第九届中国(天津滨海)国际生态城市论坛

暨2018中国国际数字经济创新峰会

广联达孙晓亭:"新设计 新建造 新运维"——拥抱建筑产业数字化变革

第九届中国(天津滨海)国际生态城市论坛暨2018中国国际数字经济创新峰会于9月7日-8日在天津举行。本会议由中国经济体制改革研究会指导,天津市滨海新区人民政府、中国经济体制改革研究会产业改革与企业发展委员会主办。大会以“数字时代让城市生活更美好”为主题,围绕数字经济、智慧城市、生态城市等主题开展一系列展览展示、投融资对接、实地考察、闭门座谈等专项活动。 

大会还邀请了政府官员、权威研究机构领导和众多知名企业高管出席和发表精彩演讲,共同探讨数字经济理念、智慧生态城市建设、智能科技产业发展和智能数字生活,推进美好的城市生活建设。 

广联达研究院副院长孙晓亭出席大会,并做了题为《"新设计 新建造 新运维"——拥抱建筑产业数字化变革》的演讲。 

以下为孙晓亭演讲内容整理(该内容根据现场速记整理,未经发言嘉宾确认,仅供参考,谢绝转载)

孙晓亭:各位来宾,各位朋友,大家好,今天非常荣幸参加此次论坛。今天从数字经济、智慧城市、智能技术等方面很多嘉宾都进行了分享。我希望从行业的视角、从产业的视角看看数字科技跟古老而传统的建筑产业结合会发生什么样的事情。

整个城市的建设和发展离不开建筑和基础设施。刚才提到,我们的建筑产业是古老而传统的,古老是指从人类文明开始就有建筑业,自人类诞生以来就开始建房子;传统是指这么多年来,我们用的建筑材料还是石头、还是砖,这是没有变的,劳作工具更多的还是依靠人力,虽然现在已经有了机械化的装备和设施,但是一提起建筑业,大家马上联想到大量的农民工。

建筑产业是一个大产业,去年的总产值大约有21万亿,再加上关联的房地产19万亿,还有建筑原材料占GDP比重接近1/3还多,这样一个庞大的产业做数字化其探索和转型是非常有意义的一件事情。

今天,大家都在讲数字化浪潮之下,传统产业被重新定义,新制造、新零售、新金融这样一些新的名词、新的业态正在层出不穷,但是刚才看到在制造业方面,它的数字化的发展、转型表现得尤为典型。

屏幕上看到的是2016年长征七号,它是中国首个数字火箭,从设计、生产到装配、研发全过程没有一张纸质图纸,是唯一一个完全数字化的模式协同设计、虚拟生产出来的数字化的样品,然后直接进入到机床加工,一件成形。实践过程中也是提前预知风险,确保发射成功,这是典型的制造业转型升级的案例。

对于建筑产业来讲,它的产业化程度远远落后于制造业。大家知道,制造业现在上升为国家战略了,“中国制造2025”大家都在提。中国也是一个建造大国,也在走出去,但无论是从生产力水平还是从人员素质以及各类的技术水平远远落后于制造业。

建筑业虽然有很多机械化的设备,但是大量还是依靠手工劳作,依靠纯人力来堆积。从数字化的统计来看,这是麦肯锡做的一个统计指数,建筑仅仅是比农业高一点,数字化水平在所有行业当中是非常非常差的。

从研发投入来看,汽车业3.5%,航空业是4.5%,建筑产业这块非常非常落后,不足产值投入的1%。正是这样一个传统而落后的产业,它本身也是这样,大家生活品质都在提高,对于居住环境、居住的要求也是越来越高。现在大家建的房子很粗糙,相对工业制造来说非常非常粗糙的,很多都是毛坯房,有的还经常出现质量问题。整个行业也是能源消费行业,仅次于工业污染,城市当中施工的时候做了围栏,就是避免城市污染、城市噪音;从产业来讲,建筑业的利润水平非常低,对产业来说需要升级转型。

从未来发展来看,跟个人相关的,我们建的房子是否可以按照人性化需求设计。因为大家都有装修房子的经历,基本上只要装修房子,可能没有一个不打墙的,这是为什么?很多时候,开发商是有限的几种户型让你选择,它是否可以像工业化产品一样,建筑业也可以满足我们自己个性化需求,产品让我们自由挑选,能够以工业化方式满足个性化需求呢?房子质量、建造品质能否像工业品一样在工厂里面生产,完全避免人为低水平的方式,包括是否考虑健康的因素等。

这个图是苹果大厦,建设的时候要求按照苹果硬件手机来做,很多建筑商做的都不合要求,被要求返工。比如说门把手,苹果电脑铝合金的质感非常强,他们要求天花板的外侧要跟内测是一样的,所有的品质要求非常严。同时,对玻璃曲度工差也有要求,一般做建筑的知道,行业的工差尺寸是3毫米,苹果要求0.88毫米,它对建造品质要求跟手机一样,包括电梯形状、外形、管道都按照高品质来要求。

今天,我们可以看到一个大方向,就是如何把传统的建造方式、管理模式提升到新的绿色化、工业化、信息化的水平。我们认为,必须依靠大工业生产的方式,将建筑业提升至现代工业化水平,这是未来非常明显的升级方向。在大项目的前提下,工程当中有一个不变的本质就是围绕项目做事情,只有项目经营好了,企业和产业才有活力。这里面参考英国对工程项目成功的定义,就是在满足我们的质量安全基本前提下,在满足零缺陷、零事故的前提下,通过数字化转型,进度加快50%,成本降低1/2,成本降低50%,让每个项目成功是转型方向的目标。

