智能建造是智能制造在建筑领域的延伸

—理解智能制造—

关键词搜索智能制造（smart manufacturing）和工业4.0（industry 4.0）得到大多数文献对这两个术语的解释基本是一致的。因为智能制造处于是工业制造技术不断进化发展的过程中，这些解释更多的是对智能制造发展特点和趋势的一种描述。智能制造可以解释为是通过传感器、计算平台、通信技术、控制、模拟、大数据扩展模型以及预测工程等技术手段，集成多种现在和将来生产资产的生产制造新模式。

在微观经济层面，定制化产品、高效率供应链以及可持续目标等更高标准的市场需求，成为制造企业面临的严峻挑战，智能制造的系统化和复杂性反射出了对这种挑战的回应。

智能制造技术体系（ISO版）

—智能制造的积极影响—

高效、灵活、可持续是对智能制造积极效益的最基本概括。首先在效率方面，智能制造最显著特征就是生产制造数字化。针对不同的行业和产业，数字化的生产制造可以集成全产业链的"客户"智慧,并可以协调众多参与者像一个制造企业做出一致的决策反应。通过经济型的软件纵向集成制造过程，把强大的产品优化改善、生产自动化潜力和商业机会赋能给企业。通过顺畅的信息交换实现启动和控制必要生产动作，在生产环境的不同层面有效的驱动相互操作性。其次在灵活性方面，智能制造可以建立客户导向的通讯和决策机制，形成产品生命周期和价值链两部分，而这两部在智能制造生态体系内又分为模拟和实施部分。模拟部分导入产品开发阶段和原型设计，实施部分代表着一系列的生产环节和同一产品的批量生产。这种在不同层面的链接随着产品研发直到批量生产都在运作中改善全过程并创造新价值[16]。客户个性化需求到定制化的规模生产，包含成本、质量、周期等影响价值链的多种因素都会得到优化平衡。

—智能制造在建筑领域—

建筑业涉及的工程形式广泛，如基础设施、工业设施、公共建筑、民用建筑等，基本都是以项目的形式存在。与产品概念不同，项目本身就具有独特性，不存在两个完全一样的项目。建筑业智能制造是从一个技术平行的体系向一个技术集成化体系的转变，这个过程本身就充满挑战。同时建筑工程项目最大特点就是其交付成果是在一个固定的场地完成，所以建筑项目一定存在工厂和现场两个生产场景，而智能制造技术更多的是在车间里发挥更大的作用，所以智能制造技术在复杂现场的应用就遇到了巨大的挑战。其中居住建筑因为其日益提升的高品质、个性化和低碳绿色的市场需求，成为建筑技术创新和智能制造技术应用面临着更复杂的难题。

不同类型建筑工程项目同样牵扯超长产业链而且范围广泛，如矿山开采、能源、运输、原材料、钢铁、机械设备、成品半成品加工、咨询服务、安装施工、运营维护等，这就需要把建筑工程项目分类、分阶段的进行管理实施，从而形成不同的建筑项目管理模式，不管什么形式的管理模式都包含技术服务和管理服务两项内容。更多的智能制造技术是在车间场景得以实现，如通风设备、门窗、幕墙板材等。在现场的施工还是以人工操作为主，机械设备更多是起到提升、吊运的作用，因为现场空间复杂且随着工程进程不断变化，使得很多应用于工业品生产的智能制造技术难以有效发挥作用，因此智能制造技术在建筑行业的应用深度和广度并不明显。智能制造与建筑工程技术的双重复杂性成为建筑业数字化转型面临的严峻挑战，这些挑战要求建筑产品要比现有技术水平在规模定制化、成本优化、管理效率以及可持续发展方面有大幅的改善和提升。

目前在中国的建筑行业提出了“智能建造”（smart construction）的理念，着重在原有的建筑产业链上进行数字化的转型，建筑信息三维模型（BIM）在设计阶段、造价阶段和施工阶段都有很好的尝试和应用。智能建造是基于现有的建筑产业链，企业利用智能制造的技术赋能产业链中与企业相关业务的效益提升。而智能建造是不断进化的智能制造生态系统对建筑项目全过程效益提升给与可持续的技术和管理的创新。

—智能建造的瓶颈—

1）产业架构

平行技术和管理向集成体系转化难

智能制造通过纵向集成全过程技术和横向集成跨公司的管理，利用数字智能手段提高制造效率同时可以应对客户个性化的需求。

目前国内行业架构以业主合同制为主。建设方把建设项目拆分成数个独立的工作单元分包多个独立的承包商，通过合同管理实施项目建设。而各个承包商在自己的合同范围内采用不开放的技术体系和管理模式，智能建造的数字化创新也只局限在分工范围内，平行的技术和管理造成创新投入的重复及创新资源的浪费。

2）技术突破

非现场生产、智能数字化技术创新难

建筑业数字化转型传统建筑企业是必不可少的参与者，但是在建筑智能制造生态系统里，非传统建筑业的数字化企业、装备制造企业起着至关重要的作用，如软件制作和应用企业、自动化装备制造企业、人工智能企业，这些企业不只服务于建筑业，其客户范围涵盖多种制造业，会根据不同的行业的技术需求提供数字化的服务，智能制造技术服务公司根据自己的知识特长和技术资源进行非常精细的业务划分，建筑业本身缺乏技术创新需求，科技企业很难融入智能建造的科技创新服务中。

以德国为例，2011年以工业4.0的理念作为国家发展战略，智能制造技术的发展和应用处于世界先进水平。在其参与智能制造的企业中提供技术服务的企业超过了60%，30%多的企业是技术应用者，同时所有智能制造相关企业中中小企业（1~250人）占了40%，超过15000人的大企业只有20%。中小型的科技公司在智能制造的生态系统中起着重要的作用。而中国参与智能建造的科技企业群还未形成，在建筑体系、生产体系和数字智能化体系方面的技术难有突破，阻碍了智能建造转型的步伐。

3）商业模式

客户价值挖掘和转化创新模式未形成

目前中国智能建造供应链分工模式并没有改变，跨行业、跨企业的产业合作生态系统还未形成，还没有吸引数字化和工业制造的科技企业参与的商业市场，传统的建筑企业业务模式调整并不容易。
能够激发不同技术层的参与者相互协同，最关键的因素是建立相互认同的价值分配规则。而价值分配的根基就是客户需求形成的价值主张。针对居住建筑，客户对居住品质改善的需求持续高涨，这种强烈的客户需求与目前商品房销售市场的落寞形成强烈的反差，这说明原有住房市场商业模式已经退出，新的商业模式还未形成，撬动智能建造转型的市场动力还未启动。

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