隨著科技創新的快速發展，智能建造技術已滲透到建筑業的各個層面，引領著一場前所未有的產業變革。而建筑業的科技創新不僅提高了建筑的效率和質量，而且推動了建筑設計、規劃和管理方式的全新變革。這種變革不僅體現在科技層面的創新，更深刻地影響著建筑業的商業模式、價值鏈、人才培養機制和跨界合作與創新。
《“十四五”建筑業發展規劃》中提到：2035年遠景目標之一是“躋身于智能建造世界領先者”，發展目標為顯著增強“新型建筑工業化、數字化和智能建造水平”。依賴于前沿性的現代信息技術發展，輔助以數字建造核心技術，實現智能建造全周期的高度協同和融合，助力工程建造工業化、服務化和平臺化變革。通過向全社會提供“人與環境、自然和諧共生”的綠色建筑產品，構筑數字化建造生態框架。以綠色建造、智能建造、工業化建造和全球化發展的四大核心科技，從而實現數字化建造推動建筑產業鏈的變革，達成大數據驅動智能建造過程的工程決策。我國建造高質量發展目標如圖1所示。
圖1 我國建造高質量發展目標
近年來，我國建筑工業化、建筑機器人等科技創新技術發展迅速，通過智能建造技術在于利用先進的數字化技術和智能化系統，實現建筑全生命周期的信息化管理和控制。這一變革要求行業構建一個開放、協同、高效的創新生態系統，從而促進產業鏈升級。
因此，如何以智能建造領域建筑業科技創新的影響作為發力點，對于推動建筑業升級和高質量發展具有較強的作用機理。
1 建筑企業轉型升級
1.1 行業發展趨勢與分析
隨著我國建筑業市場需求增長的放緩，行業正在經歷由快速增長向成熟發展階段的轉變，標志著市場進入了以存量優化升級和新型城鎮化發展為特征的時代。我國建筑業發展呈現以下六大趨勢。
1.1.1 主體市場增速放緩
從行業視角來看，建筑業在城市升級需求的推動下，仍展現出強勁的發展勢頭。我國作為世界建筑市場增長的核心動力，仍將是世界建筑市場增長的主要驅動者。這一階段的增長點主要集中在新興業務領域和重大基礎設施項目中。同時，在金融監管加強、穩杠桿、減負債和化債等政策環境下，行業總體增速預計將有所趨緩。隨著建筑工業化的快速推進，裝配式建筑比例的持續攀升，建筑智能化技術，如BIM、物聯網、大數據、人工智能、智能裝備以及產業互聯等新技術，正在顛覆傳統建筑產業的面貌。
此外，建筑綠色歷來深入人心，“碳中和”目標成為行業發展的新趨勢。這些變化對建筑企業在經營理念、建造方式、組織架構、管理模式以及產品形態等方面都提出了新的影響和潛力。
1.1.2 新型城鎮化進程的機會涌現
國家城市化進程的深度推進必將帶來極大的建設機遇。2019年末，我國城鎮化率60.6 %，預計到2030年城鎮化率將達到70 %，城鎮人口將增加近1.5億人。新型城鎮化戰略的穩步推進預示著建筑業將步入成熟階段。因此，交通運輸密集、需求強勁的地區及沿海沿江經濟較發達區域的基礎設施展現出廣闊的發展空間，如長三角地區、京津冀協同發展區、粵港澳大灣區等區域均表現出顯著的增長潛力。此外，人口大量流入、市場租金高的一線及強二線城市的城區建設也蘊含著巨大的商業發展機會。
1.1.3 國家新舊動能轉換的建設機遇
隨著國家新舊動能轉換煥發出的新一輪建設浪潮，在培育新動能、改造舊動能的過程中，各個產業發展的驅動力將發生根本性的改變。一方面，人工智能、量子技術、生物技術等新一輪科技創新和產業變革正在匯聚能量，催生出了新產業、新業態和新模式；另一方面，電力、鋼鐵、煤炭等傳統產業也正在運用新技術化解和淘汰落后產能，實現產業的改造與升級。
1.1.4 數字經濟對智能建造的引領
從行業趨勢看，建筑業作為國民經濟的重要支柱，產業的地位依然穩定，在新發展格局中大有可為。中央經濟工作會議強調：“要高度關注民生基礎設施補短板，助推新型城鎮化和區域協調的全方位發展”“要振興數字經濟，提高新型基礎設施投資力度”“要實施城市更新行動，推進城中村治理和城鎮老舊小區改造”。與此同時，建筑行業已向智能建造與新型建筑工業化協同發展、綠色發展全面轉型升級，對建筑企業的技術革新、管理創新等提出了更高的要求。
