基于建筑產業現代化技術演化的智慧施工推進策略研究

楊志和，王要武

(1.哈爾濱工業大學管理學院，黑龍江 哈爾濱 150001；2.哈爾濱工業大學結構工程災變與控制教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150090；3.哈爾濱工業大學土木工程智能防災減災工業和信息化部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150090)

一、引言

自建國以來，我國一直努力推進建筑產業現代化的發展。時至今日，在國家建筑產業現代化系列政策的引領和驅動下，我國的建筑產業化生產技術、產業發展格局得到了快速提升，部品化、一體化、工廠化、信息化以及智能化建造體系得以快速完善和發展。當前，在國家裝配式生產發展政策的大力支持下，我國開始了對建筑裝配構件生產技術的轉型升級[1]，并借助BIM、RFID、傳感器、互聯網+等信息技術發展成果，促進我國建筑產業化上游生產產品的技術創新[2-3]。在我國建筑產業上游實現了產業鏈集成和技術升級的形勢下，一系列原生建筑構件所集成的技術創新元素如何有效協同下游的建筑施工，甚至如何更好服務與建筑產品后期運維和拆除等，亦是值得我國學界、業界深入探討和研究的重要課題。

在當前的國家建筑產業現代化發展道路上，我國業界和學界不僅立足于整個國家的能源、資源和環境新形勢，探索了科學和綠色的建筑構件一體化生產方式，并試圖從全產業鏈和全生命周期視角構建建筑產業現代化發展體系[4-7]；同時，還密切關注了當前社會中的大數據、物聯網、云計算等新興信息技術發展現狀，提出了智慧施工[8]、智慧建筑[9-10]等技術創新與管理體系。本研究將立足于當前我國的建筑產業現代化技術發展背景，對智慧施工發展依據、實施內涵及其推進策略進行研究，主要內容有：首先，通過回顧我國建筑產業現代化研究進程，探明我國建筑產業現代化實踐進程中的技術演化規律；然后，結合我國建筑產業現代化技術演化背景挖掘出智慧施工發展依據，定位了建筑產業現代化技術演化進程中的智慧施工管理與技術實踐內涵；最終，結合當前的建筑產業現代技術演化背景，提出我國智慧施工推進策略。

二、我國建筑產業現代化科研進程回顧

基于文獻記載的可靠性，本文將借助文獻計量學方法回顧過去我國建筑產業現代化的基本發展概況，并結合當前國家最新的建筑產業現代化技術發展規劃，定位出國家建筑產業現代化發展的基本方向，從而有利于后文的國家建筑產業現代化技術演化規律探索。本研究借助CNKI期刊數據庫，共提取出2017年之前所收錄的有關我國建筑產業現代化發展的有效期刊文獻共計2744篇，并提取了相關研究文獻的出版年、作者、關鍵字等字段。為探明我國建筑產業現代化研究進程的宏觀發展情況，本文對載文數量進行了擬合分析，擬合結果見圖1。

圖1 我國建筑產業現代化研究論文載文數量變化

依據普賴斯的文獻增長規律，圖1中的擬合曲線表明：20世紀60年代到21世紀前后，我國的建筑產業現代化研究處于緩慢起步期；進入21世紀后我國的建筑產業現代化相關研究成果步入了穩步增長期，特別是在2010年前后至今進入了指數增長階段。其中，在上述所提取出的2744篇期刊論文中，發表論文在4篇以上的作者共有74位，相關的高頻研究學者主要有：聶梅生、李忠富、劉志峰、開彥、劉東衛、陳振基等，這些高頻研究學者中不乏我國建筑產業現代化發展的先行者和領軍人物。另外，我國建筑產業現代化研究學者間還存在合著關系，并存有10個合著團體，具體關系見圖2。

在圖2的合著關系及其團體布局中，所涉及的研究內容大致可分為以下三類：(1)住宅產業化(或住宅產業現代化)研究——該合著團體的研究成果主要分布在20世紀90年代末至今的不同時期，主要合著代表是關柯和李忠富二位學者；(2)建筑產業化研究——該合著成果主要分布在21世紀初至今，其中魏蓓、莫貴容、楊虹等與“住宅與房地產期刊編輯部”合著團體的研究成果較多；(3)建筑工業化研究——該方向合著成果主要分布在2011年至今，其中賀靈童、陳艷的合著研究成果相對較多。

圖2 我國建筑產業現代化研究的核心合著關系及其團體布局

雖然通過上述的合著關系分析，可大體挖掘出我國建筑產業現代化的主要研究領域；但是，由于以上的合著論文數量僅占總相關論文2.58%，所以并不能斷言，我國建筑產業現代化研究方向僅僅包含以上三方面內容。事實上，要挖掘出我國建筑產業現代化科學研究的完整發展內容，還需要立足于我國建筑產業現代化發展研究成果，提取相關關鍵詞，并分析核心關鍵詞所集中表達的研究主題分布特性。在本研究中，所挖掘出的有關2744篇我國建筑產業現代化研究論文的關鍵詞共現關系見圖3。

結合圖3中所顯示的網絡重心可知，我國的建筑產業現代化核心關鍵詞主要有：住宅產業化，建筑工業化，住宅現代化，以及建筑產業。進而結合圖3的關鍵詞共現關系，可以提取出如圖4所示的我國建筑產業現代化主要研究方向，并結合各方向研究成果的時間和數量分布特性，形成圖5所示的載文曲線。

