丁烈云：智能建造與綠色建造

一、首先是概念問題。

    現在相關的名詞很多，不要過于糾結文字，關鍵是看內涵。比如智能建造和數字建造就是一回事，因為沒有數字化就沒有智能化，數字建造的發(fā)展就是要實現智能建造。綠色建造和綠色建筑也是一樣。以前大家認為綠色建造關注的是過程，綠色建筑關注的是結果，即建筑產品本身。政府文件中使用的是綠色建筑這一概念，現在的專家學者已經認識到，僅從結果來談綠色建筑是不行的，綠色建筑的內涵應包含建造的全過程。因此，綠色建造跟綠色建筑實際上也是一回事情。
 

二、是綠色建造的地位。

    很多發(fā)達國家已經都制定了關于建造業(yè)方面的規(guī)劃，甚至把這些規(guī)劃納入國家戰(zhàn)略。這些規(guī)劃有共同的特點，就是一定會有綠色、可持續(xù)發(fā)展的內容。2017年，美國白宮發(fā)布了《美國基礎設施重建戰(zhàn)略規(guī)劃》，明確建筑產品和基礎設施要實現安全（韌性）、綠色和耐久，并關注建造過程的經濟效益和可持續(xù)發(fā)展。規(guī)劃提出到2025年，其建筑產品全壽命周期的成本要比現在降低50%；到2030年，其工程建設百分之百要實現碳中性設計。英國則推出了《英國建造2025》，上升到國家戰(zhàn)略。在其制定的遠景目標、共同目標中都強調了綠色、可持續(xù)發(fā)展的內容，提出了實施數字設計、智慧建造，低碳和可持續(xù)建筑的戰(zhàn)略措施。日本的關注重點在工地，工地上的管理水平太低，不可能有工程安全和質量，更不可能有綠色。所以日本從工地抓起，制定了“i-Construction（建設工地生產力革命）”戰(zhàn)略。這既是企業(yè)的目標，行業(yè)的目標，也是國家的戰(zhàn)略目標，從建筑產品的品質、安全、效益到創(chuàng)新等方面，都包含了綠色的內容。因此，綠色建造是建筑業(yè)發(fā)展非常重要的議題，成立綠色建造專委會是非常有必要的。

三、是關于智能建造與綠色建造之間的關系問題。

    智能建造是以現代通用的信息技術為基礎，建造領域的數字化技術為支撐，實現建造過程一體化和協(xié)同化，并推動工程建造工業(yè)化、服務化和平臺化變革，從而交付以人為本的綠色工程產品。

    智能建造的基礎是現代通用信息技術，包括云計算、大數據、人工智能、物聯網等等，概括說就是“三化”和“三算”。“三化”就是數字化、網絡化、智能化。“三算”就是算據、算力和算法。算據指工程數據，來自三個方面：一是設計過程產生的數據；二是來自施工過程，也就是人、機、料、法、環(huán)、品（在制品和最終的產品），實現泛在感知，自然就有了豐富的數據；三是來自運維過程，如果運維跟不上，根本就談不上綠色建筑。有了數據，還要有強大的算力。現有運算速度最快的超級計算機是“神威·太湖之光”，浮點運算速度每秒9.3億億次，也無法完全滿足智能時代的計算需求。人腦大約有1000億個神經元，只有一斤半重。如果具備1000億個神經元功能的機器腦，就有2000噸重。我們不可能把巨大的機器腦放在機器人身上。所以要把智能終端與計算大腦相分離，把計算部分放到云端上去，這就是云計算。但是把所有的數據都傳到云端去計算也會有問題，會造成信息高速公路的堵塞和信息處理的延時。因此，可以把一些數據傳到云端，另一些數據就在終端處理，這就是邊緣計算。智能建造需要這種“云+邊”構成的算力做支撐。智能建造還需要先進的算法，目前人工智能的主要算法是深度學習。但是深度學習的理論基礎是統(tǒng)計學，得到的是相關關系，不是探究機理關系。今后應該研究把數據驅動的模型跟機理模型結合起來，人工智能就會前進一大步。