1.1.5 產業鏈一體化機遇
產業鏈上下游市場仍存在機會。建筑行業的產業鏈包括制造、EPC、地產、運營等多個環節。制造業務拓展的潛力在于建筑工業化和智能建造裝備。EPC拓展的潛力在于EPC 模式優化升級、勘察設計咨詢專業服務、集中采購等。地產業務拓展的潛力在于新型城鎮化帶來的城鎮開發、城市更新等。運營業務拓展的潛力在于基礎設施運營、城市運營、物業運營、產業運營等。此外，產業鏈一體化拓展潛力大，體現在投資開發建設運營一體化、行業平臺集成化、智慧城市的數字化方面。
1.1.6 國際環境的挑戰與風險
從國際形勢來看，機遇與風險并存。隨著國家持續推動高質量共建“一帶一路”，沿線建筑市場需求較大。但由于國際環境嚴峻復雜，海外市場的拓展仍存在一定的風險和不確定性。
1.2 行業轉型升級與發展
1.2.1 建筑業轉型升級需求
如今建筑業已經掀起一股產業數字化浪潮，將對傳統建筑業帶來顛覆性的革命，也蘊含了較大的價值重塑機遇，跨界融合將引領行業步入“新時代”。
建筑企業為了在激烈的市場競爭中脫穎而出，首要核心是提高競爭力，科技、效率、人才和品牌成為關鍵的發展要素。特別在強化科技創新方面，企業需要聚焦科技創新自主能力，堅持以原創性技術策源地的研發為目標，以“產學研用”為路徑，開展基礎研究和應用基礎研究的能力。在“卡脖子”的核心技術攻關、提高科技研發投入產出效率、增強科技創新體系效能上不斷實現新突破，按照層次遞進的原則真正走通從科技強到企業強、產業強、經濟強的升級通道，將科技創新成果發展為新質生產力。
1.2.2 建筑產品發展方向
建筑產品將聚焦于綠色化、數字化和智能化。在“雙碳”背景下，綠色建筑成為必然趨勢，建筑企業勢必在建造方式、建造技術、新材料使用等諸多方面加快變革進程。數字化升級也將給建筑企業組織架構、管理模式帶來全新變革，促進企業決策科學化、組織結構扁平化和業務流程透明化。這意味著建筑企業要更加注重數據的收集和分析。
智能化以數字技術為基礎，借助人工智能、機器學習等技術，對建筑企業帶來的影響主要是產品服務模式的迭代升級和產品的附加值，涉及智慧城市、智能交通、智慧工地等領域，將持續推進建筑企業向綜合服務商升級。
1.2.3 科技創新重塑市場
新興技術正對建筑產業鏈上的關鍵環節帶來了巨大影響和沖擊，設計、施工、材料供應、運用維護等關鍵環節正經歷深刻變革。設計階段的關鍵技術提高了設計效率和精度；施工階段機器人、3D打印、無人機監測等智能化工具的應用，有效提升了施工質量和安全性；運維階段大數據分析和智能監測系統的引入，則提高了建筑設施的能效和運維效率。科技創新案例見表1。
表1 科技創新案例
2 建筑科技創新助力企業目標實現
2023年國有資產監督管理委員會提出：堅持“一個目標”，用好“兩個途徑”，圍繞“一利五率”的目標管理體系，強化科技創新，以極速強化基礎研究和應用基礎研究的能力為根基，攻克前瞻性核心技術并進行孵化。通過謀劃實施多輪次的國企改革深化提升行動，帶領建筑企業圍繞提高核心競爭力和增強核心功能的重要目標，進一步優化生產效率、加大科技創新、提高風險防范能力。科技創新的重點將圍繞智能建造裝備發展、新型工業化建造以及智能建造整體解決方案等前沿原創技術研發、關鍵核心技術攻堅、產業創新技術應用的研究，并通過科技成果的轉化與應用，實現科技創新對市場、現場的引領作用，實施科技興企和增強品牌影響力。
2.1 智能建造裝備的應用與發展
智能建造裝備領域將打造以關鍵建造技術裝備、主材生產裝備、自動化輔助裝備為核心的智能裝備業務。圍繞“雙碳”目標，推進綠色低碳技術和產品研究。圍繞新型城鎮、新基建、城市更新等領域開展核心技術研究與應用。圍繞關鍵建造裝備與材料開展研究，通過建造裝備智能化，推進建造方式向高端演變，打造行業差異化競爭新優勢。
