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在人们印象中,房地产与建筑都是传统的、落后的行业。当其他行业都在工业化甚至智能化的时候,大部分的工地依然在拼人力。

这并非错觉。有统计显示,建筑行业在科研创新和新技术的投入还不到总收入的1%,远低于其他行业。

不过,这种现状,在这几年也在悄然发生改变。

2022年,住建部就已经列出了首批24个城市(北深广以及21个二线城市),进行为期3年的智能建造试点工作。随后,各地纷纷将智能建造纳入到建筑业的考核任务,并在国资国企投资项目及政府投资项目中率先进行推广。

如今,试点城市已逐步形成了一些经验成果。传统的项目建造模式,正在面临颠覆性变革。

 多地试点智能化建造
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多地试点智能化建造

围绕项目全周期的技术变革正在来临

经过前面两年的试点和推广,绝大部分智能建造试点城市均已发布了相应的智能建造实施方案。

综合各地文件来看,目前智能建造融合了工业化、智能化、数字化等多重技术,覆盖从设计-制造-施工-管理等项目全生命周期的各个环节。各地也打造了一批标杆示范项目,从这些项目身上,可以窥见当前智能建造的基本雏形。

1、设计数字化,从二维图纸升级到三维模型

从最初的手工绘图,到后来电脑绘图,而今的设计图纸正在经历又一次进化——从二维图纸,到三维模型。

项目从前期的设计方案阶段,就开始采用全过程BIM技术,将结构、机电、消防等多个专业设计的内容集成于一体,实现各专业之间的有效配合和无缝衔接。

BIM的运用,实现了图纸从二维图形到三维模型的转换。利用BIM对重点施工环节进行工序分解,明确各阶段、各单位界面交接,更加直观的指导现场按“模型”施工,便于现场人员理解,有利于减少错漏碰缺,加快施工进度。 管好进度、质量、安全,项目开发更有序,戳此了解

各试点城市在打造标杆 项目时,都将BIM运用作为一个重要选项。尤其是在管线优化布局方面,强调加大应用力度。

比如 中海 阅湘台项目的 地下室管综模块,通过BIM深化,实现了结构穿墙套管、填充墙穿墙套管 、桥架接地点的精准预埋 。

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地下车库管线布置。来源:长沙市房地产开发协会

得益于地下管网的 分层综合 排布,最终达到了 车道标高不低于2.8米,车位标高不低于2.5米的效果,打造了一个宽敞明亮的地库。

2、发展模块化集成建筑,实现制造与建造分开

相较之工程建造,制造业的生产流程早已实现高度模块化,大部分零件都可以在工厂生产加工,最后再进行统一组装即可。而工程建造绝大部分的工序都需要在现场完成。

智能化建造,就是要将一部分现场工序从工地搬到工厂。

当前,各地都在大力倡导的模块化集成建筑:将建筑整体分割成一个个三维模块,模块内部品部件等先在工厂生产制作,再运输至现场进行拼装,实现像“搭建积木一样组装房子”。

显然,模块化集成建筑,更适合那种标准化程度高,模块类别少的项目,比如,酒店、宿舍、办公楼等。因为,批量化可以降低制造成本。

而在住宅领域,保障房以及作为临建的售楼处,也适合纳入模块化集成模式的范畴。

以试点城市深圳的一个保障房项目为例,项目将建筑整体拆分为一个个的独立空间单元,每个空间单元的结构、装修、水电、设备管线、卫浴设施等大多都在工厂生产制作,然后再运送到施工现场进行吊装。

该模式下,项目进度得到显著提升。从开工到交付,整个项目建设周期仅为一年,比传统建造方式缩短了约三分之二。戳我,了解让项目达期达产达效的管理神器

在售楼处应用也是同样的道理。有房企采用集装箱钢架构主体来制作售楼处,箱体先在工厂完成90%的装修工程,等地块开工的时候,将装修完的箱体运送到现场,只需一周拼装,售楼处便可对外开放。在项目销售结束后,把售楼处拆分为一个个箱体打包运走,下个项目可以继续使用。

这样一来,模块生产和现场施工可以同步进行,突破传统流水作业的时空顺序,大幅减少现场施工工序,从而缩短达到缩短工期,减少现场污染物生成的效果。

3、以机器替代人工,彻底扭转传统施工方式

据国家统计局统计,截至2023年,我国农民工平均年龄已经达到了43.1岁。由于农民工老龄化且“后继无人”而带来的“用工荒”问题,一年比一年严重。

如何用机器替代人工作业?是官方及企业都不得不考虑的问题。

此前,地产行业已有部分企业在探索这一命题。这几年,在各地积极推动下,一批建筑机器人被送进工地,“机器人盖房”进入落地阶段。

例如,中建四局研发的“云端智能建造工厂”,在各地多个试点项目中得到应用。

该体系由支撑顶升系统、智能控制系统、钢平台系统、智能装备系统、围护结构系统(挂架)、模板系统灯光六大部分组成。

应用了八款智能机器人进行集群交叉流水作业,可实现现浇结构的钢筋转运作业、混凝土作业、模板作业、安全巡检等四大场景的自动化、流水化施工。

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来源:中建四局

此外,系统中的设置了可变构件单元,可构建出空中的 办公和休息区域,从而形成人机协同的类工厂化作业环境。该装备在中建四局投资建设的超高层写字楼、保障房、商品房等多种业态中都有应用。