    智能建造領域的技術主要體現在四個方面。一是工程多維數字化建模與仿真技術，就是基于模型來定義工程產品。今后的產品，不是畫出來的，是算出來的。比如北京大興國際機場航站樓的設計，不是歐幾里得的平直幾何邏輯，而是黎曼幾何的曲面邏輯，非常復雜，人去畫根本不可能，只能通過計算機建模算出來。二是基于工程物聯網的數字工地，或物聯網技術支撐的智能工地。工地環(huán)境異常復雜，有大量的鋼結構會對電磁波產生屏蔽作用，還存在一系列需要解決的科學技術問題。三是工程大數據驅動的智能決策。數據是珍貴的資源，工程設計、施工階段都會產生海量的數據，不能白白浪費。現在工信部有大數據應用示范，很遺憾還沒有建設行業(yè)大數據應用。四是自動化、智能化工程機械。提高效率，提升質量安全水平僅靠人工去做肯定不行，還需要自動化、智能化的工程機械。

    智能建造不僅是實現建造技術的進步，更重要的是要變革生產方式，實現基于工程全生命周期數據模型的信息集成與業(yè)務協(xié)同。當前工程建造各環(huán)節(jié)，從策劃、規(guī)劃、設計、施工，一直到運維，是割裂的。這就造成建筑產品品質難以保證，建筑生產低效率。同時，建筑業(yè)還面臨激烈的跨界競爭壓力，如生產積木的樂高涉足裝配式建筑生產，阿里巴巴也開始嘗試BIM平臺建設和服務。建筑業(yè)的出路只能是打通各環(huán)節(jié)，實現信息集成和業(yè)務協(xié)同，把產業(yè)鏈拉長，促進新業(yè)態(tài)。如智慧城市、智能建筑，提供這類智能產品服務，建筑業(yè)是有優(yōu)勢的，因為我們最懂使用者的功能需求和行為習慣。綠色建筑實際上不只是一個技術問題，更是一個綠色行為的問題。這里面，建筑行業(yè)的理解是最深刻的，應該發(fā)揮這種優(yōu)勢。

    智能建造將推動建筑產業(yè)發(fā)生深刻變革，具體表現為工業(yè)化、服務化和平臺化建造。工業(yè)化的研究已很豐富，在此就不贅述了。先看服務化建造。我國服務經濟占經濟總量的52.2%，發(fā)達國家服務經濟一般在70%以上，美國和日本更是接近80%。我國要發(fā)展現代服務業(yè)。今后應該鼓勵和支持從建筑業(yè)里面派生出各種小型公司，規(guī)模不要很大，但能提供非常精細專業(yè)化的服務。舉個例子，現在玻璃幕墻安全維護是個大問題。解決這個問題其實很簡單，通過傳感器測幕墻玻璃固定頻率，就可以知道某塊玻璃是否有松動。三五個人就可以成立這樣的檢測公司，這就是建造服務化的新業(yè)態(tài)，未來應該會出現許許多多類似這樣提供專業(yè)服務的小公司。平臺化建造。網購是典型的平臺經濟，互聯網平臺之所以能快速崛起，是因為平臺的邊際成本無限接近于零，加上需求規(guī)模經濟催生出積極的網絡效應，使得邊際收益又不斷增加；再加上信息溝通成本越來越低，交易成本自然不斷下降，正好與服務型經濟的發(fā)展不謀而合，兩者疊加創(chuàng)造出一種全新的社會化、開放化的大規(guī)模協(xié)作分工體系。建筑業(yè)已有成功的平臺經濟模式，如建筑材料采購平臺起步不久，合同額已接近上千億。建筑業(yè)服務平臺有很大的發(fā)展空間。

    智能建造的最終目的是提供以人為本、智能化的綠色可持續(xù)的工程產品與服務。智慧建筑、智慧社區(qū)、智慧城市，從本質上講一定也是符合綠色可持續(xù)發(fā)展內涵的。智能建造目的是交付綠色工程產品，綠色建造的實現過程則需要智能化、數字化建造技術的支撐。二者從本質上是一致的，實現方式則是殊途同歸。智能建造具體目標有三個，一是以用戶為本，提供智能化的服務，使用戶的生活環(huán)境更美好、工作環(huán)境更高效；二是提升建筑對環(huán)境的適應性，實現節(jié)能減排、再生循環(huán)；三是促進人與自然和諧。智慧的本質應該是與自然生態(tài)、社會文化以及用戶需求的體驗相適應的，這樣才能夠構成綠色與智能之間良性的互動關系，而不是為了技術而技術。