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引言

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。2023年我國建筑業(yè)總產(chǎn)值達到31.6萬億元，增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的6.8%，提供了5000多萬個就業(yè)崗位，有力支撐了國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展^[1]。但長期以來，生產(chǎn)方式粗放、科技創(chuàng)新能力不足等問題嚴重制約了建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，迫切需要把握好以人工智能為代表的新一代信息技術給建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來的戰(zhàn)略性契機，將發(fā)展智能建造作為提升科技含量、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，加快推動建筑業(yè)與數(shù)字經(jīng)濟深度融合，培育新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式，打造“中國建造”升級版。

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 概念辨析

目前，國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的智能建造定義，綜合專家觀點（表1），本文認為智能建造是新一代信息技術與先進工業(yè)化建造技術深度融合而形成的人機協(xié)同建造方式，是跨領域跨行業(yè)的復雜系統(tǒng)工程。其組成可形象理解為：算力算法是大腦、工程軟件是肌肉、智能裝備是骨骼、工程數(shù)據(jù)是血液、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是神經(jīng)網(wǎng)絡^[2]。

與智能建造相關的概念主要有裝配式建筑和綠色建造，它們都是新型建造方式的組成部分，是建筑業(yè)工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型的三個重要方面。其中，裝配式建筑是由預制部品部件在工地裝配而成的建筑，強調(diào)預制工法，是建筑工業(yè)化的一種表現(xiàn)形式和發(fā)展智能建造的良好載體^[3]；綠色建造是指通過科學管理和技術創(chuàng)新，采用有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少排放、提高效率、保障品質(zhì)的建造方式，強調(diào)提升建造活動綠色低碳水平，是建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求，也是發(fā)展智能建造的目標之一^[4]。

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政策體系發(fā)展情況分析

2.1 國家層面政策體系分析

當前，智能建造已被納入新時期國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要舉措（表2）。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出“發(fā)展智能建造”，首次從國家層面將發(fā)展智能建造作為推進新型城市建設、全面提升城市品質(zhì)的重要內(nèi)容，為推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級指明了方向^[9]?！蛾P于推動城鄉(xiāng)建設綠色發(fā)展的意見》《國家標準化發(fā)展綱要》《質(zhì)量強國建設綱要》等文件分別從綠色化、標準化和質(zhì)量提升等角度對發(fā)展智能建造進行了工作部署。

為落實中共中央、國務院決策部署，住房和城鄉(xiāng)建設部會同相關部門出臺了一系列落實舉措，為發(fā)展智能建造提供了有力的政策支撐（表3）。其中，《住房和城鄉(xiāng)建設部等13部門關于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》《住房和城鄉(xiāng)建設部 國家發(fā)展改革委關于印發(fā)城鄉(xiāng)建設領域碳達峰實施方案的通知》《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確了發(fā)展智能建造的目標、重點任務和保障措施^[10]；《“十四五”住房和城鄉(xiāng)建設科技發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“機器人+”應用行動實施方案》指引了智能建造關鍵技術研發(fā)方向；《加快培育新型消費實施方案》確定了智能建造以新業(yè)態(tài)新模式引領新型消費的重要作用。

表2  中共中央、國務院關于發(fā)展智能建造的政策

表3  住房和城鄉(xiāng)建設部等部門出臺的落實文件

2.2 地方層面政策體系分析

2022年10月，住房和城鄉(xiāng)建設部選定了24個智能建造試點城市，為全面推進建筑業(yè)工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型，發(fā)揮示范引領作用。在此背景下，各地為充分調(diào)動市場主體發(fā)展智能建造的積極性，出臺了一系列支持政策，主要包括財政、土地、稅收、評優(yōu)、人才等五個方面。

2.2.1 財政支持政策

如深圳將智能建造納入工業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金的重點支持領域，最高資助2000萬元；合肥對智能建造領域投資額100萬元（含）以上的建筑業(yè)企業(yè)，按投資額的20%給予最高200萬元財政資金補貼^[11]；蘇州在全市科技發(fā)展計劃項目中增加“智能建造”門類，支持企業(yè)圍繞智能建造領域前瞻、關鍵技術開展研究，每個項目最高可獲得50萬元財政資金支持。

