丁烈云：智能建造與綠色建造

一、首先是概念問題。

    現(xiàn)在相關(guān)的名詞很多，不要過于糾結(jié)文字，關(guān)鍵是看內(nèi)涵。比如智能建造和數(shù)字建造就是一回事，因?yàn)闆]有數(shù)字化就沒有智能化，數(shù)字建造的發(fā)展就是要實(shí)現(xiàn)智能建造。綠色建造和綠色建筑也是一樣。以前大家認(rèn)為綠色建造關(guān)注的是過程，綠色建筑關(guān)注的是結(jié)果，即建筑產(chǎn)品本身。政府文件中使用的是綠色建筑這一概念，現(xiàn)在的專家學(xué)者已經(jīng)認(rèn)識到，僅從結(jié)果來談綠色建筑是不行的，綠色建筑的內(nèi)涵應(yīng)包含建造的全過程。因此，綠色建造跟綠色建筑實(shí)際上也是一回事情。
 

二、是綠色建造的地位。

    很多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)都制定了關(guān)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(diǎn)，就是一定會(huì)有綠色、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容。2017年，美國白宮發(fā)布了《美國基礎(chǔ)設(shè)施重建戰(zhàn)略規(guī)劃》，明確建筑產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施要實(shí)現(xiàn)安全（韌性）、綠色和耐久，并關(guān)注建造過程的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展。規(guī)劃提出到2025年，其建筑產(chǎn)品全壽命周期的成本要比現(xiàn)在降低50%；到2030年，其工程建設(shè)百分之百要實(shí)現(xiàn)碳中性設(shè)計(jì)。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(yuǎn)景目標(biāo)、共同目標(biāo)中都強(qiáng)調(diào)了綠色、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容，提出了實(shí)施數(shù)字設(shè)計(jì)、智慧建造，低碳和可持續(xù)建筑的戰(zhàn)略措施。日本的關(guān)注重點(diǎn)在工地，工地上的管理水平太低，不可能有工程安全和質(zhì)量，更不可能有綠色。所以日本從工地抓起，制定了“i-Construction（建設(shè)工地生產(chǎn)力革命）”戰(zhàn)略。這既是企業(yè)的目標(biāo)，行業(yè)的目標(biāo)，也是國家的戰(zhàn)略目標(biāo)，從建筑產(chǎn)品的品質(zhì)、安全、效益到創(chuàng)新等方面，都包含了綠色的內(nèi)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(huì)是非常有必要的。

三、是關(guān)于智能建造與綠色建造之間的關(guān)系問題。

    智能建造是以現(xiàn)代通用的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，建造領(lǐng)域的數(shù)字化技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)建造過程一體化和協(xié)同化，并推動(dòng)工程建造工業(yè)化、服務(wù)化和平臺(tái)化變革，從而交付以人為本的綠色工程產(chǎn)品。

    智能建造的基礎(chǔ)是現(xiàn)代通用信息技術(shù)，包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等等，概括說就是“三化”和“三算”。“三化”就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。“三算”就是算據(jù)、算力和算法。算據(jù)指工程數(shù)據(jù)，來自三個(gè)方面：一是設(shè)計(jì)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；二是來自施工過程，也就是人、機(jī)、料、法、環(huán)、品（在制品和最終的產(chǎn)品），實(shí)現(xiàn)泛在感知，自然就有了豐富的數(shù)據(jù)；三是來自運(yùn)維過程，如果運(yùn)維跟不上，根本就談不上綠色建筑。有了數(shù)據(jù)，還要有強(qiáng)大的算力。現(xiàn)有運(yùn)算速度最快的超級計(jì)算機(jī)是“神威·太湖之光”，浮點(diǎn)運(yùn)算速度每秒9.3億億次，也無法完全滿足智能時(shí)代的計(jì)算需求。人腦大約有1000億個(gè)神經(jīng)元，只有一斤半重。如果具備1000億個(gè)神經(jīng)元功能的機(jī)器腦，就有2000噸重。我們不可能把巨大的機(jī)器腦放在機(jī)器人身上。所以要把智能終端與計(jì)算大腦相分離，把計(jì)算部分放到云端上去，這就是云計(jì)算。但是把所有的數(shù)據(jù)都傳到云端去計(jì)算也會(huì)有問題，會(huì)造成信息高速公路的堵塞和信息處理的延時(shí)。因此，可以把一些數(shù)據(jù)傳到云端，另一些數(shù)據(jù)就在終端處理，這就是邊緣計(jì)算。智能建造需要這種“云+邊”構(gòu)成的算力做支撐。智能建造還需要先進(jìn)的算法，目前人工智能的主要算法是深度學(xué)習(xí)。但是深度學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)是統(tǒng)計(jì)學(xué)，得到的是相關(guān)關(guān)系，不是探究機(jī)理關(guān)系。今后應(yīng)該研究把數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型跟機(jī)理模型結(jié)合起來，人工智能就會(huì)前進(jìn)一大步。

