日期:2024-10-11 来源: 建筑杂志社 浏览量:223
建筑业是最古老的传统产业之一,是国民经济的重要组成部分,也是新质生产力发展和应用的重要场景。建筑业新质生产力在体现广义新质生产力深刻要义的同时,又具有鲜明的行业特征,从理论层面对其逻辑内涵进行系统梳理,对促进建筑业持续健康发展具有重要意义。智能建造在新质生产力演进的各环节都发挥着重要作用,是打造建筑业新质生产力的有力抓手和技术支撑,二者是以“智”赋“新”、以“新”促“质”的关系。
当前智能建造推进情况与形成建筑业新质生产力之间尚存在一定差距和障碍,现结合理论分析与发展实际提出以智能建造推进建筑业新质生产力的实施路径,以期为加速建筑业工业化、数字化、绿色化转型,实现高质量发展提供有益思路。
一、发展建筑业新质生产力意义重大、逻辑明确、内涵丰富
(一)发展建筑业新质生产力是顺应形势的必然选择
建筑业是国民经济的支柱产业。2023年,我国实现建筑业增加值8.6万亿元,国内生产总值占比达到6.8%,提供就业岗位超过5 000万个,发展规模和效益持续提升,从建造大国迈向建造强国的步伐不断加快。然而长期以来,我国建筑业生产方式粗放、劳动效率不高、科技创新能力不足、与先进制造技术和新一代信息技术融合不够等问题仍然存在,制约了行业发展。在转型升级的背景下,在资源环境约束挑战下,在提升建筑品质的要求下,培育建筑业新质生产力能够加快对传统生产力和生产关系的革新,有利于激发建筑业转型升级的内生动力,构建资源消耗低、环境污染少、能源结构优的可持续发展体系,通过科技创新、方式变革、产业升级等完善全生命周期品质把控,是推动建筑业高质量发展的必由之路。
(二)建筑业新质生产力演进迭代的内在逻辑
回顾人类生产力发展史可以发现,每一种生产力都是根据特定历史条件下物质技术状况和劳动者社会结合状况逐步演进形成的,建筑业新质生产力的产生、发展和迭代同样具有完整的逻辑链。其源头是人民对美好生活的需求,驱动是技术层面和制度层面的改革创新,表现是劳动者、劳动资料、劳动对象三要素的升级和优化,作用是全要素生产率的大幅提升,从而催生新产业、形成新模式、创造新动能,建筑业新质生产力由此孕育而成,在这一闭环内周而复始、迭代升级(见下图)。
(三)建筑业新质生产力体现为创新、提质和变革
1.“新”:理念、驱动、载体、方式的多维创新
一是新在发展理念。新质生产力是符合新发展理念的先进生产力质态,显著特点是创新,内在要求是协调,重要体现是绿色,必由之路是开放,本质要求是共享。二是新在驱动引擎。科技创新是发展新质生产力的核心驱动力,新一代信息技术颠覆发展方式,新一代制造技术奠定坚实基础,新一代建造技术赋能行业发展,建筑业进入创新驱动高质量发展的新阶段。三是新在支撑载体。具体的产业和产业链是新质生产力的支撑载体,新质生产力推动了传统建筑产业转型升级,并催生了一系列战略性新兴产业和未来产业,共同为生产力发展厚植沃土。四是新在发展方式。新质生产力本身就是绿色生产力,建筑业新质生产力具有保护生态环境、促进人与自然和谐共生的内生特点,与城乡建设领域“双碳”目标高度契合。
2.“质”:生产力本质和行业发展质量的提质增效
一是实现生产力的质变。随着生产工具从天然工具、工业化机器、自动化机器到计算机不断演进,生产力也完成了从人工、工业、现代化到信息化的质变。建筑业生产力的演进历程不像工业那样明确,上一代生产力仍存在机械化水平不高、工业化转型不完全、信息技术应用不够等问题,新质生产力更体现了生产方式的质变和新旧动能的转换。二是推进发展质量跃升。一方面,通过数字技术、先进装备、智慧平台的使用,新质生产力能够有效降低建筑工程全生命周期的人工投入,提升作业效率,缩短建设工期,全面提高劳动生产率;另一方面,通过建造方式和技术的创新、组织实施方式的优化和管理体制机制的变革,新质生产力能够重塑行业生态,以高品质的产品和服务推进建筑业供给侧改革,实现建筑业高质量发展。
3.“生产力”:劳动者、劳动资料、劳动对象的重大变革
