建築軟體也在建築業數字化轉型中大顯身手。
位於侏羅紀世界努布拉島的假山瀑布，是北京環球影城度假區的標誌性景觀之一，這一令人震撼的場景便是中建二局安裝公司大量的使用BIM技術搭建而成的。
只見在BIM工程師寧渙昌的電腦螢幕上，橋架、風管、電纜等裝置變身一條條“絲線”，按照1比1尺寸比例嵌入軟體。面對盤虯臥龍的管線佈局、縱橫交錯的框架搭建，工程師們只得以亞毫米的精度“抽絲剝繭”，將一根根線纜連線到裝置終端，最終成功將實際誤差縮小在3釐米以內，實現了燈光、音響、裝置的精準安裝。
“BIM技術之於機電施工，就好比X光之於外科醫生，利用BIM技術可以形成視覺化模型，就像給建築‘拍片子’。”寧渙昌對記者說，“在我看來，數字化賦能，確實讓我成為一個更懂建築的工程師。”
全週期視覺化
安全管理好保障
工程專案建設不僅標準繁多、要求嚴格，而且參與人員數量規模較大，現場管理難度極高。實現高效率施工作業，大多依賴於專案管理人員的組織管理能力。
然而，人為管理能力再強，也常有鞭長莫及之處，更難免有百密一疏之時。以數字賦能全生命週期管控的智慧工地系統適時出現，使得管理者更加“耳聰目明”，成為破題利器。
走進安徽碳鑫科技有限公司焦爐煤氣綜合利用專案部辦公室大廳，迎面是一塊綜合看板大屏，包括現場人數、工種統計等實時管理資料，一目瞭然。
“安全生產始終是專案建設最重要的目標，智慧工地最重要的作用就是實現了線上安全管理。”專案經理聶磊說，該系統能夠快速準確地對資料進行處理識別，並可進行全天候、全流程、全方位的監管，極大減少人力投入。
比如，當施工人員進出工地時，智慧工地系統都會自動“刷臉”智慧核驗人員身份資訊。對於連續長期未進場人員，系統將自動予以凍結，登出其入場許可權，再入場時需重新進行入場安全培訓。
“我們將影片AI演算法與工地監控相結合，提供安全帽、反光衣、非施工人員越線等多種智慧識別演算法，可實現對工地上‘人的不安全行為’的自動化、智慧化監控。”專案部資訊化實施人員說，“若有工人未佩戴安全帽，系統後臺會自動抓拍並實時報警，管理人員透過手機等裝置就能進行管理。”
為工程專案鎖上“數字安全鎖”，安全帽智慧化升級亦不可或缺。在中交四航局南沙橫瀝專案現場，工人們佩戴的智慧安全帽格外引人注目。
“智慧安全帽的後方安裝有感應裝置，當工人們戴上它進入施工區域時，我們管理人員能實時掌握工人的動向。”專案部黨支部書記林烏殿介紹稱，智慧安全帽還具備實時語音對講功能，發生緊急事故時，施工人員可長按安全帽上的SOS一鍵求救按鈕，相關人員收到求救資訊後可鎖定該工人位置，實施快速救援。
除了“人的不安全行為”，“物的不安全狀態”也是導致意外傷害事故的重要原因。
近年間，背靠專業化的技術團隊，數字建造技術和產品提供商品茗股份在塔機安全輔助技術等核心技術研發上取得突破，擁有多項發明專利。其中，塔機安全監控管理系統尤其得到使用者認可。
“由於塔機結構龐大、穩定性較差，且伴有高空作業，一旦發生意外，極有可能造成重大損失，因此安全管理不容忽視。”品茗股份硬體產品總工康凱說，當塔吊過載、風速過大、傾角異常時，監控管理系統會自動採用智慧防碰撞技術，透過降檔、降速等措施保證塔吊安全，並第一時間將隱患資訊推送給相關負責人，以此將安全事故遏制在萌芽狀態。
據介紹，品茗塔機安全監控管理系統目前已應用於超過85000臺塔機，在北京大興國際機場、中國西部科技創新港、科威特國際機場等專案中均有落地應用。
強化綠色導向
瞄準“雙碳”未來
根據中國建築節能協會統計，作為碳排量“大戶”，中國建築全過程碳排量佔全國碳排量的比重超半數，其中建築材料佔比28.3%，施工階段佔比1%。
“建築執行每年還要排放20億噸以上的二氧化碳，因此大力減少建築領域碳排放，需要大幅改變目前建築業各環節的理念與方法。”中國工程院院士江億指出，能否更快更好推進建築數字化，直接影響著“雙碳”目標實現程序。
由中建八局承建的吉林北山四季越野滑雪場，是國內首個大體量人防洞室改擴建而成的四季越野滑雪隧道，也是數字化低碳建築的“新名片”。