2.2.2 土地支持政策

如上海在申請容積率獎勵的商品房項目中積極推廣智能建造，要求房地聯(lián)動價10萬元（含）以上的項目必須采用智能建造技術；合肥將應用智能建造技術納入高品質(zhì)商品住宅規(guī)劃建設標準，作為商品住宅用地“競品質(zhì)”出讓加分項；深圳對智能建造生產(chǎn)工廠建設用地土地產(chǎn)出率和地均納稅額兩類指標允許參照產(chǎn)業(yè)項目建設用地控制標準指南中綠色低碳產(chǎn)業(yè)指標的50%至70%執(zhí)行^[12]。

2.2.3 稅收優(yōu)惠政策

如南京對開發(fā)智能建造新技術、新產(chǎn)品、新工藝發(fā)生的研究開發(fā)費用，在按規(guī)定據(jù)實扣除的基礎上，符合條件的可在計算應納稅所得額時加計扣除。對符合條件的，按規(guī)定落實重大技術裝備進口關鍵原材料和零部件免征進口環(huán)節(jié)增值稅、固定資產(chǎn)加速折舊、技術轉(zhuǎn)讓免征或減半征收所得稅等優(yōu)惠政策。

2.2.4 評優(yōu)支持政策

如江蘇在省內(nèi)優(yōu)質(zhì)工程獎“揚子杯”中設立智能建造專項；陜西對認定的智能建造試點示范項目，經(jīng)核查未發(fā)生質(zhì)量安全事故等問題的，授予省級優(yōu)質(zhì)工程獎，并按照規(guī)定要求計取優(yōu)質(zhì)優(yōu)價費用；福建在省級優(yōu)質(zhì)工程獎、勘察設計獎等獎項評定中增設智能建造分值。

2.2.5 人才支持政策

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技術體系發(fā)展情況分析

3.1 技術體系框架

為引導各地主管部門和企業(yè)全面了解、科學選用智能建造技術產(chǎn)品，住房和城鄉(xiāng)建設部于2021年征集、遴選、發(fā)布了5大類124個智能建造新技術新產(chǎn)品創(chuàng)新服務典型案例^[13]。本文在總結評估124個案例應用情況的基礎上，將智能建造技術分為數(shù)字化設計、智能生產(chǎn)、智能施工、智慧運維、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能建造裝備等6大關鍵領域^[14]。其中，數(shù)字化設計領域包括數(shù)字化勘察、建筑信息模型建模軟件、專項設計軟件、建筑性能模擬分析軟件和人工智能輔助設計等技術；智能生產(chǎn)領域包括部品部件智能工廠數(shù)字化管理平臺和部品部件智能生產(chǎn)線等技術；智能施工領域包括數(shù)字化管理平臺、施工模擬分析、質(zhì)量安全智能監(jiān)測管理、勞務用工數(shù)字化管理、物料數(shù)字化管理和工程質(zhì)量驗收數(shù)字化管理等技術；智慧運維領域包括建筑結構健康監(jiān)測技術和工程項目智慧運維平臺等；建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域包括行業(yè)級、企業(yè)級、項目級建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺；智能建造裝備包括建筑機器人、集成建造平臺、智能隧道掘進機、智能隨動混凝土布料機、智能施工升降機和智能挖掘機等^[15]。

3.2 典型應用場景分析

建設典型應用場景是推廣智能建造新技術新產(chǎn)品的關鍵所在。2021年以來，住房和城鄉(xiāng)建設部在廣東、上海、重慶選取了7個項目開展智能建造試點，廣東、江蘇、四川、陜西、河南等地推動建設了一批省級試點項目，試點城市也陸續(xù)確定了一批試點項目，為推廣應用智能建造技術體系提供了良好的載體。如深圳市長圳公共住房智能建造試點項目集成應用數(shù)字化設計、智能生產(chǎn)、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、建筑機器人等技術，累計節(jié)約工程造價約7500萬元，縮短約10%的總工期，有效提升了工程建設效率和效益^[16]。

