當(dāng)前，全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇進(jìn)程艱難，我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了新常態(tài)，速度開始換檔回落，國民經(jīng)濟(jì)正在發(fā)生深刻變化，從傳統(tǒng)粗放式的高速增長階段 ，進(jìn)入高效率、低成本、可持續(xù)的中高速增長階段，舊有發(fā)展方式難以為繼，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級成為歷史的呼喚，新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)加快孕育 ，新需求新動力醞釀突破。大力倡導(dǎo)建設(shè)創(chuàng)新型國家，以科技創(chuàng)新助推企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升企業(yè)發(fā)展質(zhì)量。就建筑業(yè)而言，隨著新型城鎮(zhèn)化深入推進(jìn)，行業(yè)發(fā)展的要求與相對落后的管理和生產(chǎn)水平之間的矛盾日益突出，傳統(tǒng)建造模式已不再符合可持續(xù)發(fā)展的要求，迫切需要利用以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技手段，實(shí)現(xiàn)中國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級與持續(xù)健康發(fā)展 。
建筑行業(yè)進(jìn)一步加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，強(qiáng)調(diào)走綠色、智能、精益和集約的可持續(xù)發(fā)展之路。2017年2月，辦公廳印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》(以下簡稱《意見 》)，在肯定建筑業(yè)取得的巨大成就、指出存在的突出問題的基礎(chǔ)上，提出今后促進(jìn)改革發(fā)展的總體思路 。
《意見 》中明確提出推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，其核心是借助工業(yè)化思維 ，推廣智能和裝配式建筑，推動建造方式創(chuàng)新，提高建筑產(chǎn)品品質(zhì)。2017年4月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《建筑業(yè)發(fā)展 “十 三五”規(guī)劃》，旨在貫徹落實(shí) 《意見 》、闡明 “十三五”時期建筑業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略意圖，明確發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)，推進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
該規(guī)劃在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)中，提出要加強(qiáng)業(yè)態(tài)創(chuàng)新 ，支持新生業(yè)態(tài)的發(fā)展，推動以 “互聯(lián)網(wǎng)+”為特征的新型建筑承包服務(wù)方式和企業(yè)不斷產(chǎn)生。把推進(jìn)以bim為核心的信息化技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用列為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步三大目標(biāo)之一 ，加快推進(jìn)bim技術(shù)在規(guī)劃 、勘察設(shè)計(jì) 、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的集成應(yīng)用 。對施工現(xiàn)場來說 ，通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、bim等先進(jìn)信息技術(shù)與建造技術(shù)的深度融合，打造“智慧工地”，將改變傳統(tǒng)建造方式、促進(jìn)建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助力建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。
01、智慧工地特征分析
1956年 “人工智能”被首次提出 ，其后經(jīng)歷了兩次發(fā)展高潮。如今的第三次發(fā)展浪潮，基于大數(shù)據(jù) 、云計(jì)算 、物聯(lián)網(wǎng)、智能化 、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ) ，人工智能的智慧已達(dá)到一 流專家水平。
2015年，國家正式印發(fā) 《中國制造 2025》，其核心是通過智能制造技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化流程 ，推動我國從 “制造大國”向“制造強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變，人工智能已融人到各個領(lǐng)域，這是大勢所趨。
過去的30年，建筑業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了從手工到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，為智慧工地的提出和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。智慧工地是人工智能在建筑施工領(lǐng)域應(yīng)用的具體體現(xiàn)，是建立在高度信息化基礎(chǔ)上的一種支持對人和物全面感知、施工技術(shù)全面智能、工作互通互聯(lián)、信息協(xié)同共享、決策科學(xué)分析、風(fēng)險智慧預(yù)控的新型施工手段 。它的基本特征可以從技術(shù)和管理兩個層面來描述 ：