“原人防洞無完整圖紙資料，給我們施工帶來不小阻礙，像洞內截面變徑就多達52處，擴挖過程中也存在坍塌和湧水情況。”中建八局技術工程師郭海巖在接受本報採訪時表示，為解決這一問題，施工團隊專門使用三維鐳射掃描器，確定需要爆破的具體位置，精確洞室開挖運出量，並將爆破的18萬立方米花崗岩作為回填材料，極大減少專案建設和使用所帶來的能源消耗。
不僅如此，為儘量少佔用原有自然景觀，施工團隊利用數字化模型設計，從山體中“鑿”出眾多使用空間，並將鋼構件加工區、拌合料加工區等設定在室內，節約用地超1500平方米。
同時，施工團隊還利用BIM技術將室外雪道與實際山地地形融合，藉助模型演示，將24種2400餘顆苗木移栽至植被低覆蓋區域。據統計，專案利用BIM技術，共完成對複雜洞室的設計最佳化方案200多項，解決4215處碰撞問題，減少鋼材浪費約56噸。
隨著城市建築更新加快，許多工業用地和設施在二次利用過程中，往往需要進行環境風險評估和汙染治理。藉助數字技術，提高風險評估與修復技術的智慧化水平，為施工用地汙染治理提供瞭解決方案。
“怎麼才能把現場資料前後連結起來，像一個自動化工廠一樣？”帶著這個問題，2019年，北京建工修復公司成立“智慧修復職工創新工作室”，致力於構建大資料平臺，以求實現環境智慧修復。
據介紹，大資料平臺的“生態環境資料管理系統”利用物聯網技術，透過感測器、攝像頭、手機等終端裝置，實現對專案全過程的實時監控、智慧感知與資料採集。透過中控室大螢幕，整個專案的執行情況一覽無餘，覆蓋修復工程的全生命週期，真正滿足全鏈條技術要求。
“技術要適應需求，更要超越需求，實現修復技術的數字化、視覺化、智慧化，這是我們未來攻關的重要方向。”北京建工修復公司副總經理李書鵬說，“我相信，不久的將來，會有更多的智慧化成果應用在環境修復的不同場景，依靠數字技術為產業發展賦能。”
數字藍圖繪就
產業轉型正當時
“當前，中國正加快部署推進新基建，培育壯大數字經濟新動能，中國建築業迎來戰略發展機遇期。”中國社會科學院“一帶一路”國際智庫專家委員會主席趙白鴿表示，“在此背景下，如何抓住數字化轉型的發展機遇，在新技術、新制造、新基建和新業態等方面取得突破，成為建築業搶佔未來發展制高點的必然選擇。”
鼓勵建築業數字化轉型，營造“產業+數字”的安全健康新生態是關鍵。目前，多地已提出具體舉措，力求產業轉型行穩致遠。
例如，江蘇省提出要加快推進BIM技術在規劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的整合應用，實現工程建設專案全生命週期資料共享和資訊化管理；廣東省提出要加強“機器代人”等應用場景建設，企業購置、使用智慧建築專用裝置符合條件的，可按規定享受投資抵免企業所得稅政策；浙江省進一步強化數字化引領，提出要加強物聯網、大資料、雲計算、人工智慧、區塊鏈、城市資訊模型(CIM)和5G等在建築領域的整合應用……
數字化時代，客戶需求個性化、資訊化和工業化深度融合，也對建築企業的角色定位提出新的要求。
“推動建築產業數字化，要以客戶個性化需求為出發點和歸結點，因為客戶體驗決定了未來產業發展趨勢。”復旦大學特聘教授黃奇帆預測，由於產業發展邏輯由零和競爭向生態共贏轉變，數字建築服務商等新角色將成為產業核心。
中關村智慧建築產業綠色發展聯盟理事長刁志中分析，未來，建築企業一方面可向運營服務商轉型，另一方面可轉型為代建服務商，為有土地資源的企業不僅提供物理實體建造服務，同時還提供數字虛體建造服務。
與此同時，建築產業數字化轉型離不開數字化專業人才支撐，需要加強人才培養和儲備。
近日，上海城建職業學院土木與交通工程學院已正式更名為數字建造學院，這是上海同類院校中第一家以“數字建造”命名的學院。“未來企業需要的是複合型人才，從學校角度說，需要培養更多適合當前大環境、能靈活應用數字建造技術的學生。”院長劉亞龍介紹，去年學院已嘗試開設建築工程技術專業(智慧建造方向)，學習內容涉及雲計算、物聯網、區塊鏈等，受到不少學生家長歡迎。
中國職業技術教育學會會長魯昕認為，教育部印發的《職業教育專業目錄(2021年)》涉及19個專業大類，覆蓋了數字建築所有場景。“從微觀層面來講，新版職業教育專業將致力於服務數字智慧建築、智慧城市管理與智慧城市人才培養。”