通過分析對比不同類型試點項目的實施效益發(fā)現(xiàn)，目前相對成熟的智能建造典型應用場景包括三個方面。一是大型復雜工程項目，如BIM軟件的管線碰撞檢查、工程量計算、施工模擬等功能在機場、體育館、劇院、工業(yè)建筑等復雜項目中應用效益顯著^[17]。二是危繁臟重施工環(huán)節(jié)，如混凝土澆筑環(huán)節(jié)勞動強度大、工作時間長、作業(yè)環(huán)境差，通過應用智能隨動混凝土布料機，只需1名工人操控手柄即可完成布料作業(yè)，既減輕了勞動強度，受到工人歡迎，也減少2名操作工，節(jié)約了人工成本^[18]。三是設計施工運維一體化項目，如城市軌道交通項目建設單位基于后期數(shù)字化運維需求，研發(fā)應用基于BIM、傳感器等技術的全生命期數(shù)字化管理平臺積極性高，在隱蔽工程可視化管理、運行狀態(tài)在線監(jiān)測、資產(chǎn)設備快速定位等方面應用效益顯著^[19]。

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 產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展情況分析

4.1 產(chǎn)業(yè)體系框架

智能建造產(chǎn)業(yè)具有科技含量高、產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度大、帶動能力強等特點，既可以催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式，又能帶動自主創(chuàng)新軟件、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、高端裝備制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是建筑業(yè)穩(wěn)增長、擴內(nèi)需、發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟和新質(zhì)生產(chǎn)力的重要舉措。2021年5月，國家統(tǒng)計局發(fā)布了《數(shù)字經(jīng)濟及其核心產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計分類（2021）》，為數(shù)字經(jīng)濟核算提供了統(tǒng)一可比的統(tǒng)計標準、口徑和范圍，為梳理智能建造核心產(chǎn)業(yè)分類提供了重要參考依據(jù)。

參照該分類方法，本文將智能建造的核心產(chǎn)業(yè)分為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化兩方面，主要包括上中下游12類產(chǎn)業(yè)。其中，上游主要是涉及底層核心技術的基礎軟硬件產(chǎn)業(yè)，包括工程軟件、工程物聯(lián)網(wǎng)、新一代信息網(wǎng)絡和建筑新材料等；中游主要是智能建造技術集成應用相關產(chǎn)業(yè)，包括智能建造設備制造、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工程大數(shù)據(jù)和人工智能、系統(tǒng)集成和整體方案服務等；下游主要是智能建造整體服務和最終建筑產(chǎn)品相關產(chǎn)業(yè)，包括數(shù)字化設計服務、智能生產(chǎn)制造、智能施工管理和智慧運維服務等^[20]。

4.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

近年來，深圳、武漢、重慶、佛山等城市以發(fā)展智能建造為抓手，積極推動建筑、建材、工程機械等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型，取得了一定成效。如深圳積極培育智能設計、智能生產(chǎn)、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生平臺、智能建造裝備、模塊化智造等6條產(chǎn)業(yè)鏈，培育壯大了中建科技、中建科工、中建海龍、特區(qū)建工等骨干企業(yè)，鼓勵華為、騰訊、大疆、小庫科技、萬翼科技等裝備制造和信息技術企業(yè)布局智能建造產(chǎn)業(yè)；武漢將智能建造作為9大支柱產(chǎn)業(yè)集群之一進行培育，實施鏈長負責制，總鏈長由市委、市政府主要領導同志擔任；重慶將建筑機器人納入全市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)進行重點培育，組建建筑機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金；佛山著力培育順德區(qū)建筑機器人創(chuàng)新應用先導區(qū)、南海區(qū)建筑產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)智能建造產(chǎn)業(yè)集群，其中順德區(qū)以建筑機器人為重點，加快北滘機器人谷、美的庫卡智能制造科技園等重點項目建設。