從技術(shù)層面上講，智慧工地就是聚焦工程施工現(xiàn)場，緊緊圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素 ，以崗位級實(shí)操作業(yè)為核心 ，綜合運(yùn)用 bim、物聯(lián)網(wǎng) 、云計(jì)算 、大數(shù)據(jù) 、移動通訊 、智能設(shè)備和機(jī)器人等軟硬件信息技術(shù)的集成應(yīng)用 ，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置和應(yīng)用 ；
從管理層面上講，智慧工地就是通過應(yīng)用高度集成的信息管理系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)的感知和大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)等支撐工具，“了解”工地的過去，“清楚”工地的現(xiàn)狀，“預(yù) 知”工地的未來 ，與施工生產(chǎn)過程相融合 ，對工程質(zhì)量 、安全等生產(chǎn)過程以及商務(wù)、技術(shù)、進(jìn)度等管理過程加以改造 ，提高工地現(xiàn)場的生產(chǎn)、管理效率和決策能力，對已發(fā)生和可能發(fā)生的各類問題 ，給出科學(xué)的應(yīng)對方案 。
智慧工地通過對先進(jìn)信息技術(shù)的集成應(yīng)用，并與工業(yè)化建造方式及機(jī)械化、自動化 、智能化裝備相結(jié)合，成為建筑業(yè)信息化與工業(yè)化深度融合的有效載體 ，實(shí)現(xiàn)工地的數(shù)字化 、精細(xì)化、智慧化生產(chǎn)和管理 ，提升工程項(xiàng)目建設(shè)的技術(shù)和管理水平，對推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義，將成為建筑施工領(lǐng)域改革的重要內(nèi)容之一 。
02、智慧工地的發(fā)展階段
按人工智能技術(shù)發(fā)展軌跡的階段劃分
從人工智能技術(shù)的發(fā)展軌跡可知，智慧工地的發(fā)展可定義為感知、替代、智慧3個階段。
(1)感知階段 。就是借助人工智能技術(shù)，起到擴(kuò)大人 的視野、擴(kuò)展感知能力以及增強(qiáng)人的某部分技能的作用。例如，借助物聯(lián)網(wǎng)傳感器來感知設(shè)備的運(yùn)行狀況，感知施工人員的安全行為等，借助智能技術(shù)來增強(qiáng)施工人員的作用技能等，目前的智慧工地主要處于這個階段。
(2)替代階段。就是借助人工智能技術(shù)，來部分替代人，幫助完成以前無法完成或風(fēng)險很大的工作?，F(xiàn)在正在處于研究和探索中的現(xiàn)場作業(yè)智能機(jī)器人，使得某些施工場景將實(shí)現(xiàn)全智能化的生產(chǎn)和操作 ；這種替代是給定應(yīng)用場景，并假設(shè)實(shí)現(xiàn)條件和路徑來實(shí)現(xiàn)的智能化，并且替代邊界條件是嚴(yán)格框定在一定范圍內(nèi)的。
(3)智慧階段。是隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，借助其“類人”思考能力，大部分替代人在建筑生產(chǎn)過程和管理過程的參與，由一部 “建造大腦” 來指揮和管理智能機(jī)具、設(shè)備來完成建筑的整個建造過程，這部 “建造大腦”具有強(qiáng)大的知識庫管理和強(qiáng)大的自學(xué)能力，即 “自我進(jìn)化能力”。
智慧工地的3個發(fā)展階段是隨著人工智能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用不斷發(fā)展而循序漸進(jìn)的過程 ，不可能一 步實(shí)現(xiàn)。因此 ，需要在感知階段就做好頂層設(shè)計(jì)，在總體設(shè)計(jì)思路的指導(dǎo)下開展技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用 ，特別要注重 bim 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、移動計(jì)算和智能設(shè)備等軟硬件信息技術(shù)的集成應(yīng)用。
按大數(shù)據(jù)積累程度的階段劃分
按照行業(yè)、企業(yè)、項(xiàng)目大數(shù)據(jù)的積累程度，智慧工地的發(fā)展可分為初級、中級、高級3個階段。
(1)初級階段。企業(yè)和項(xiàng)目積極探索以bim、物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、云計(jì)算、智能技術(shù)和機(jī)器人等相關(guān)設(shè)備等為代表當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)的集成應(yīng)用，并開始積累行業(yè)、企業(yè)和項(xiàng)目的大數(shù)據(jù)。在這一階段，基于大數(shù)據(jù)的項(xiàng)目管理?xiàng)l件尚未具備。
(2)中級階段。大部分企業(yè)和項(xiàng)目已經(jīng)熟練掌握了以bim、物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、云計(jì)算、智能技術(shù)和機(jī)器人等相關(guān)設(shè)備等為代表的當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)的集成應(yīng)用。積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，行業(yè)、企業(yè)和項(xiàng)目大數(shù)據(jù)積累已經(jīng)具備一定規(guī)模，開始將基于大數(shù)據(jù)的項(xiàng)目管理應(yīng)用于工程實(shí)踐。