一是更高素质的新型劳动者。劳动者是生产力中最具活力和创造力的要素,新质生产力对产业工人、专业技术人员、管理人才等各类建筑业劳动者都提出了更高要求。二是更具科技含量的新型劳动资料。劳动资料是生产力的动力源泉,新质生产力孕育出一大批更智能、更精密、更高效的建筑业生产工具,如人工智能、高精尖施工设备、数据平台等。三是更广范围的新型劳动对象。劳动对象是生产力的物质基础,新质生产力极大丰富了建筑业劳动对象的种类和形态,不仅物质型劳动对象的获取途径不断拓展,还产生了一系列可加工、易储存、智能化、协同性的数字型劳动对象。通过三者优化组合推进了现实生产力的提升。
二、智能建造是发展建筑业新质生产力的重要抓手
(一)智能建造的内核与建筑业新质生产力高度一致
首先,二者都是以生产率提升和高质量发展为目标。英国、日本等发展智能建造的初衷都是降低建造成本、提高建造效率,我国也明确了智能建造的发展目标是劳动生产率明显提高,产业优势不断增强,与新质生产力方向统一。其次,二者都是以以信息技术为主的科技创新为强大驱动力。智能建造概念的提出源于新一轮科技革命和产业变革,而当前信息技术是全球研发投入最集中、创新最活跃、应用最广泛、辐射带动作用最大的技术创新领域,与新质生产力产生的契机和动力一致。最后,二者都是以数据这一新型劳动对象为最核心要素。与传统建造方式相比,智能建造最显著的特征就是突出数据的作用,工程全生命周期数据的流转应用对建造过程和管理决策具有重要影响,与新质生产力依赖于同一载体。
(二)智能建造对发展建筑业新质生产力起关键作用
1.智能建造源于并反向激发建筑业技术创新
智能建造起源于建筑业信息技术创新。人工智能技术不再停留于体力取代,而是获得了自我学习能力,人脸识别、图像翻译、智能推荐等功能在建筑领域广泛运用。物联网技术突破了低精度、滞后性瓶颈,逐步形成空、天、地、海一体化的移动群智感知网络,能够有效监测建设工程项目施工及运行情况。BIM技术进入国产化自主研发新阶段,广联达、中国建科、构力科技都致力于研发安全可控的自主化BIM产品……一系列信息技术创新对智能建造起到强大的驱动作用,又在智能建造的发展中得以迭代升级。
智能建造体现为建造技术创新。建筑工业化是建筑业向大规模个性化定制的制造业转型的关键,必须与智能建造相互促进、协同发展。装配式建筑是建造方式的重大变革,随着智能建造的推进,装配式技术也全面应用在主体结构、内外墙、管线、装修等建筑领域,不仅取得了节点预制、减少碰撞、提高精度等一般性创新,还向着模块化集成形式演进。智能化手段也颠覆了传统建造方式,智慧工地、建筑产业互联网等技术创新能够打通上下游产业链,引导各类要素有效聚集,这都是智能建造的重要体现。
智能建造带动了制造技术创新。一方面,预制梁、柱、楼板、墙板、楼梯等部品部件是装配式建筑的组成单元,建筑工业化发展将带动部品部件设计、加工、焊接、喷涂等生产制造工艺流程优化和技术升级。另一方面,智能建造对机械设备要求更高,推动了一批高精尖生产和施工设备的创新研发,如具备人机协调、自然交互、自主学习功能的工业机器人进军建筑领域,相关制造技术在原有基础上得到进一步深化应用。
2.智能建造驱动三大生产要素发生颠覆性变化
智能建造要求劳动者能够适应现代化智能化工作环境。产业工人需积极融入智能工厂、智慧工地等现代化场景,学习构件装配、先进生产施工设备使用等新知识、新技能。专业技术人员不仅要掌握建筑设计、结构设计、工程造价等建设工程基础知识,也要了解现代信息技术的基本原理,能够运用智能化工具来解决实际问题。管理人才要充分应用数字化审批和监管平台,高效完成项目审批、质量监管、环境监测等工作。
智能建造改变了建设工程项目全生命周期的劳动资料。在设计阶段,智能建造将传统的图纸、画笔等劳动资料转变为计算机软件,尤其是生成式人工智能的使用能够在早期辅助建筑设计师进行概念设计。在建造阶段,智能建造将传统施工设备等劳动资料转变为各类智能装备,如建筑机器人、空中造楼机的使用让建筑工地更加现代化、精细化。在运维阶段,智能建造将监控、传感器等劳动资料转变为智慧运维平台,对空间、人员、设备、环境、能耗等进行实时监测与分析,实现更健康、更便捷、更可持续的管理。