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 存在問題與發(fā)展趨勢分析

5.1 存在的主要問題

雖然國內(nèi)智能建造領域已經(jīng)積累了一些經(jīng)驗，但與發(fā)達國家相比，總體還處在碎片化的嘗試階段，主要存在五方面問題。一是智能建造技術體系、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、統(tǒng)計指標、學科建設等基礎研究不足，缺乏清晰明確的技術路徑和成熟適宜的成套技術方案。二是工程建設普遍缺乏工業(yè)化系統(tǒng)思維，標準化程度不高，既無法實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)，也阻礙了設計、生產(chǎn)、運輸、施工等環(huán)節(jié)的數(shù)字化，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能決策更是無從談起。三是政府、市場、社會共建共治共享的可持續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式尚未形成，智能建造對擴內(nèi)需補短板、建設強大國內(nèi)市場的作用未能充分發(fā)揮。四是面臨關鍵技術“卡脖子”風險，如國產(chǎn)BIM軟件未實現(xiàn)自主可控，在非線性幾何特征建模、圖形引擎性能和配套軟件生態(tài)等方面與國外相比仍有較大差距，亟需系統(tǒng)推進關鍵技術研發(fā)，補齊自主可控BIM軟件在復雜造型工程項目應用的短板。五是國家層面缺乏財政補貼、稅收優(yōu)惠等強有力的支持政策，只有加強住房城鄉(xiāng)建設、發(fā)展改革、科技、工信等多部門協(xié)作，從規(guī)劃、土地、財稅、金融等方面形成政策合力，才能充分調(diào)動市場積極性，充分發(fā)揮智能建造的優(yōu)勢。

5.2 發(fā)展趨勢分析

“十四五”時期是新發(fā)展階段的起步期，也是實施城市更新行動、推進新型城鎮(zhèn)化建設的機遇期，還是加快建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關鍵期。一方面，國內(nèi)超大規(guī)模建筑市場為智能建造發(fā)展提供了更廣闊的空間、更豐富的應用場景和更多的試錯機會，有助于建筑業(yè)充分把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的契機，提升工業(yè)化、數(shù)字化、智能化水平，實現(xiàn)質(zhì)的穩(wěn)步提升。另一方面，智能建造要充分利用城市更新為建筑業(yè)提供的重要增長空間，以科技創(chuàng)新更好支撐城市更新戰(zhàn)略，不斷改善人民群眾居住條件，實現(xiàn)量的合理增長。在此背景下，本文認為國內(nèi)智能建造將呈現(xiàn)以下三個方面的發(fā)展趨勢。

5.2.1 從發(fā)展目標看，“提品質(zhì)、降成本”將成為行業(yè)主旋律

隨著科技創(chuàng)新成果的普及應用，智能建造對于工程建設提品質(zhì)、降成本的實施效益將日益顯著。比如，在設計上，通過三維仿真設計充分論證設計方案的合理性，提升建筑采光、通風、溫度等居住的安全性和舒適性；在材料上，通過智能生產(chǎn)實現(xiàn)關鍵材料質(zhì)量可追溯，避免不合格建筑材料流入建筑工地；在建造上，通過智能建造裝備和建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，提升工程項目的工業(yè)化施工能力和數(shù)字化管理水平，實現(xiàn)像造汽車一樣造房子；在使用上，通過交付三維建筑信息模型提供詳實的房屋檔案，可以為開展房屋體檢和智慧運維提供支撐。

5.2.2 從實施主體看，企業(yè)將成為智能建造科技創(chuàng)新的主體

培育龍頭企業(yè)是開展智能建造試點工作的重點任務，主管部門將進一步加強企業(yè)主導的產(chǎn)學研深度融合，推動實施一批具有戰(zhàn)略性、全局性、前瞻性的智能建造重大科技攻關項目。隨著更多智能建造科技研發(fā)任務將由企業(yè)提出、由企業(yè)研發(fā)、由企業(yè)產(chǎn)業(yè)化，企業(yè)作為智能建造科技創(chuàng)新出題人和閱卷人的作用將進一步強化，最終形成企業(yè)主導、政府引導、上中下游銜接、大中小企業(yè)協(xié)同的智能建造科技創(chuàng)新體系。

5.2.3 從推廣應用看，技術應用深度和廣度將進一步擴展

人工智能作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術，將深刻影響智能建造技術研發(fā)和應用。隨著人工智能技術的日益成熟，智能建造的技術應用深度將從感知和替代階段，逐步轉(zhuǎn)向智能階段。同時，隨著智能建造技術產(chǎn)品日益成熟，其購買和使用價格也將隨之下降，將有利于智能建造技術在更多領域、更多企業(yè)、更多項目推廣使用，逐步實現(xiàn)成熟技術產(chǎn)品的規(guī)?；瘧?。