“中国智造”助推建筑业变革

文｜本刊记者 孙璟璐

创新技术正在成就未来的产品、建筑和城市，这些技术也在改变着人们设计和制造的方式，进一步撼动各个行业。作为制造业大国，中国非常清楚智能制造的重要性，2015年5月，国务院印发了《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。2016年8月，工信部、发展改革委、科技部、财政部四部委联合发布了《中国制造2025》制造业创新中心、工业强基、绿色制造、智能制造和高端装备创新等五大工程实施指南。

目前，全球制造业发展呈现新态势，制造业处于数字转型新阶段。智能制造成为中国制造2025的发展趋势。人们现在看到的智能工厂、物联网、人工智能等也都是实现未来智能制造的关键技术。

新技术激活无限可能

创新技术可以帮助人们精简产品，加速创新，带来一系列新产品，从而让人们的生活变得简单、轻松。为了帮助人们适应多变的户外环境，同济大学的学生希望在帮助户外运动者进行户外运动的同时，又能保护运动者的安全。他们应用fusion360软件回归设计的本身，打破传统的设计模式，把支撑和包裹分开。fusion360不仅帮助学生们把握了人们穿鞋的习惯，同时对鞋的形态设计进行了充分的创新，更好的适应多样化的户外运动鞋设计。

1969年，美国宇航员登陆月球，47年后人们与史密森学会一起使用Recap 360对阿波罗11号进行了3D扫描。人们可以随时随地近距离了解著名的太空舱，这个过程花费了数个月的时间，也非常具有挑战性，因为很多模块的尺寸非常小。事实上，人们不得不使用机械臂拿着相机对太空舱内部进行扫描，但是结果非常有震撼力，现在所有的3D扫描数据都放在平台上，只要你有合适的材料，有一台3D打印机，就可以用3D打印的方式打印出属于自己的迷你阿波罗11号太空舱。当然，通过利用VR技术应用这些数据甚至可以模拟当年的阿姆斯特朗，感受站在其中的感觉。这是一种让人们浮想联翩篇的神奇体验。

气候变化和环境污染正在威胁着海洋安全，以往海洋生物学家一直是用卷尺测量珊瑚礁的生长状况，在科技发达的今天这一方式变得非常不靠谱。如今，利用科技技术可以帮助科学家精确地了解珊瑚礁的成长、疾病和漂白状况，并以3D的形态展现给公众。利用一个常规的照相机以及相关软件，海洋生物学家们拍摄了20万张的珊瑚礁照片，并将它们以数字化的形式有机整合在一起，基于此，人们看到了一个高精度、交互式的3D模型。随后，当全世界各地的潜水者们潜入海底的时候都可以用他们的相机贡献更多的珊瑚礁图片，从而帮助科学家解决目前面临的环境挑战。

技术创新铸就经典工程

这些具体而生动的案例都在描述着创新技术正在引领着未来制造、未来建造和未来设计的方式。眼下，我国的城市建设和轨道交通发展如火如荼，随着“一带一路”战略贯彻落实，中国的工程建设行业也在转型升级，积极走出国门。在这一过程中，信息技术在工程设计、施工、运维全生命周期的各个环节都起到了至关重要的作用。

2015年6月，住房和城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（以下简称《指导意见》），随着《指导意见》的贯彻落实，我国工程建设领域掀起了新一轮BIM应用的热潮，进一步推动了我国建筑业的转型升级和健康持续发展。《指导意见》的出台也支撑了整个行业的技术升级，变革行业生产方式，为创新行业管理模式奠定了基础。

目前，我国已经跻身全球前五大BIM应用增长最快地区之列，BIM技术的应用和普及得到了全球的认可。随着BIM技术和工程建设行业的变革发展，相信不久的将来我国会有越来越多的绿色创新工程不断涌现。同时，我国建筑施工企业的BIM应用水平也得到了大幅度提升，有不少国内企业在国际BIM大赛上获得殊荣；很多高校也与软件企业共同合作，从多方面共同推动BIM在中国的普及和创新。

