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推进智慧工地建设,助力建筑业的持续健康发展

发布时间:2021-05-12  |  来源: 智汇云 |  作者:Admin

    当前,全球经济复苏进程艰难,我国经济进入了新常态,速度开始换档回落,国民经济正在发生深刻变化,从传统粗放式的高速增长阶段,进入高效率、低成本、可持续的中高速增长阶段,旧有发展方式难以为继,经济转型升级成为历史的呼唤,新产业新业态加快孕育,新需求新动力酝酿突破。党中央大力倡导建设创新型国家,以科技创新助推企业转型升级,提升企业发展质量。就建筑业而言,随着新型城镇化深入推进,行业发展的要求与相对落后的管理和生产水平之间的矛盾日益突出,传统建造模式已不再符合可持续发展的要求,迫切需要利用以信息技术为代表的现代科技手段,实现中国建筑业转型升级与持续健康发展。


    建筑行业进一步加快转变发展方式,强调走绿色、智能、精益和集约的可持续发展之路。2017年2月,国务院办公厅印发了《关于促进建筑业持续健康发展的意见》(以下简称《意见》),在肯定建筑业取得的巨大成就、指出存在的突出问题的基础上,提出今后促进改革发展的总体思路 。


    《意见》中明确提出推进建筑产业现代化,其核心是借助工业化思维 ,推广智能和装配式建筑,推动建造方式创新,提高建筑产品品质。2017年4月,住房和城乡建设部印发《建筑业发展“十三五”规划》,旨在贯彻落实《意见》、阐明“十三五”时期建筑业发展战略意图,明确发展目标和主要任务,推进建筑业持续健康发展。


    该规划在产业结构调整目标中,提出要加强业态创新,支持新生业态的发展,推动以“互联网+”为特征的新型建筑承包服务方式和企业不断产生。把推进以BIM为核心的信息化技术的开发应用列为行业技术进步三大目标之一,加快推进BIM技术在规划、勘察设计、施工和运营维护全过程的集成应用。对施工现场来说,通过云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、BIM等先进信息技术与建造技术的深度融合,打造“智慧工地”,将改变传统建造方式、促进建筑企业转型升级,助力建筑业的持续健康发展具有重要意义。

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智慧工地特征分析

    1956年“人工智能”被首次提出,其后经历了两次发展高潮。如今的第三次发展浪潮,基于大数据、云计算、物联网、智能化、移动互联网等技术,以深度神经网络为基础,人工智能的智慧已达到一 流专家水平。


    2015年,国家正式印发《中国制造2025》,其核心是通过智能制造技术进一步优化流程,推动我国从“制造大国”向“制造强国”转变,人工智能已融人到各个领域,这是大势所趋。


    过去的30年,建筑业基本实现了从手工到数字化的转变,为智慧工地的提出和发展奠定了坚实基础。智慧工地是人工智能在建筑施工领域应用的具体体现,是建立在高度信息化基础上的一种支持对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型施工手段。它的基本特征可以从技术和管理两个层面来描述 :

    从技术层面上讲,智慧工地就是聚焦工程施工现场,紧紧围绕人、机、料、法、环等关键要素,以岗位级实操作业为核心,综合运用 BIM、物联网、云计算、大数据、移动通讯、智能设备和机器人等软硬件信息技术的集成应用,实现资源的最优配置和应用;


    从管理层面上讲,智慧工地就是通过应用高度集成的信息管理系统,基于物联网的感知和大数据的深度学习系统等支撑工具,“了解”工地的过去,“清楚”工地的现状,“预知”工地的未来,与施工生产过程相融合,对工程质量、安全等生产过程以及商务、技术、进度等管理过程加以改造,提高工地现场的生产、管理效率和决策能力,对已发生和可能发生的各类问题,给出科学的应对方案。


    智慧工地通过对先进信息技术的集成应用,并与工业化建造方式及机械化、自动化、智能化装备相结合,成为建筑业信息化与工业化深度融合的有效载体,实现工地的数字化、精细化、智慧化生产和管理,提升工程项目建设的技术和管理水平,对推进和实现建筑产业现代化具有十分重要的意义,将成为建筑施工领域改革的重要内容之一。


智慧工地的发展阶段

按人工智能技术发展轨迹的阶段划分

从人工智能技术的发展轨迹可知,智慧工地的发展可定义为感知、替代、智慧3个阶段。

    (1)感知阶段 。就是借助人工智能技术,起到扩大人 的视野、扩展感知能力以及增强人的某部分技能的作用。例如,借助物联网传感器来感知设备的运行状况,感知施工人员的安全行为等,借助智能技术来增强施工人员的作用技能等,目前的智慧工地主要处于这个阶段。


    (2)替代阶段。就是借助人工智能技术,来部分替代人,帮助完成以前无法完成或风险很大的工作。现在正在处于研究和探索中的现场作业智能机器人,使得某些施工场景将实现全智能化的生产和操作;这种替代是给定应用场景,并假设实现条件和路径来实现的智能化,并且替代边界条件是严格框定在一定范围内的。 