    智能建造領(lǐng)域的技術(shù)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。一是工程多維數(shù)字化建模與仿真技術(shù)，就是基于模型來定義工程產(chǎn)品。今后的產(chǎn)品，不是畫出來的，是算出來的。比如北京大興國際機(jī)場航站樓的設(shè)計(jì)，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(fù)雜，人去畫根本不可能，只能通過計(jì)算機(jī)建模算出來。二是基于工程物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字工地，或物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐的智能工地。工地環(huán)境異常復(fù)雜，有大量的鋼結(jié)構(gòu)會(huì)對電磁波產(chǎn)生屏蔽作用，還存在一系列需要解決的科學(xué)技術(shù)問題。三是工程大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能決策。數(shù)據(jù)是珍貴的資源，工程設(shè)計(jì)、施工階段都會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，不能白白浪費(fèi)。現(xiàn)在工信部有大數(shù)據(jù)應(yīng)用示范，很遺憾還沒有建設(shè)行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。四是自動(dòng)化、智能化工程機(jī)械。提高效率，提升質(zhì)量安全水平僅靠人工去做肯定不行，還需要自動(dòng)化、智能化的工程機(jī)械。

    智能建造不僅是實(shí)現(xiàn)建造技術(shù)的進(jìn)步，更重要的是要變革生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)基于工程全生命周期數(shù)據(jù)模型的信息集成與業(yè)務(wù)協(xié)同。當(dāng)前工程建造各環(huán)節(jié)，從策劃、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工，一直到運(yùn)維，是割裂的。這就造成建筑產(chǎn)品品質(zhì)難以保證，建筑生產(chǎn)低效率。同時(shí)，建筑業(yè)還面臨激烈的跨界競爭壓力，如生產(chǎn)積木的樂高涉足裝配式建筑生產(chǎn)，阿里巴巴也開始嘗試BIM平臺(tái)建設(shè)和服務(wù)。建筑業(yè)的出路只能是打通各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)信息集成和業(yè)務(wù)協(xié)同，把產(chǎn)業(yè)鏈拉長，促進(jìn)新業(yè)態(tài)。如智慧城市、智能建筑，提供這類智能產(chǎn)品服務(wù)，建筑業(yè)是有優(yōu)勢的，因?yàn)槲覀冏疃�使用者的功能需求和行為�?xí)慣。綠色建筑實(shí)際上不只是一個(gè)技術(shù)問題，更是一個(gè)綠色行為的問題。這里面，建筑行業(yè)的理解是最深刻的，應(yīng)該發(fā)揮這種優(yōu)勢。

    智能建造將推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，具體表現(xiàn)為工業(yè)化、服務(wù)化和平臺(tái)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(wù)化建造。我國服務(wù)經(jīng)濟(jì)占經(jīng)濟(jì)總量的52.2%，發(fā)達(dá)國家服務(wù)經(jīng)濟(jì)一般在70%以上，美國和日本更是接近80%。我國要發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。今后應(yīng)該鼓勵(lì)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(xì)專業(yè)化的服務(wù)。舉個(gè)例子，現(xiàn)在玻璃幕墻安全維護(hù)是個(gè)大問題。解決這個(gè)問題其實(shí)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(dòng)。三五個(gè)人就可以成立這樣的檢測公司，這就是建造服務(wù)化的新業(yè)態(tài)，未來應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)許許多多類似這樣提供專業(yè)服務(wù)的小公司。平臺(tái)化建造。網(wǎng)購是典型的平臺(tái)經(jīng)濟(jì)，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之所以能快速崛起，是因?yàn)槠脚_(tái)的邊際成本無限接近于零，加上需求規(guī)模經(jīng)濟(jì)催生出積極的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，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(wù)型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不謀而合，兩者疊加創(chuàng)造出一種全新的社會(huì)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(tái)經(jīng)濟(jì)模式，如建筑材料采購平臺(tái)起步不久，合同額已接近上千億。建筑業(yè)服務(wù)平臺(tái)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(chǎn)品與服務(wù)。智慧建筑、智慧社區(qū)、智慧城市，從本質(zhì)上講一定也是符合綠色可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵的。智能建造目的是交付綠色工程產(chǎn)品，綠色建造的實(shí)現(xiàn)過程則需要智能化、數(shù)字化建造技術(shù)的支撐。二者從本質(zhì)上是一致的，實(shí)現(xiàn)方式則是殊途同歸。智能建造具體目標(biāo)有三個(gè)，一是以用戶為本，提供智能化的服務(wù)，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(yīng)性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、再生循環(huán)；三是促進(jìn)人與自然和諧。智慧的本質(zhì)應(yīng)該是與自然生態(tài)、社會(huì)文化以及用戶需求的體驗(yàn)相適應(yīng)的，這樣才能夠構(gòu)成綠色與智能之間良性的互動(dòng)關(guān)系，而不是為了技術(shù)而技術(shù)。