BIM技术的应用在我国得到了很好的发展，有力地帮助了我国的工程建设行业不断升级，应用BIM技术也使我国工程建设行业内涌现了一批经典项目。以由中国建筑第八工程局有限公司承建的天津周大福金融中心项目为例，该工程建筑高度为530米，地上100层，地下4层，项目建成后将是一个集商场、办公、住宅、酒店餐饮为一体的综合性大楼。其中，大楼的裙楼部分为商场，底部36层为甲级写字楼，中间47层为高级酒店式公寓和超五星级酒店，顶部为天际观景餐厅，该项目将成为滨海新区核心商务区内体量庞大的商业综合体，为区域旅游产业和国际影响力起到拉动作用。天津周大福金融中心项目的难度不在于它的高度，100层的塔楼钢结构呈不规则螺旋上升，施工难度属国内首位。这个项目立足于总承包企业的实际需求，采取“全员、全专业、全过程”BIM应用模式：在项目招投标阶段，通过BIM模拟项目的重难点用于辅助投标决策 ；在具体施工阶段，通过BIM的直观性和仿真性进行提前预估、预判、预演及交底，确保了施工过程管理的有序和有效。同时，施工团队根据项目自身情况应用了行业成功的发展平台，用参数化、可视化设计实现幕墙高精度加工。用BIM和三维激光扫描技术助力偏差分析；用无人机航拍技术实现工程的可视化管控，并搭建了总包管理平台等，确保工程质量的一次成优，同时能有效的进行成本管控并提升作业效率，有效提升了项目的质量、成本、进度和安全的管理水平。

广州地铁设计研究院的地铁7号线南村万博站是我国第一个运用了“四合一”BIM流程的地铁项目。该项目所有阶段的统一管理都依靠一个协同管理平台展开，这个平台连接了施工进度和站点信息的3D模型，从而实现可视化仿真。在该项目的整个施工过程中，运用了计算机进行潜在问题预测，并及时优化项目方案。

香港上水石湖墟污水处理厂项目则展示了BIM技术在香港的最新应用，该项目也是目前大中华区运用BIM技术设计的大型污水处理厂之一。在现有复杂、拥挤的管道区域建造新的扩展领域并不容易，该项目采用了一个完全集成BIM应用的工作流程，以协调包括建筑、结构、工艺、机电和土木工程在内的多学科设计任务。

在台湾大学医学院中心医院的建设中，基于BIM技术，相关团队开发出了两套平台，前者可依照业主及项目需求提供定制化的平台模组，后者则结合虚拟现实技术，帮助医护团队直接了解建筑的设计内容，增进项目团队的沟通效率，从而做出更符合实际医疗作业的最佳建筑设计。在这个项目的建设过程中，VR和AR技术的应用为设计者提供了高仿真的虚拟现实体验。未来，通过BIM技术整合AR和VR技术还将做出更多不一样的跨界平台。

技术革命方兴未艾

在互联时代，所有的信息都是互通的，建设项目的进度表、数据、人员都是互相连接的。但是互联的意义还远不止于此。利用信息技术，还可以把项目的各项数据，无论是3D图纸、2D图纸，还是电子表格、word文档都可以集成在一起组成数据集。数据之间可以无缝连接，不论数据原先是什么格式都可以实现互通。利用相关软件可以集中项目数据和相关建造文件、预置文件，以及建造现场产生的数据，并按照不同的主题进行检索。除了这些信息可以互通互联之外，工程师和建筑师之间也能够进行信息共享，更高效地和项目相关方进行协作，从而对项目实现可视化的管理。

利用物联网技术，还可以在建筑工人身上安装传感器，了解相关工程作业过程中的安全隐患，比如实时跟踪建筑工人的位置，了解他们可能出现或面临的安全问题，从而更好的提升整个建筑行业劳动工作的安全性，大大改善施工安全环境。同时，通过安装在施工现场的传感器还可以了解到项目的进展情况，在出现问题之前就能够及时发出预警，提早解决问题。利用检测温度、湿度的传感器，不断跟踪了解建筑中需要哪些设备，或者是哪一个设备需要进行维护和调整。这些设备本身也有自己的传感器，一旦设备出现故障，就会发出预警，让工程人员及时赶到并解决问题。

创新技术已经给我们的世界带来了很大的改变，一个新时代正在到来，这个时代给人们带来了很多新体验和技术革命。这场技术革命方兴未艾，目前可能还没有感觉到它的冲击和巨大的力量。未来，技术革命所带来的变化会逐渐显现出来，当然，最大的挑战是要把这些数据用于管理，所有来自设计方、施工方、管理方的信息都应该整合起来。而在项目升级或者打造新项目的过程当中要用到大数据、人工智能和机器学习等创新技术，把这些知识用于未来的项目建设当中，未来的建筑业才能更快发展。