智能建造推动传统劳动对象延展和新型劳动对象生成。一方面使得有形的传统劳动对象更加丰富优质,一是获取范围从传统的陆海空扩展到深海、极地、太空等领域,二是蒸压加气混凝土、铜铟镓硒发电玻璃等绿色建材在越来越多的项目中被广泛运用,三是建筑材料的隔音、防水、保温、隔热等性能进一步优化。另一方面创造了新型劳动对象—建筑全生命周期数据,通过建筑产业互联网平台加强对数据资源的整合利用,发挥其虚拟化、无限化、动态化的独特禀赋优势,形成建筑业数字化转型的核心竞争力。
智能建造通过促进要素优化组合实现劳动生产率跃升。传统的建设生产活动以大量劳动者的人力投入为主,劳动资料较为简单,劳动对象相对单一,因人工耗时且容易受到人为因素影响,劳动生产率不高。智能建造将劳动资料升级为人工智能、智能装备且大量运用在建设活动中,取代了一部分人工体力和脑力劳动,劳动者占比有所下降,劳动对象更加丰富,不但大大提升了劳动生产率,还保障了质量安全、降低了建造成本。
3.智能建造催生了新产业、新模式、新动能
智能建造在改造提升传统产业、培育壮大新兴产业、布局建设未来产业方面卓有成效。一是推动了传统产业转型升级。以技术创新为路径、以海量数据为载体,智能建造正在补齐建筑业数字化程度较低的短板弱项,全方位、全链条、全过程重塑了传统建筑产业,并带动了传统制造业、服务业的智能化转型。二是催生了一批建筑领域战略性新兴产业和未来产业。智能建造推动了BIM技术等新一代信息技术产业、绿色建材等新材料产业、空中造楼机等高端装备产业、AI设计等生成式人工智能产业和建筑产业互联网平台等生产性服务业的发展,极大激发了产业发展潜力,加快构建智能建造现代化产业体系。
智能建造以新的建造模式带动新的组织模式、监管模式、商业模式发育成熟。一是以工程总承包为基础的新型组织模式。设计、生产、施工各环节割裂的传统组织模式已不能满足智能建造全过程协同、全产业链数据共享的要求,工程总承包、全过程工程咨询、建筑师负责制等组织模式的推进力度进一步加大、实施形式进一步创新。二是以一体化信息平台为载体的新型监管模式。数字化工具的使用能够有效辅助决策、提高监管效能。三是以供应链平台为代表的新型商业模式。如传统建材采购需要供采双方线下交易,需要长时间的谈判和协商,智能建造带动一批企业聚力研发建材线上供采平台,减少交易环节、保障建材品质。
智能建造为经济增长和高质量发展注入创新活力和澎湃动能。智能建造培育了国民经济新的增长点,进一步巩固了建筑业国民经济支柱产业的重要地位。以长沙市为例,2023年全市智能建造产业年产值突破1 600亿元,共有智能建造“专精特新”扶持企业54家、市级智能建造产业基地超30家,拥有产业链上下游骨干企业400余家、制造基地170个,其中湖南麓谷建设工程有限公司在传统施工业务之外开辟了装配式建筑生产线,目前年生产能力达120万㎡,带动就业2 000人,是智能建造稳增长、稳就业的重要体现。
(三)智能建造需要相匹配的新型生产关系推动实现
发展智能建造涉及主体多、领域多、环节多,是一项复杂的系统工程,需要与建筑业新质生产力相匹配的新型生产关系来推动实现。首先,发展智能建造的目标是实现建筑业转型升级,这就需要深入推进建筑业供给侧结构性改革,通过新质生产力扩大有效供给,提高全要素生产率,守住为社会提供高品质建筑产品的初心。其次,发展智能建造要求充分激发企业创新创业活力,这就需要正确处理政府与市场之间的关系,通过新质生产力形成过程中对各类生产要素的优化配置,推动建立统一开放、竞争有序、制度完备、治理完善的高标准建筑市场体系。最后,发展智能建造离不开人才培养和科技创新,这就需要畅通建筑领域教育、人才、科技的良性循环,通过新质生产力推进三者融合发展,以现代化教育造就拔尖创新人才,以战略型、领军型人才引领科技创新。
三、智能建造成效与建筑业新质生产力形成间仍有差距
(一)技术创新待加大投入解决难题
在科技创新投入方面,建筑业企业利润空间缩小,筹资渠道有限,难以形成稳定的科技投入机制,科技创新资金占产值比例普遍偏低,很大程度上影响了技术研发工作的深入开展。在“卡脖子”技术方面,建筑业领域自主创新能力和原创成果较为缺乏,仍需攻克工业软件、融合算法、新材料、高精装备等技术难题,如BIM等核心技术软件主要被国外企业垄断,国产BIM软件虽在加速研发迭代,但在三维图形引擎、精准度等方面与国外软件还存在明显差距。
(二)生产力三要素升级需突破瓶颈
