“像造汽車一樣建房子，未來人們不用等到房子建成，就能提前在虛擬空間看到新家長什么樣。”近日，通州區(qū)住建委黨組書記、主任曾勃接受采訪時表示，城市副中心現(xiàn)已明確智能建造未來城市的發(fā)展戰(zhàn)略，正積極推動建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以虛擬建造輔助實體建設(shè)，增加建筑業(yè)機械智能化程度、減少人員投入、降低安全風(fēng)險，力爭在10年內(nèi)形成完整的智能建造生態(tài)圈。

傳統(tǒng)建筑業(yè)數(shù)字化改造

建筑業(yè)是一項古老的傳統(tǒng)行業(yè)，自打春秋戰(zhàn)國魯班發(fā)展木作手工技藝以來，土木建筑一直與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。但是長期以來，建筑業(yè)一直屬于勞動密集型行業(yè)，受自然等環(huán)境因素影響較大，智能化程度不高。未來，引入數(shù)字信息化技術(shù)的智能建造模式，將成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新路徑。

智能建造的全新建設(shè)模式，是基于“虛擬建造、實體孿生”理念的一種全過程數(shù)字化建設(shè)交付模式。“建筑業(yè)的智能建造就像工業(yè)中的智能制造，就是要像造汽車一樣建房子。”曾勃這樣解釋，“也就是應(yīng)用數(shù)字仿真技術(shù)，集合項目各參與方充分深化前期論證，將規(guī)劃設(shè)計直至運行維護的建筑全生命周期過程，在虛擬空間提前進行多場景的仿真推演和集體決策。”

在城市副中心，良好的政策環(huán)境為智能建造發(fā)展提供了優(yōu)渥的土壤。近年來，在國家全面發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟的背景下，副中心充分利用市委市政府對副中心改革開放和創(chuàng)新發(fā)展的賦權(quán)優(yōu)勢，大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟和城市科技，為智能建造奠定了堅實的科技基礎(chǔ)。副中心每年保持的千億元投資規(guī)模，安排多項重大項目有序拉開城市框架，更是為智能建造新技術(shù)的應(yīng)用、迭代、發(fā)展提供了豐富的應(yīng)用場景。

過去幾年，副中心已先期進行了很多智能建造技術(shù)實踐。例如在大家熟悉的環(huán)球主題公園，“侏羅紀世界”巨型假山內(nèi)部的1萬根鋼構(gòu)件，正是在中建二局安裝公司自主研發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺輔助下，實現(xiàn)精準制造、精確安裝。

即將于今年(2023年)6月竣工的城市副中心規(guī)劃展覽館則是將綠色理念融入智能建造當中，通過光伏建筑一體化、裝配式建筑工藝和“智慧大腦”等多項技術(shù)創(chuàng)新，讓整座建筑化身成為一個超級“光伏充電寶”，實現(xiàn)“零碳展覽館、低碳辦公區(qū)”的目標。

開啟智能建造未來城市2.0時代

“前期各個項目關(guān)于智能建造的探索，雖然在一定范圍內(nèi)取得了積極成效，但多是散點式、聚焦某些單一環(huán)節(jié)的嘗試，沒有形成系統(tǒng)性全過程智能化，所以我們把它稱為智能建造未來城市的1.0版本。”曾勃介紹，從去年底開始，通州區(qū)代表北京市成功入選智能建造試點城市，副中心迎來智能建造未來城市2.0時代。

“智能建造涉及建筑行業(yè)的整個過程，從設(shè)計、施工到交付、運維，都可以運用數(shù)字化手段對傳統(tǒng)建造模式進行改造。例如在設(shè)計階段，建筑采用裝配式還是混凝土澆筑，我們可以在虛擬平臺進行虛擬仿真推演決策。施工過程中，智能管理平臺、焊接機器人等新技術(shù)新裝備的應(yīng)用，可以有效提升施工效率和安全性。”曾勃說，“智能建造2.0版本就是要將這些智能建造技術(shù)貫穿建筑業(yè)的全過程，將過去散點式應(yīng)用串點成線，培育良好上下游產(chǎn)業(yè)生態(tài)，打造成熟的示范樣板。”