智能建造裝備的發展通常集中在施工安全裝備、監測測量裝備、施工生產裝備、部品部件加工裝備和輔助施工裝備等領域。在施工安全領域，通過AI技術實現實時監測工人的安裝狀態，及時預警潛在的危險。監視測量領域將實現更高效的數據采集和分析，為施工提供更準確的決策支持。施工生產裝備將更加智能化、自主化，能夠自主完成復雜任務，提高施工效率和質量。部品部件加工裝備將注重智能化和定制化，能夠根據需求進行快速、準確加工生產。輔助施工裝備也會持續關注人性化和環保性，例如通過智能感應技術實現節能降耗，通過可穿戴設備對工人健康狀態進行實時監測。
鋼筋自動化生產線在房建領域的應用案例見表2。
表2 某房建項目案例
由表2可知，通過對鋼筋半成品的自動化、高效加工，可以減少現場工人數量，確保加工精度和生產效率，促進生產鋼筋在現場的使用。
2.2 新型工業化建造應用與發展
新型工業化建造主要是指建造工業化與智能化的深度融合，重點應用為新型建筑工業化、建筑科技、全產業鏈、綠色建造和PC/PS/部品構件等。
依托裝配式建筑，打造混凝土構件PC、鋼結構構件PS等設計、制造、安裝一體化的建筑工業化全產業鏈融合一體化業務，顯著提高建筑質量和產業協同發展。依托建筑機械智能化升級，積極布局建造裝備、材料生產裝備和智能化輔助裝備等建筑裝備制造業務，通過引入自動化生產線，可以實現建筑裝備的遠程監控、智能調度和故障預警等功能，培育制造品牌。
通過新型建造工業化提升建筑精度，重塑建筑過程管控，提供可持續、質量穩定的產品。通過綠色建筑工業化和產業升級，降低建筑碳排放，降低建造、運營全過程能源消耗，助力建筑行業的升級和可持續發展。
2.3 智能建造整體解決方案升級
以科技創新引領智能建造產品升級迭代。圍繞先進的制造設備和智能設備打通智能制造和智慧施工全流程，逐步形成項目全生命周期的建造體系。例如：以智能建造裝備工業互聯網、新型建筑工業化、鋼結構全生命周期智慧管理、屋面智慧建造、裝飾裝修智慧建造、機電智慧建造、裝配式機電為主的智能建造整體解決方案。
智能建造裝備工業互聯網可實現智能建造裝備的遠程監控、故障診斷、預測性維護等功能。新型建筑工業化集聚了設計、生產和施工等全產業鏈，實現了建筑產品全生命周期價值最大化。
鋼結構全生命周期智慧管理不僅可以實時監測鋼結構的運行狀態，及時發現并處理潛在的安全隱患，還可以對鋼結構的使用壽命進行預測和維護。
屋面智慧建造利用先進的制造技術和智能裝備，實現屋面的自動化生產和精準施工，實時監測屋面的溫度和濕度等環境參數。裝飾裝修智慧建造主要利用數字化技術和智能設備，實現裝飾裝修的精準設計和高效施工，利用機器人和自動化設備實現自動生產和精準安裝。
機電智慧制造利用物聯網、大數據和人工智能技術，實現機電設備的智能化管理。
裝配式機電通過預制化的機電模塊和標準化的接口設計，降低現場施工的難度和風險，提高機電管線、設備的安裝效率和質量。
某科技建造集團以智能建造解決方案提供商為定位，聚焦建筑機器人、建筑數字化、新型建筑工業化等產品的研發、生產和應用，實踐新型的建筑施工組織方式。通過科技創新和模式創新，探索行業高質量可持續發展的新路徑。截至2023年2月，該公司在研建筑機器人近50款，已有33款建筑機器人投入商業化應用，服務超600個項目。
2.4 智能建造科技成果轉化重點
科技成果轉化的重點要聚焦三大智能建造核心技術，推動生產建造模式根本變革；以生態優先、綠色發展、創新驅動為主，向安全綠色快速智慧發力，構建自然和諧的生態宜居環境。
通過逐步推行“三大智能建造”技術，保持企業總成本領先，加速推進項目標準化建設，完善履約考核機制，采取科技創新和突破關鍵施工技術為技術支撐，提高均質化履約水平，將完美履約思想貫穿于項目管理全員、全生命周期中，打造均質化的履約體系，從而實現智的增益。新建造體系如圖2所示。