刚才讲的数字化内容,到底什么是数字建筑呢?数字建筑是科技跟数字产业相融合的产物。这里面有一段定义,我分解一下,数字建筑本身也是利用BIM等新技术形成的一个虚实映射的孪生体,未来交付的大楼不光是实体大楼,还会形成数字化资产,一栋大楼以后交付的是两个产品,一个是实体的大楼,一个是虚拟的大楼。这样对后期建筑的运维、资产的运营和城市更新都有非常大的意义。

青岛地下管道是德国人设计的,据传管道可以跑汽车,管道每隔一个距离有一个小油包,小油包里面放着当年建设的图纸。传得有点神化,反应了人们对城市管道这个城市生命线的运维现状的需求。今天,业主盖完以后,盖房子是一个业主,移交、运维单位又是另外一个业主,这之间有很多的信息不对称,我们希望通过数字建设解决这样的问题,盖完移交有两个资产,一个是数字资产,一个是实体资产,就是数字孪生。这不仅是建筑实体,也是全过程的要素。我们提倡数字化、在线化、智能化,为了长久会诞生新的设计、新的运维,本身它也是新的生态体系,会形成庞大的数字建筑。

数字建筑内涵包括“三全”:全过程、全要素、全参与方,从规划设计到投标到施工到运维,“全要素”指除了刚才提到的管理要素,包括进度、质量、安全、人、机、料、法、环等等,大数据也成为新的要素,会叠加到传统要素当中,让传统的质量安全、人、机、料、法、环产生质的飞跃,效率可以提升,成本能够缩减。

 “三化”解释非常多,即数字化、在线化、智能化。结合产业具体的数字化,数字化由实入虚,实体的建筑通过分解与重构建立数字化的模型,在这个基础上形成一个虚体模型,这样实体模型跟虚体模型相互交融、相互链接,在过程中不断修正,让建造过程更加合理,更加完善。最后是智能化,通过建筑大数据的积累,使各种应用具有了人类的智能,最后达到智能化的目标。

这些新技术在建筑当中有一些新的应用。大家看些案例,我们用BIM技术对建筑产品基于不同的户型、基于不同的墙、板、柱进行数字化的结构再进行重构的过程,这样可以把每个部件都拆成最小的零部件,进行数字化的组合,进行数字化方案的搭配,进行数字方案的优化,对造价成本清晰都有非常大的意义。

除了刚才数字化的案例,其实在工地上这样一个非常落后、传统的地方,也有很多数字化的应用。比如说我们带了安全帽,安全帽是我们工地现场必须要戴的。我们在安全帽上加装了一个芯片,这样整个人员的考勤,包括人员的运行轨迹就能非常清晰的呈现,甚至我可以在工地上设置虚拟电子围栏,戴着智能安全帽一靠近虚拟电子围栏的时候会报警。

建筑行业是事故频发的行业,塔吊会发生倒塌和碰撞,我们可以通过塔吊的黑匣子实时检测塔吊的运行状态,保障现场的安全。

当然,在现场也有一些智能化、AR的识别。比如说,通过视频识别人员是否戴着安全帽,是否靠近危险源区域,会自动进行智能化的预警,包括利用新的扫描仪、新的智能化设备,原来在工地现场数钢筋,需要一根一根的数,数完以后用粉笔画上。而通过智能化的扫描设备,是可以智能识别钢筋的数量,这是很小的点的应用,但是对于现场效率的提升确实有非常大的好处。

未来,通过新的数字建筑的方式让未来的场景发生新的变化,我们叫新设计、新建造、新运维。新设计会形成全数字化的样品,样品出来以后进行工业化加工,最后运维的时候,本身建筑也像人类一样具有自我调节的生命体。

说到数字化样品,这之前大家有样品的概念,故宫当年建的时候建了非常小的比例模型,然后进行实体故宫建造,当时有样品的概念,但是没有达到工业化的水平。因为试错成本太大,比如说天津117大厦,如果建之前先建一遍,成本太高了。现在有了数字化的技术,让原来不可能变为了可能,通过数字化平台,把满足客户需求的设计方案和设计理念在平台上通过虚拟设计、生产,通过现场的装配形成数字化样品,最后移交给工厂。这些构件、工艺、工法、数字化方案、商务方案,做出来直接移交给工厂就可以了。

未来,我们希望通过现场的调度系统,结合现场的施工条件、工艺工法可以自动排期,把排期自动优化到工序级别进行识别生产,每一道工序有自己的作业指导书,有详细的规范要求,最后反馈到现场调度系统,形成完整的闭环。

建设过程当中,刚才说工业化生产,我们希望通过智慧调度的系统,连接工厂和施工现场,施工现场满足个性化的需求,装配式的建筑通过现场的施工、现场的工业化实现工厂的工业化,最终实现场场联动和产业链的协同和柔性生产。

当然,建造过程当中还提到现场作业的事情,现场的人、机、料、法、环形成虚拟映射工地,形成高效管理。运维过程中是智慧的,最后形成的结果就是现在大家经常提到的智慧运维、智慧建筑的理念。本身它也是平台体系,它会融合建筑产业和数字产业,通过这样的平台赋能渠道、赋能客户。

显然,所有的产业变革都不是一蹴而就的,要遵循选点、线、面、体的循序渐进。总结来说,数字化转型首先由点从局部业务开始,先是岗位作业层数字化,串联成行,形成项目层数字化变革,最后形成立体面,推到企业政府,形成面上数字化,最后形成庞大的数字建筑业体。这是一个美好的愿景,仅靠一家肯定完成不了,我们希望携手行业同仁,一起为整个产业升级做些事情,一起携手贡献产业的生态平台。

最后,希望与各位一起,赋能产业的同时也助力城市的发展。

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