(3)高級階段。技術(shù)層面以bim、物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能技術(shù)和機(jī)器人等相關(guān)設(shè)備為代表的當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用已經(jīng)普及，管理層面則通過應(yīng)用高度集成的信息管理系統(tǒng)和基于大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)等支撐工具 ，全面實(shí)現(xiàn) “了解”工地的過去 ，“清楚”工地的現(xiàn)狀 ，“預(yù)知”工地的未來 ，對已發(fā)生或可能發(fā)生的各類問題，有科學(xué)決策和應(yīng)對方案等 “智慧工地”發(fā)展目標(biāo)。
智慧工地從初級階段到高級階段的發(fā)展需要較長的一段時期。有專家預(yù)測 ：在未來10年或更長時間，將是從數(shù)字化到智能化轉(zhuǎn)變的時代。目前，正是從數(shù)字化向智能化發(fā)展的過渡期 ，也可以說是智慧工地發(fā)展的初期。
04、推進(jìn)智慧工地建設(shè)的措施
智慧工地是圍繞項(xiàng)目全生命周期建立的一整套信息化系統(tǒng)和設(shè)施，但絕不是簡單的新科技手段的羅列和堆砌。為了科學(xué)、有效地推進(jìn)智慧工地的建設(shè)工作，應(yīng)當(dāng)從政策指導(dǎo)、示范引導(dǎo)、軟件系統(tǒng)支撐等多方面采取措施。
(1)政府應(yīng)組織制定 《推進(jìn) “智慧工地”發(fā) 展指導(dǎo)意見 》等政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，掌控智慧工地發(fā)展進(jìn)程和節(jié)奏 ，避免 “冒進(jìn)”或 “遲疑不前”。
(2)鼓勵企業(yè)開展智慧工地示范工程建設(shè)，樹立樣板 ，分享經(jīng)驗(yàn) ，避免低水平重復(fù) 。
(3)鼓勵軟件企業(yè)研發(fā)高水平的智慧工地應(yīng)用軟件系統(tǒng) ，支撐智慧工地健康發(fā)展。
(4)項(xiàng)目管理目前為“法人管項(xiàng)目”和“項(xiàng)目部管項(xiàng)目”兩個層面，智慧工地作為企業(yè)信息化 的重要組成部分，重點(diǎn)是施工現(xiàn)場信息化。但是智慧工地不能孤立存在，應(yīng)與企業(yè)采購、項(xiàng)目管理、財(cái)務(wù)管理、人力資源管理等系統(tǒng)深度集成，成為企業(yè)級管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源。
(5)在具體實(shí)施過程中，應(yīng)注重前期策劃工作，做好施工組織設(shè)計(jì)。要本著“技術(shù)實(shí)用 、成本合理”的原則來實(shí)施智慧工地建設(shè) 。要注意不同項(xiàng)目的差異化需求，統(tǒng)籌規(guī)劃，深入研究，求真務(wù)實(shí)。同時要注重技術(shù)適用性，簡化智能設(shè)備的接入，數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、存儲，降低使用成本，降低準(zhǔn)入門檻。在具體應(yīng)用上要注重場景化合理，切實(shí)解決施工現(xiàn)場的痛點(diǎn)及風(fēng)險防范。
04、以智慧工地助力建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展
建筑業(yè)未來發(fā)展的要求是節(jié)能環(huán)保、過程安全、精益建造、品質(zhì)保證 、價值創(chuàng)造；策略是 “綠色化、信息化、工業(yè)化 ”。以節(jié)能環(huán)保為核心的綠色建造將改變傳統(tǒng)的建造方式 ，以信息化融合工業(yè)化形成智慧建造是未來行業(yè)發(fā)展方向。傳統(tǒng)的建造模式終將被淘汰 ，而智慧工地正是實(shí)現(xiàn)綠色建造和智慧建造的正確途徑和有效手段。在綠色建筑設(shè)計(jì)和綠色施工指標(biāo)體系中，都有“通過科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步”的要求，實(shí)施智慧工地的核心就是提升“科學(xué)管理和技術(shù)水平 ”，實(shí)施智慧工地的過程 ，也是實(shí)現(xiàn)綠色建造的過程?？纱龠M(jìn)建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效，助力建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
05、結(jié)語
科技支撐發(fā)展 ，創(chuàng)新引領(lǐng)未來。建筑業(yè)改革發(fā)展在不斷創(chuàng)新，但核心業(yè)務(wù)沒有變 ，那就是項(xiàng)目。圍繞項(xiàng)目開展生產(chǎn)經(jīng)營、技術(shù)研發(fā)和管理活動是建筑業(yè)的業(yè)態(tài)特點(diǎn) ，工地現(xiàn)場是項(xiàng)目成功交付的重要環(huán)節(jié) ，也是建筑業(yè)信息化落地的最后 “一公里”。科技是第一生產(chǎn)力 ，作為滲透性生產(chǎn)力要素 ，必須與項(xiàng)目的固化生產(chǎn)要素 、現(xiàn)場管理過程、信息的傳遞與存儲緊密結(jié)合，才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。讓我們攜手共進(jìn)、引領(lǐng)創(chuàng)新，使“智慧工地”成為建造技術(shù)升級、生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和管理模式變革的重要載體，為實(shí)現(xiàn)中國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和持續(xù)健康發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。