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赋能融合基建 发展新兴业态
发布日期:2020/9/18浏览次数:154 字号:[ ]
丁烈云 中国工程院院士 华中科技大学教授

随着国家推动新基建发展的力度不断加大,建筑业如何转型才能实现新发展?我认为,应该从把握新机遇、开发新技术、培育新业态3方面着手。

把握新机遇

这里的新机遇是指人工智能发展带动数字经济发展的机遇。

云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新一代信息技术的发展,正加速推进全球产业分工深化和经济结构调整,重塑全球经济竞争格局。今年5月,美国众议院、参议院几名议员提出了《无尽前沿法案》。该法案提出,美国政府应加大对科技领域的扶持力度,使美国在全球范围内继续保持科技领先优势。该法案计划在未来5年内投入1000亿美元,用于10大关键技术领域研究。10大关键技术领域中的第一项,就是“人工智能和机器学习”。

人工智能为何如此重要?人工智能是指可模仿人类智能来执行任务,并基于收集的信息对自身进行迭代式改进的系统和机器,简单而言就是让机器像人一样会学习、会思考、会工作。人工智能发展可划分为3个阶段:运算智能,即快速计算和记忆存储能力;感知智能,即视觉、听觉、触觉等感知能力;认知智能,就是“能理解会思考”。运算智能、感知智能在过去几十年发展迅速,未来10年,认知智能也将获得长足进步。人工智能以“三算”(算据、算力、算法)为基础。我国推动新基建发展,以第5代移动通信技术、工业互联网为代表的通信网络基础设施,以人工智能、云计算等为代表的新技术基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等的建设,将为人工智能发展提供计算能力支撑。

新基建是“数字基建”,传统基建是“物理基建”,基建领域的信息物理系统就是“融合基建”。从“物理基建”到“物理基建+数字基建”,是产业结构调整的必然产物,新基建为传统基建升级提供技术支撑。新基建需要开拓新市场(特别是垂直领域)、培育新业态,传统基建为新基建发展提供巨大市场。

开发新技术

新基建的技术是通用技术,要应用于建筑领域,必须开发建筑领域相关技术。

一是数字孪生技术。数字孪生是虚实之间双向映射、动态交互和实时联系,是与物理系统对应的数字化表达。简单来说,就是在一个设备或系统的基础上,创造一个数字版的“克隆体”,其目的是形成与实物资产相对应的数字资产,从而实现资产价值的增值。

二是数字主线技术。目前的数字孪生多为逆向生成,是先有实物再将其进行数字化表达。数字孪生应该是一个动态过程,实体工程在建造之前和在建造中,就应建立动态的数字孪生,通过动态的数字孪生模型优化和指导实体工程建造,这一技术就是数字主线技术。例如,一个工程项目从设计到施工再到运维、拆解,可以利用数字主线技术,由模型驱动,实现各阶段无缝对接,让全过程产生的数据流、各环节信息实现双向同步沟通。这是目前建筑业应该大力发展的技术。

三是模型定义工程产品。建筑设计是一种形式逻辑的表达,与形式逻辑相对应的是数理逻辑。找到数理逻辑规律,就可以采用模型定义工程产品。例如,在北京大兴机场建设中,机场核心区18万平方米采用8根C型柱支撑。这8根C型柱顶的采光结构,就是通过数字模型计算出来的。

四是智能感知技术。如何综合运用云计算、大数据、物联网、移动技术和智能设备等信息技术手段,聚焦施工现场管理,紧紧围绕“人机料法环”等关键要素,建立信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程准确控制的施工现场立体化信息网络,实现对工地的智能管理。如何在运维中引入人工智能,实现“事前智能预警、事后快速定位、夜间无人值守、远程集中管理”等一系列智能运维目标,是当前需要解决的课题。

五是工程大数据驱动的智能决策。要综合利用工程环境数据(自然环境、社会环境、经济环境、文化环境)、工程过程数据(实时反馈数据、过程管理数据、工程交易数据、工程诚信数据)、工程要素数据(从业人员数据、工程机械数据、工程材料数据、工艺工法数据)、工程产品数据(产品绩效数据、产品性能数据、产品运营数据)等,通过对大数据的管理与分析,帮助行业治理精准化,帮助企业准确把握市场需求变动、提高产品设计与生产效率和供应链的敏捷性、准确性,提升施工管理水平,帮助业主提高运维能力。

六是自动化、智能化工程机械与设备。要加大建筑机器人等自动化、智能化工程机械与设备的研发应用,有效替代人工,进行安全、高效、精确的建筑部品部件生产和施工作业。

培育新业态

在融合基建背景下,建筑业应着力培育3种业态:

一是建筑工业化。新型建筑工业化特征是信息技术与工业化深度融合、智能技术与专业化深度融合。目前,推动新型建造工业化发展,要建立完善的工业化建筑设计、施工标准化技术体系,研制关键技术标准。发展新型建筑工业化,要实现基于柔性生产线的工厂化生产、基于数字化的机械化装配施工。但目前建筑业工厂化生产特征还不明显,没有形成多品种流水线生产,应当建立部品部件柔性生产线特别是智能化柔性生产线。通过智能物流把部品部件运到施工现场,现场施工实现数字化、机械化,改善施工环境、提高建设效率。

二是建造服务化。建造服务化包括建造过程的专业化服务和使用过程的专业化服务,如搭建开放式的设计平台,为施工生产提供设备、技术支持,为质量安全提供保障。通过拉长产业链,提供智能节能、智慧养老、智能健康住宅等使用过程的专业化服务。

三是建造平台化。平台经济已成为世界经济增长的新引擎。2020年世界500强企业中,排在前10位的有8家是平台企业,而10年前只有两家。搭建平台,可以减少产品供给者与需求者之间的中间环节,交易效率更高、成本更低。平台化是今后企业发展的大趋势。

新形势下,建筑业企业应当做好战略决策:一是选择好商业模式。技术是基础,业务模型是核心,商业模式如果不对,盲目提升技术会影响效率。二是从转变建造方式中发展新业态。如今,建筑业转型升级的主要方向是智能建造与建筑工业化协同发展的新型建筑工业化,行业企业应当在转型中找到并提升新的核心竞争力。三是技术成熟度高的产品更容易实现价值。企业必须明白,技术成熟度高的产品质量更好,同时成本也更低,但技术走向成熟有一个过程,需要提前进行技术储备,把握时机,将成熟的技术投向市场。四是注重社会伦理。技术很重要,但社会伦理在某种程度上比技术更重要,这就要求提供服务的企业家和专业技术人员一定要有情怀。

总之,新基建为我们提供了一个前所未有的发展机遇,需要产业各界躬身入局,积极响应。建筑业要抓住新一轮科技革命的历史机遇,高度重视数字技术对工程建造的变革性影响,制定以智能建造为核心的“中国建造2035”发展战略,实现转型升级,从建造大国走向建造强国。

来源:中国建设新闻网


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