龐博

新興技術(shù)在改變著土木行業(yè)，這個有著幾千年歷史的傳統(tǒng)行業(yè)不再“土”更不再“木”。

如今，砌磚機器人、3D混凝土打印、GIS定位吊裝、建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）都已走進(jìn)施工場地，

智慧建造、智慧工地興起，醞釀著一場建筑業(yè)革命，

我認(rèn)為它將超越“秦磚漢瓦”和“鋼筋混凝土”這兩次人類建筑建造方式的革命。

基于BIM技術(shù)的智慧建造，可以將所有資料，如設(shè)計、施工、成本、運營的信息全部體現(xiàn)在3D模型中，實現(xiàn)從建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計到暖通、機電設(shè)計的一體化、無紙化信息交流。

我們可以用“感知、替代、智能”來總結(jié)智慧建造的特點。感知，是運用傳感器、監(jiān)控器、定位儀來擴大人的視野、擴展人的感知范圍，比如通過施工機械上安裝的傳感器和GIS定位系統(tǒng)，就可以準(zhǔn)確定位構(gòu)件的吊裝位置。替代，就是借助機械手臂或機器人完成人類無法完成或者風(fēng)險較高的工作，比如智能砌磚機器人、智能機械手臂。智能，則是以“感知”收集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，由智能系統(tǒng)通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、模擬計算，找到最優(yōu)建造方案。

在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，我們與中鐵建設(shè)集團有限公司合作了一個關(guān)于施工BIM的研究課題。在研究中我了解到，在實際的施工策劃過程中，通過BIM技術(shù)動態(tài)模擬施工的全過程，已經(jīng)可以模擬人力、材料機械等資源配置情況的資源曲線，事先預(yù)估資源需求量可能突然增加的時間點，在事故發(fā)生前進(jìn)行調(diào)整，避免因資源配置不平衡導(dǎo)致的風(fēng)險，從而實現(xiàn)材料和成本的管控。

與此同時我也發(fā)現(xiàn)，雖然施工策劃階段運用了BIM5D技術(shù)，但在協(xié)調(diào)管理過程中依然存在不少問題。比如在施工過程中，由于施工現(xiàn)場中人員組織（人）、機械租賃（機）、物料分配（料）、施工方法（法）和現(xiàn)場環(huán)境（環(huán)）的數(shù)據(jù)類型龐雜、數(shù)據(jù)量龐大，BIM無法進(jìn)行統(tǒng)一的管理和計算。這讓我明白了，采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)只是智能建造的基礎(chǔ)，搭建起B(yǎng)IM模型與建筑實體之間的橋梁，完成數(shù)據(jù)集成和分析，尋找優(yōu)化管理的途徑，才是智慧建造的最終目標(biāo)。根據(jù)我掌握的資料，目前尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定數(shù)據(jù)格式、衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量，這就好比缺失了統(tǒng)一的度量衡標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法在跨平臺、跨專業(yè)之間交互融合。

為了分析造成這一問題的原因，我翻閱了相關(guān)文獻(xiàn)，并與導(dǎo)師進(jìn)行了探討。我們發(fā)現(xiàn)，除了目前我國施工管理模式之外，數(shù)據(jù)來源不同導(dǎo)致的數(shù)據(jù)異構(gòu)性是最主要的問題。比如有些信息由GIS定位系統(tǒng)獲取，有些信息由二維碼掃描獲取，有些由監(jiān)控器采集獲取。這些信息的數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容存在較多差異，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)集成、挖掘和分析，也就無法體現(xiàn)協(xié)同化、智能化、精細(xì)化管理的優(yōu)勢。

隨著工程項目日益復(fù)雜，在一些超大型項目中使用基于BIM的協(xié)同管理平臺已成為必然，其中優(yōu)秀的案例有很多，比如北京CBD核心區(qū)“中國尊”在設(shè)計和施工管理中就深度應(yīng)用了BIM和協(xié)同管理，包括：Autodesk Revit（搭建建筑設(shè)計的BIM模型）、 Autodesk Navisworks（實現(xiàn)施工過程的可視化和仿真）、 Autodesk Ecotect（進(jìn)行可持續(xù)設(shè)計及分析）、RIB ITWO管理平臺（對施工進(jìn)程和成本進(jìn)行管控）等。此外還有國家體育場（鳥巢）、上海世博場館建設(shè)工程、上海迪士尼工程、廣州東塔等。

不過，在分析這些項目的實施中我也發(fā)現(xiàn)，雖然基于BIM的協(xié)同管理系統(tǒng)種類繁多，但依然缺少專業(yè)的集成軟件或集成平臺，導(dǎo)致數(shù)據(jù)在不同軟件之間傳輸其準(zhǔn)確性難以保障。因此我認(rèn)為，目前我國BIM技術(shù)在智慧建造的應(yīng)用上屬于起步階段，只有建立起業(yè)界廣泛認(rèn)可的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并提高集成平臺與現(xiàn)有設(shè)計軟件之間的交互性、提升軟件功能，才能從根本上提高建筑行業(yè)的信息化管理水平。

未來的建筑圖景是這樣的：嘈雜的施工現(xiàn)場消失了，一部分構(gòu)件轉(zhuǎn)移到工廠預(yù)制，在工地現(xiàn)在會看到大量的機械手臂、智能機器人像搭積木一樣把房子建起來，同時通過信息化手段將施工數(shù)據(jù)傳遞給管理平臺，管理者只要在辦公室里就能全面感知施工現(xiàn)場進(jìn)度。甚至在施工結(jié)束后，建筑進(jìn)入運營維護(hù)階段，埋在構(gòu)件中的射頻系統(tǒng)依然起到對構(gòu)件的實時監(jiān)控作用，遇到結(jié)構(gòu)損壞跡象及時預(yù)警，做到及時報修、及時維護(hù)，進(jìn)而實現(xiàn)從材料生產(chǎn)、施工過程到運營維護(hù)的全生命周期的數(shù)字化、精細(xì)化管理。