圖2 新建造體系示意
通過智慧賦能對管理活動、數據采集和智能裝備等生產要素的有機連接，以及數字鏈接的重構建筑業和工業之間的通道，提供科技支撐體系。通過軟件到平臺信息系統建設的架構升級、層級化向平臺化的運營模式升級，實現核心競爭力。通過以建筑機器人為代表的數字化工程機械和以人工智能為代表的數字化工廠等，以自研產品和技術連接實現全新的建造方式變革。
3 企業數字化與智能建造技術融合
3.1 企業系統性數字化升級路徑
企業通過系統性數字化重塑智能建造全業務鏈的深度融合，形成產業互聯。統籌推進內外部資源優化整合和科學配置，推動數字化與建造全產業鏈的深度融合，充分發揮規模化、平臺化、集約化優勢。
加強項目現場環境監測、智慧調度、物資監管、數字交付能力，實現數據化管理、規范化管控和系統性協同。系統性數字化構建如圖3所示。
圖3 系統性數字化構建示意
推進企業運營管理平臺和項目管理平臺的協同應用一體化，提升用戶體驗，實現實時、精準、多維度、可穿透的項目全生命周期動態數據分析，支撐企業扁平化精準管控。
將數字化技術與業務管理深度融合，實現業務流程重組、生產組織變革和運營管理優化，從而實現企業高質量的跨越式發展。
3.2 數字化升級實現企業管理提效
“低成本建造、高品質履約”一直是企業追求的融合發展路徑。將經驗管理向數據管理轉變，構建建筑產業需求數據庫，提取工程項目施工效益數據、施工算量及成本數據庫，為施工建筑進行數據建模、進行工效分析。構建行業全要素大數據庫，對上下游企業進行評估。
基于工人數據信息打造工人用戶畫像，分類搭建“收入指標庫”和“成本數據庫”等，以需求為驅動、以解決業務問題為優先的基于全樣本數據的科學決策體系。
基于管理自動化和決策自動化，聚焦計劃管控體系，實現計劃智能分解、任務自動分發、數據自動分析等智能化場景。通過用數據決策、用數據創新，向自動化決策逐漸演進，提高企業治理成效。研究“人、機、料”生產三元素組織技術和時間空間綜合利用技術，構建智能化科學管理體系，形成項目管理智能總承包管理能力和建造能力。
4 結束語
建筑業作為實體經濟的核心組成部分，其跨越式的高質量發展對于構建和重塑現代化經濟體系具有舉足輕重的作用。
為了達成該目標，必須充分利用云計算、大數據、物聯網、5G等移動互聯網、人工智能等先進的數字化賦能技術和新技術下的數字生態，深度融合智能建造與建筑工業化協同發展，積極構建適應業務特點和發展需求的一體化數字賦能平臺，形成數字驅動的產業鏈和價值鏈，從而提升整個行業的施工效率和競爭力。
以智能建造技術為推進器，企業數字化升級已成為不可逆轉的趨勢。建筑企業要以“云網端”為藍圖，即可實現建造產品的智慧化、建筑產業的互聯網化以及數字業務的全面化，為建筑業價值鏈和全聯結的數字驅動管理和效益注入新引擎。打造面向端和面向產業開放的能力中樞，建設建造產業互聯網，將助力建筑行業建設千人千面、多端合一的服務端，為管理層、員工、產業參與者等多樣化用戶的各類服務場景提供統一服務，滿足不同用戶在不同場景下的需求。
科技創新和賦能是建筑業由大規模向高質量智能建造升級的關鍵路徑。形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營維護等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系，走出一條內涵集約式高質量發展的新路已成為趨勢。
總體來說，建筑業的高質量發展需要依靠數字化賦能的技術和新技術下的數字生態。通過深度融合智能建造與科技創新，構建一體化建筑業數字平臺，實現產業鏈和價值鏈的數字化驅動，是助推行業向更高質量、更高效率方向發展的必然趨勢。