作為全國首例建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型集成創(chuàng)新試點項目，已于去年(2022年)年底開工建設(shè)的張家灣設(shè)計小鎮(zhèn)首旅怡禾生物園區(qū)更新改造項目，正是這一階段的代表性工程之一。“在完成規(guī)劃初審和立項后，項目就啟動了實施團隊招標，一次性選定設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營等單位，共同參與前期方案論證。各方建立統(tǒng)一運行管理機制緊密聯(lián)系，共同開展基于BIM的協(xié)同設(shè)計，在虛擬空間進行充分的技術(shù)經(jīng)濟研討和比選，最大程度囊括所有的觀點和意見，使最終的建筑產(chǎn)品在各方的價值視角下趨近于完美。”項目相關(guān)負責人介紹。

BIM模型穩(wěn)定后，針對重點關(guān)注的內(nèi)容，實施團隊還會通過仿真模擬算法進行精細化驗證，例如碳排放、光照、空氣環(huán)境、抗震性能等，以建筑品質(zhì)功能為導(dǎo)向?qū)δＰ瓦M行微調(diào)和優(yōu)化。同時，利用仿真技術(shù)對施工過程進行虛擬組織和預(yù)演，盡可能細化一切流程，在虛擬環(huán)境下預(yù)判并解決所有問題。

當協(xié)同設(shè)計和仿真模擬等虛擬建造工作完成之后，實體施工即轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M空間在物理世界的鏡像映射，通過由“虛”到“實”的實體孿生，達到精益建造的目的。這一階段，以BIM和GIS為主的信息技術(shù)將在建筑部件生產(chǎn)和施工現(xiàn)場管理方面發(fā)揮重要作用。建設(shè)完成后，帶有完整建造信息的BIM模型將與實體建筑物一同交付，從而實現(xiàn)資產(chǎn)數(shù)字化流轉(zhuǎn)。

打造智能建造副中心樣板

目前，副中心已引入北建院、北咨總部落地，并與中國建研院等多家行業(yè)龍頭企業(yè)機構(gòu)達成戰(zhàn)略合作意向，共同致力于智能建造新業(yè)態(tài)的挖掘和拓展。今年，副中心還將聯(lián)合歐特克和天寶兩家國際知名軟件服務(wù)供應(yīng)商，開展青年設(shè)計師幫扶行動，在副中心投放一批最新的軟件授權(quán)，供設(shè)計企業(yè)和設(shè)計師免費使用，同時提供全面的咨詢服務(wù)和技術(shù)支持。

另外，副中心組織首都創(chuàng)新設(shè)計研究院編制的《張家灣設(shè)計小鎮(zhèn)建設(shè)導(dǎo)則》也已發(fā)布?！秾?dǎo)則》以數(shù)字辦公和智慧生活為主線，通過搭建小鎮(zhèn)經(jīng)濟、空間、名片三大體系框架，促進以數(shù)字設(shè)計為核心的跨界融合創(chuàng)新，在建筑、工業(yè)、智能、綠色、藝術(shù)等五大領(lǐng)域擘畫專屬于設(shè)計師的從業(yè)樂園。

接下來，在前期大量成功實踐和各項公共服務(wù)設(shè)施配套完善的基礎(chǔ)上，副中心將進入智能建造未來城市3.0階段，推廣優(yōu)秀試點成果，總結(jié)成熟經(jīng)驗做法，形成較為完善的智能建造生態(tài)圈，聚焦現(xiàn)代建筑業(yè)核心需求，為市場提供全面、可復(fù)制的智能建造解決方案，打造城市副中心示范樣板。