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以智能建造为引擎驱动土木工程行业变革

  □ 任根立

  智能化转型是建筑业高质量发展的核心路径,也是建设现代化城市体系的关键支撑。当前,以人工智能、大数据、物联网、机器人技术为代表的科技浪潮正深刻重塑全球产业格局,土木工程行业作为国民经济支柱产业之一,其转型升级迫在眉睫。深入推进智能建造,不仅是行业自身降本增效、安全绿色发展的内在要求,更是落实以人为本的新型城镇化战略、构筑宜居韧性智慧城市的重要技术基石和产业保障。必须把握历史机遇,将智能建造作为战略性工程加以推进,全面驱动土木工程行业质量变革、效率变革、动力变革,为中国式现代化城市建设注入强大智能动能。

  发展智能建造

  是时代所需大势所趋

  党的十八大以来,我国建筑业发展成就举世瞩目,有力支撑了经济社会快速发展和城镇化进程。然而,传统建造方式长期依赖资源要素大量投入和劳动力密集作业,面临着发展模式粗放、能源资源消耗较高、生产效率与效益提升放缓、建筑品质与安全精细化管理挑战增多、高素质产业工人短缺、环境友好性不足等多重压力。与此同时,我国城镇化已进入以提升质量为主的转型发展新阶段,人民群众对建筑品质、居住环境、城市功能、安全韧性提出了更高期待,城市发展对绿色低碳、智能高效、文化传承提出了更严要求。

  智能建造通过推动建筑设计、生产、施工、运维全过程与先进信息技术的深度融合,实现工程项目的数字化、网络化、智能化,能够有效破解行业困境,精准对接新型城镇化需求。它不仅是工具和手段的革新,更是生产方式、组织模式和产业生态的系统性重构。

  发展智能建造,是土木工程行业摆脱传统路径依赖、培育新质生产力的战略选择,是提升城市建设和治理现代化水平、实现内涵式集约发展的必然要求,对于建设制造强国、质量强国、数字中国具有重要意义。“十五五”及未来时期,必须将智能建造摆在行业发展全局的核心位置,加速从试点示范走向规模化推广,开启智能建造赋能行业革新与城市升级的新篇章。

  聚焦关键环节

  推动行业全链条智能化跃升

  推动智能建造纵深发展,必须聚焦工程建设全过程,实现关键环节的数字化贯通和智能化升级。

  ●全面深化数字化协同设计

  大力推广基于统一标准的建筑信息模型(BIM)技术,实现从规划、方案到施工图的全过程三维正向设计。鼓励应用人工智能进行辅助方案生成、性能模拟优化、规范自动审查和工程量智能计算,提升设计效率与质量。推动城市信息模型(CIM)平台建设,促进单体项目BIM与区域、城市级CIM平台的对接融合,为城市规划、建设、管理提供统一数字底座,实现“规、建、管、运”一体化。

  ●大力发展智能生产与新型建筑工业化

  以装配式建筑为载体,推动建筑设计标准化、构件生产工厂化、现场施工装配化、全过程管理信息化深度融合。在预制构件工厂广泛采用机器人进行钢筋绑扎、模具清理、混凝土浇筑、养护、脱模等工序,建设柔性智能生产线。推动基于BIM的构件深化设计和生产数据直接驱动生产线,实现设计制造一体化。培育一批智能建造产业基地,形成辐射区域的部品部件智能供应能力。

  ●规模化应用智能施工装备与智慧工地

  积极研发和应用各类建筑机器人,如测量机器人、焊接机器人、喷涂机器人、砌筑机器人、装修机器人等,逐步替代危险、繁重、重复的现场人工作业。普及集成物联网、北斗定位、AI视觉识别、无人机等技术的智慧工地管理系统,实现对人员、机械、物料、环境、安全、质量的实时动态感知、智能预警和精细管控。推动智能塔吊、智能升降机、自动布料机等大型施工设备的联网与协同作业。

  ● 推广智慧运维与建筑全生命周期管理

  在新建建筑和改造项目中,积极部署传感器网络,建立与物理实体同步映射的数字孪生模型。实现对建筑结构健康、能源消耗、设备运行、环境质量的实时监测、智能调控和预测性维护。推广基于BIM的智慧运维平台,提升大型公共建筑、基础设施的运营效率、安全水平和节能效益,延长建筑使用寿命,实现资产价值的最大化。

  赋能新型城镇化

  建设人民满意的高品质城市

  智能建造的成果最终要服务于城市发展和人民福祉,需精准对接新型城镇化建设的重点领域。

  ●助力城市更新与宜居品质提升

  在老旧小区改造、城中村整治、历史街区保护中,应用三维扫描、BIM技术进行精准现状测绘与方案数字化模拟。采用模块化、装配式装修等快速、低干扰的更新技术,改善居民住房条件和公共空间。通过智能技术优化社区公共服务设施布局与管理,提升便捷性。

  ●支撑绿色低碳与美丽城市建设

  利用智能设计优化建筑节能方案,通过智能运维实现建筑能源系统的精细化管理和动态优化,大幅降低运行能耗与碳排放。推广绿色建材的智能化生产与全流程追溯。利用智慧工地系统加强施工全过程的环境(扬尘、噪声、污水)监测与管控。

  ●筑牢安全韧性与防灾减灾体系

  在重大桥梁、隧道、超高层建筑、大型场馆等工程中,全生命周期应用结构健康监测系统,实时感知与分析关键力学指标,预警安全隐患。利用智能建造技术提升建筑在抗震、防火、防洪等方面的本质安全性能。在“平急两用”公共基础设施建设中,融入智能化设计,增强快速功能转换与应急保障能力。

  ●助推高效治理与智慧城市运行

  推动智能建造产生的建筑与基础设施全生命周期数据,依法有序接入城市运行管理服务平台,为城市交通调度、市政管网监测、应急指挥、社区治理提供动态、精准的空间和状态信息支撑。通过城市级数字孪生,模拟城市发展、灾害应对等场景,辅助科学决策,提升城市治理的预见性、精准性和协同性。

  面向未来,以智能建造驱动土木工程行业革新,是时代赋予的历史使命。必须保持战略定力,坚持系统观念,以科技创新为引领,以深化改革为动力,以市场需求为导向,持之以恒推进智能建造向纵深发展,必将锻造出一个更加安全、优质、高效、绿色、智慧的现代建筑业,为构建以人为本、富有活力、安全韧性、智慧高效的新型城镇化格局奠定坚实基础,为全面推进中国式现代化建设贡献行业力量。

  作者单位为中国矿业大学力学与土木工程学院




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