4、智能化管理,为高效安全的建造保驾护航

过去,施工现场的管理主要依赖于人力,受人的活动范围及人员水平的限制,工地安全事故、工程质量缺陷、工人管理等难题长期困扰着房企及施工单位。

智能化设备的应用,可以在一定程度上突破人力在时空上的局限,通过数据采集、分析、监测、警示,AI辅助检测等手段,实现更精准高效的现场管理。

比如,在工地上布置AI智能监控,可以实现全覆盖管理,自动识别、抓拍安全隐患。一旦有工人未戴安全帽,系统自动发出警示,实现远程监管。

再如,借助传统器,来对现场塔机作业情况进行实时监测,实现了塔机的幅度、高度、回转、载重、力矩、风速、防碰撞、吊钩可视化,并采集卸料平台的载重、倾角等数据,一旦塔机出现异常系统将自动发出预警,提高现场作业效率和安全性。与此同时,建立机械档案,定期对设备进行维保、巡检等,进一步防范设备安全事故发生。

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 智能化建造落地仍有阻力
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智能化建造落地仍有阻力

将倒逼房企内部管理全面升级

作为建筑业向“高质量发展”转型的关键路径,智能化建造对于房企及建筑企业而言,将带来从技术到管理的全面升级。

不过,智能化建造虽然势在必行,却也存在一定的执行障碍。

举例来说,以BIM 为基础的"无图建造”,是驱动项目全周期数据化的关键,前期的三维模型如果能与后期管理数据打通,将形成建筑的“数字”档案。

而事实上,现有的BIM建模,仍然只是一个设计模型,主要是设计师在使用,不包含加工、建造和管理信息。换言之,设计图纸与部品部件生产,以及现场施工仍然是脱节的。

诸如此类的问题,也是限制智能化建造推广的因素。

智能化建造的实现,不仅仅需要突破技术门槛,也需要企业内部管理变革来配合。这也将倒逼企业进行自我升级调整。

1、实现智能化建造,需全流程全成员打通

如上述所言,目前智能化建造的一个阻力,在于前后端的打通。

以模块化建造为例,很早之前各地都在推广,但落地效果却不尽如人意。

比如有的模块在工厂生产好了,到现在发现与预留的空位不相符,拼装不下去,又得拉到工厂返工,造成了人力物力的浪费,没提高效率反而拉低了进度。

这是因为,设计与部品部件的制造,以及现场建造是分开的,建造阶段是在拿到图纸之后按图施工,对设计阶段的参与少,话语权低,导致产品设计与施工工艺之间常常是割裂的。

这要求,企业必须形成大生产、大协同模式,即内部各专业的横向拉通,及上下游企业的纵向协同。

设计、施工、成本、运维等各专业,以及外部的合作方,共用同一套系统,用同一种沟通语言,实现设计、成本、建造甚至运维一体化,解决建造过程碎片化、割裂化的现状。
2、向制造业取经,项目建造需提高标准化程度

相比于房地产,制造业的智能化程度明显高出不止一个层次,两者间的差异主要存在于:

制造业是先有标准化零部件,再拼装成产品;而建筑业是先做产品整体设计,再拆分成各个零部件。标准化程度要低得多,很多非标的部品部件,无论是生产还是安装都是效率低成本高。

向制造业取经,首先要实现产品标准化。先有零件,再有产品。

不过,房子和工业品并不完全一样,房子很难完全标准化。

事实上,房子整体可以个性化,但关键点关键做法可以标准化,比如檐口排水、卫生间防水、地下室排水等。一些部品部件也可以实现标准化,例如此前已经应用得比较成熟的整体淋浴房等。

3、发展智能化建造,需要先补足人才空缺

自人工智能诞生之日起,关于智能设备会不会取代人的争论就没有停止过。

其实智能化与人不应该被放在对立面。因为,建造智能化,也离不开大量的人工干预。

比如说,运用BIM技术能实现二维图纸向三维模型的转变,但模型形成之前的需求采集,需求分析,以及将需求转化为设计语言的过程,都需要人来完成。

现场以机器替代工人进行作业,也需要有专业的人才研发机器,以及操控指挥机器;就算是施工方面,现场作业减少了,却也需要懂工程流水线拼装的产业工人。

目前,既懂设计与建造,又懂智能技术的复合型人才,别说在个别房企,就是放眼整个行业,都是极度稀缺的。

各地在推广智能化建造的同时,也在加大相关人才的培养力度。

比如深圳,这几年都在推动本地高校设立智能建造本科专业,并已招聘了首批学生进行培养;另外,也依托建筑工人实训基地和装配式建筑实训基地,开设智能建造相关技能的培训课程,为社会培育产业工人。

正如有些土木工程人说的,即便是智能时代,土木工程不会失业,只不过是换种方式干土木罢了。

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