《中國工程圖學史》記載，古人用界尺、槽尺、平行尺和毛筆進行建築設計工作。到了近現代，工程師們開始啟用繪圖闆、丁字尺和墨線筆等工具。

現今，原本沉寂的數據通過數字技術的“加工”，成為躍然紙上的立體影像，如同樂高積木一樣，可以根據不同部門的需求及時進行調整，而調整後的結構實時可見。這便是目前行業中常說的建築信息模型（Building Information Modeling）。

以這種技術路徑為代表的“智能建造”正在成為建築行業變革的内在動力，改變着這個古老的行業。

圖源：環球網

什麼是智能建造？

智能建造是指在建造過程中充分利用智能技術，通過應用智能化系統提高建造過程智能化水平，來達到安全建造的目的，提高建築性價比和可靠性。

以“建築信息模型”為例，它可以通過三維可視化設計模型替代原有二維圖紙，使建築信息之間相互關聯，并傳遞到施工、運維等建築全生命周期。數字模型之下，設計師用筆在平闆電腦上就可以在所選區域的輪廓上繪畫、探索、嘗試設計、思考和選擇，當輸入設計目标和相關數量的時候，并大概畫出功能分區，那麼計算機就會自動創建足夠優化、合理和包含了足夠設計細節的BIM模型。這是當今國際上迅速發展的一門新興綜合技術，被譽為智慧城市建設的基礎。

數字模型之下，設計師用筆在平闆電腦上就可以在所選區域的輪廓上繪畫、探索、嘗試設計、思考和選擇，當輸入設計目标和相關數量的時候，并大概畫出功能分區，那麼計算機就會自動創建足夠優化、合理和包含了足夠設計細節的BIM模型。

曾被評為“全球最佳摩天大樓”的悉尼“布萊街一号”項目，正是建築信息模型技術的巧妙應用。該技術在整個項目中，尤其在可持續發展、協調合作和設施管理三大方面發揮重要作用，成就了這座擁有龐雜系統和完備設施以及極高節能環保标準的超級大樓，成了各國建築界反複研究借鑒的“模闆”。

日本東京的新摩天大樓——日本郵政大廈，也是建築信息模型技術運用的成功典範。由于采用該技術，減少了隐藏于圖紙内的管線沖突，确保了施工圖面與數量表的一緻性，各參與方提取數據、圖紙、資料等變得快捷安全，為項目安全建設提供了良好的管理平台。

在中國，雄安新區、北京大興國際機場等多個大型重點工程也都應用了建築信息模型技術。

除此之外，大數據、人工智能、工業互聯網、機器人和5G等新技術也在“智能建造”領域占一席之地。

卷揚式外牆乳膠漆噴塗機器人 圖源：人民日報

如像搭積木一樣裝配預制構件，裝配式建築能有效減少污染、節約資源和降低成本；外牆噴塗機器人開展高空作業，效率可達人工的3至5倍；樓宇自控系統實時調節室内溫度、照明等，讓建築有了“智慧大腦”等等，都是智能建造中的重要科技成果。

智能建造，正在改變全球建築業。

智能建造為全球建築業提供解決方案

建築行業屬于傳統的勞動密集型行業，生産方式粗放、勞動效率不高、能源資源消耗較大等問題成為該行業亟待解決的問題。

面對傳統建築方式受阻的問題，英國、德國等國家都提出了建築業的發展戰略，要求通過智能化、數字化、工業化等提升産業競争力。

英國政府發布了“Construction2025”戰略，提出到2025年，将工程全壽命周期成本降低33%，進度加快50%，溫室氣體排放減少50%，建造出口增加50%。圍繞這一戰略，英國制定了建築業數字化創新發展路線圖，提出将業務流程、結構化數據以及預測性人工智能進行集成，實現智慧化的基礎設施建設和運營。

德國聯邦交通與數字基礎設施部發布了《數字化設計與建造發展路線圖》，對數字設計、施工和運營的變革路徑進行了描述，目的是在德國聯邦運輸和數字基礎設施部的所轄領域逐步采用建築信息模型（BIM），持續提高工程設計精确度和成本确定性，不斷優化工程全生命周期成本績效。

在中國，“十四五”規劃和2035年遠景目标綱要同樣明确提出：“發展智能建造，推廣綠色建材、裝配式建築和鋼結構住宅”。借助5G、人工智能、物聯網等新技術發展智能建造，成為促進建築業轉型升級、提升國際競争力的迫切需求。

數字技術賦能項目正在成為全球建築行業跨越建設瓶頸的重要解決方案。

油畫作品《向上生長的模塊》 圖源：中國建築

智能建造的技術矩陣

大數據、人工智能、工業互聯網、機器人、5G以及BIM都在智能建造的技術矩陣中占有重要席位。

國際機器人聯合會（IFR）最新發布的報告顯示，全球工廠中有約300萬台工業機器人在運行。

2022年4月，韓國研制的機器人已經可以完成智能平闆畫畫、升降遞送包裹等工作。8月，北美發布了一款建築畫線打印機器人，可以在建築工地地面上自主打印布局。9月，英國建築師受動物啟發研制出可以在飛行中建造3D打印結構的飛行建築機器人。而日本則是目前最大的機器人和自動化技術出口國，其研發的機器人在關節技術、高精密減速器、控制器、高性能驅動器等核心技術和關鍵零部件方面居世界領先地位。

英國研發的建造無人機BuilDrone 圖源：人民融媒體

2022年7月17日，亞洲首個專業貨運機場——鄂州花湖機場正式投運。該項目同樣以三維建模的方式将建築數據和圖形轉化為立體可視數字模型，解決了鋼筋圖元數量龐大，傳統二維手繪建模方式無法滿足項目設計和建造要求的難題。

除此之外，人工智能同樣在建築領域大展拳腳。比如，設計師将工位數量、會議室數量和電話間的數量都做了相應的調整，借助于人工智能技術，在新的BIM模型構架内，90秒内就可以得到涉及變更後的最優涉及，包括了設計模型和包含足夠細節的圖紙。

智能建造——一項複雜的系統工程，涵蓋了科研、設計、生産加工、施工裝配、運營等環節。數字化技術的應用帶來了規劃和設計方法甚至設計理念的改變，正在颠覆原有的工程建造技術體系以及項目組織管理方式，重塑建築這個古老行業。

參考｜人民日報、環球網、騰訊網等

整理｜穆子葉

來源： 世界互聯網大會WIC

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