    (3)智慧阶段。是随着人工智能技术不断发展,借助其“类人”思考能力,大部分替代人在建筑生产过程和管理过程的参与,由一部 “建造大脑” 来指挥和管理智能机具、设备来完成建筑的整个建造过程,这部 “建造大脑”具有强大的知识库管理和强大的自学能力,即 “自我进化能力”。 


    智慧工地的3个发展阶段是随着人工智能技术的研发和应用不断发展而循序渐进的过程,不可能一 步实现。因此,需要在感知阶段就做好顶层设计,在总体设计思路的指导下开展技术研发和应用,特别要注重BIM技术、互联网技术、物联网技术、云计算技术、大数据技术、移动计算和智能设备等软硬件信息技术的集成应用。


按大数据积累程度的阶段划分 

按照行业、企业、项目大数据的积累程度,智慧工地的发展可分为初级、中级、高级3个阶段。 

    (1)初级阶段。企业和项目积极探索以BIM、物联网、移动通讯、云计算、智能技术和机器人等相关设备等为代表当代先进技术的集成应用,并开始积累行业、企业和项目的大数据。在这一阶段,基于大数据的项目管理条件尚未具备。


    (2)中级阶段。大部分企业和项目已经熟练掌握了以BIM、物联网、移动通讯、云计算、智能技术和机器人等相关设备等为代表的当代先进技术的集成应用。积累了丰富经验,行业、企业和项目大数据积累已经具备一定规模,开始将基于大数据的项目管理应用于工程实践。


    (3)高级阶段。技术层面以BIM、物联网、移动通讯、大数据、云计算、智能技术和机器人等相关设备为代表的当代先进技术集成应用已经普及,管理层面则通过应用高度集成的信息管理系统和基于大数据的深度学习系统等支撑工具 ,全面实现“了解”工地的过去,“清楚”工地的现状,“预知”工地的未来,对已发生或可能发生的各类问题,有科学决策和应对方案等“智慧工地”发展目标。


    智慧工地从初级阶段到高级阶段的发展需要较长的一段时期。有专家预测:在未来10年或更长时间,将是从数字化到智能化转变的时代。目前,正是从数字化向智能化发展的过渡期,也可以说是智慧工地发展的初期。

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推进智慧工地建设的措施

    智慧工地是围绕项目全生命周期建立的一整套信息化系统和设施,但绝不是简单的新科技手段的罗列和堆砌。为了科学、有效地推进智慧工地的建设工作,应当从政策指导、示范引导、软件系统支撑等多方面采取措施。


    (1)政府应组织制定 《推进“智慧工地”发展指导意见 》等政策和相关标准,掌控智慧工地发展进程和节奏,避免“冒进”或“迟疑不前”。


    (2)鼓励企业开展智慧工地示范工程建设,树立样板 ,分享经验 ,避免低水平重复 


    (3)鼓励软件企业研发高水平的智慧工地应用软件系统 ,支撑智慧工地健康发展。 


    (4)项目管理目前为“法人管项目”和“项目部管项目”两个层面,智慧工地作为企业信息化 的重要组成部分,重点是施工现场信息化。但是智慧工地不能孤立存在,应与企业采购、项目管理、财务管理、人力资源管理等系统深度集成,成为企业级管理系统的数据来源。


    (5)在具体实施过程中,应注重前期策划工作,做好施工组织设计。要本着“技术实用 、成本合理”的原则来实施智慧工地建设 。要注意不同项目的差异化需求,统筹规划,深入研究,求真务实。同时要注重技术适用性,简化智能设备的接入,数据的采集、转换、存储,降低使用成本,降低准入门槛。在具体应用上要注重场景化合理,切实解决施工现场的痛点及风险防范。


以智慧工地助力建筑业持续健康发展

    建筑业未来发展的要求是节能环保、过程安全、精益建造、品质保证 、价值创造;策略是 “绿色化、信息化、工业化 ”。以节能环保为核心的绿色建造将改变传统的建造方式,以信息化融合工业化形成智慧建造是未来行业发展方向。传统的建造模式终将被淘汰,而智慧工地正是实现绿色建造和智慧建造的正确途径和有效手段。在绿色建筑设计和绿色施工指标体系中,都有“通过科学管理和技术进步”的要求,实施智慧工地的核心就是提升“科学管理和技术水平 ”,实施智慧工地的过程 ,也是实现绿色建造的过程。可促进建筑企业转型升级、提质增效,助力建筑业的持续健康发展。


结语

    科技支撑发展,创新引领未来。建筑业改革发展在不断创新,但核心业务没有变,那就是项目。围绕项目开展生产经营、技术研发和管理活动是建筑业的业态特点,工地现场是项目成功交付的重要环节,也是建筑业信息化落地的最后“一公里”。科技是第一生产力,作为渗透性生产力要素,必须与项目的固化生产要素、现场管理过程、信息的传递与存储紧密结合,才能发挥其应有的作用。让我们携手共进、引领创新,使“智慧工地”成为建造技术升级、生产方式转变和管理模式变革的重要载体,为实现中国建筑业转型升级和持续健康发展做出积极贡献。

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