在劳动者方面,产业工人后继不足,“老龄化”问题日益凸显,还未完全掌握适应智能化工作环境的新知识、新技能,具备跨学科背景的专业技术人才和管理人才也较为匮乏。在劳动资料方面,设计阶段相关先进技术还未普及,造成一定重复工作和资源浪费;建造阶段关于智慧工地、数据平台的标准体系、实施路径和监管制度仍在完善中,建筑机器人的智能装备全面推广难度较大,基于BIM模型的审查、交付和存档等还没有政策依据和强制性标准。在劳动对象方面,虽形成了大量数据资源,但数据共享和集成效率较低,各环节间存在信息壁垒,对数据资产缺乏有效开发利用。
(三)全要素生产率提升受成本制约
技术创新不可避免地带来成本增加,一定程度上阻碍了智能建造的进一步推进。一方面,多数设备和平台在企业和项目间不能通用,企业重复研发将耗费大量人力、物力、财力,研发成果参差不齐,应用效果褒贬不一。另一方面,有效的市场机制和激励机制较为缺乏,不少技术成果未能得到有效转化和推广,无法大规模应用,进一步造成建造成本提高,难以实现全要素生产率提升目标。
湖南远大住工装配式工厂
(四)新产业新模式新动能要补齐短板
在新产业方面,传统建筑产业仍需提升工业化升级水平,如装配式建筑的精度、品质需提高,成本需降低,兼具美观和个性化,当前发展情况与这一目标还存在较大差距。在新模式方面,总承包企业资源整合能力相对欠缺,全过程咨询集成性不足,建筑师责权利未统一。在新动能方面,智能建造带动的软件研发、数字平台建设等产业产值计入服务业,智能设备装备研发生产等产值计入制造业,建筑业数字化转型对国民经济的贡献仍需进一步在统计核算中体现。
四、以智能建造推进建筑业新质生产力的实施路径
(一)培育新型劳动者,引领建设行业发展
一是大力培养新型建筑产业工人队伍。重点围绕智能生产、智慧施工、智能检测监测、智慧运维等专业技能开展行业培训,提升建筑产业工人素质。二是系统加强复合型专业技术人才和管理人才培养。培养一批科技领军人才、卓越工程师,在自主软件、高精装备、产业互联网平台等智能建造重点领域培育布局优化、结构合理、素质优秀的技术创新团队。积极深化政产学研用在人才队伍建设中的协同作用,培养能够在全产业链上实施和应用智能建造技术的应用型人才,解决人才培养与工程实践脱节等突出问题。
(二)用好新型劳动资料,加速建造方式变革
一是加强BIM技术的自主研发和国产化应用。研发具有自主知识产权、切实可用的三维图形系统,以此为基础构建符合我国国情的BIM技术体系,加强对工程项目实施的全过程、全要素和全参与方管控,摆脱对国外软件的依赖。二是推广应用基于人工智能的先进设备装备。加快研发智能监测设施、高精机器人等,在智能建造试点城市及重点项目中实践应用,构建工程建造信息智能管控平台与工艺技术联动联控的人工智能设施作业环境。三是运用先进劳动资料提升建筑工业化水平。通过加强全生命周期数字化管理构建产品标准、工程设计、构件生产、装配施工、验收交付等装配式建筑完整生态,推动装备产业集群建设与产业创新水平提升。
(三)借力新型劳动对象,促进建筑品质提升
一是加强工程数据自动识别与采集技术开发。建立数据的采集、存储、处理、管理和应用平台,完善数据资产管理标准和规范,将分散的数据转换成有效的工程建设数据资源,释放工程建设数据要素价值。二是加快完善统一的BIM数据交换标准。建立支撑BIM“一模到底”应用的数据交换标准,保证协调性、兼容性、落地性,支持BIM模型在全过程数据交换中实现可读可编辑,促进BIM设计、算量、施工等一体化应用,推动形成系统性建筑产业数字生产力。
(四)建立新型生产关系,推动产业转型升级
一是加快工程项目管理体制机制的变革。加速推进“工程总承包+全过程工程咨询+建筑师负责制”的工程建设组织模式,总承包企业负总责,管理触角向前后延伸;以注册建筑师为主导的工程设计咨询应对建筑全生命期的运行质量、环境适宜性和功能性等承担相应责任。二是加强顶层设计,强化政策激励。开展智能建造相关标准研究和制定工作,加快标准化体系建设;加强对智能建造技术的宣传和推广,通过样板引路、示范引领和经验总结,展示其应用的成效和优势,完善监督考核和绩效评估机制;鼓励企业开展智能建造相关技术研发,建立资源共享机制,加大财政支持、税收优惠等激励措施力度。