結合圖5可知：(1)自1965年至今，我國的建筑工業化研究一直存在，并且自2010年起進入了指數增長期；(2)自1995年起，我國的住宅產業化研究一至持續至今，相關研究成果數量多次波動，雖然總體處于增長態勢，但是最近4年來相關研究論文開始大幅減少；(3)進入21世紀后，我國建筑產業化研究興起，并且在2010年后呈快速增長趨勢。(4)2010年后有關全產業鏈的建筑產業現代化研究成果也逐漸增長。

圖3 我國建筑產業現代化關鍵詞共現網絡

圖4 我國建筑產業現代化主要研究方向

圖5 我國建筑產業現代化各研究方向載文曲線

綜上分析，可明確把握建國后至今我國的建筑產業現代化研究方向和基本歷程，但并非就可據此確定出我國建筑產業現代化背景下的技術發展脈絡。除上述分析外，還需結合過去我國的建筑產業現代化實踐中的政策規劃和發展格局，從而梳理出我國建筑產業現代化實踐進程中的技術演化規律。

三、我國建筑產業現代化實踐進程中的技術演化規律

在建國之初，我國建筑產業發展水平較落后，當時大多國營建造廠從基礎施工到裝修幾乎全靠手工操作，人工攪拌混凝土，并且施工物料的水平和垂直運輸基本需靠人力肩挑手搬。到20世紀50年代，國家開始大力發展建筑技術革新，使國家建筑產業機械化操作水平逐漸得到提高[11]。在1955年7月的第一屆全國人大第二次全議上審議通過了“一五”計劃，其中確定了“基于蘇聯幫助設計的156個大型建設項目，并結合其它694個大中型建設項目所組成的工業建設為主要目標，以奠定我國社會主義工業化基礎”；并從1955年起著手進行了國內的建筑砌體改革，到1956年建成了我國首棟大型磚砌塊辦公樓，之后我國開始了裝配式大板建筑的試驗性推廣[12]；60年代初，我國的裝配式大板建筑得到了大規模推廣；到了70年代，當時的國家建委為使建筑業能夠適應“四個現代化”建設的要求做出了“加速建筑工業化”的指示[13]；1974大開間板式樓的大模板建筑體系開始在我國試點；70年代末，我國主要形成了以大模板建筑、大板建筑、框架輕板建筑和砌塊建筑為核心的四大建筑工業化體系。

改革開放后，我國開始大量引入國外建材、設備和技術，現澆施工、磚混施工等新型建造技術也隨之得到了發展[14]。80年代初，在改革開放國策的推動下，我國建筑業開始了計劃到市場的轉型[15]。1986年，原城鄉建設環境保護部批準頒布的《1986-2000年建筑技術政策》，繼續推進了我國建筑產業現代化技術創新[16]。到了80年代中后期，我國建筑承包合同制度得以建立，建筑業經濟研究也得到了發展，同時也注意到了現代計算通信和計算機技術的力量，開始呼吁推進電子計算機在建筑業中的應用[17-18]。到了80年代末，我國的商品混凝土市場活躍，這個時期我國建筑業發展重點主要集中到了建筑產品上，并呼吁“勞動工具必須符合建筑勞動產品生產需求”；這一時期我國建筑工業化技術升級加速，并逐漸樹立了全新的建筑產品觀念，建筑工業化開始與建筑產品市場化進行接軌。

到了90年代，國家為進一步促進建筑業發展水平，于1992發布了《建筑業施工企業技術進步十年規劃和“八五”計劃綱要》[19]，《綱要》把建筑業與機械電子、石油化工和汽車制造并列為國民經濟的四大支柱產業，正式確立了建筑業在國民經濟中的重要地位，并繼續推進工業化與市場化。1995年4月6日建設部印發了《建筑工業化發展綱要》，進一步加速我國建筑業的技術升級，積極推進建筑業經濟增長方式的轉變，深化建筑產品價格改革[20-22]。1996年“九五”計劃實施第一年，建設部常務會議審議并通過了《1996-2010年建筑技術政策》，確定了我國1996年到2010年十五年間的建筑科學技術發展方向、技術路線和重大技術措施。1997年11月1日第八屆全國人大常委會第28次會議上審議通過了《中華人民共和國建筑法》，從此開啟了我國建筑產業法制化建設進程[23]。經歷了90年代的現代化進程，我國建筑產品呈現多樣化的市場格局，建筑產業開始走向了住宅產業現代化道路[24-26]，同時這一時期業界也開始了對建筑產業與信息化發展成果融合應用的技術探索。到90年代末，我國的建筑產業現代化技術得到了很大提高。

進入21世紀后，在2001年的“十五”計劃中，國家“繼續加大市場在產業資源配置中的作用”，并提出了“以信息化帶動工業化的基本方針”[27]。另外，原建設部于2003年11月14日發布了《2003-2008年全國建筑業信息化發展規劃綱要》，總體目標是“通過應用信息技術全面提升建筑業管理水平和核心競爭力，實現建筑業跨越式發展，促進建筑業軟件產業化，加快與國際先進技術接軌步伐，形成一批具有國際水平的現代建筑企業”[28]。隨后，住房和城鄉建設部在“十二五”和“十三五”時期分別頒布了《建筑業發展“十二五”規劃》、《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》、《建筑業發展“十三五”規劃》、《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》，并著力推動建筑業與信息技術的深度融合，進一步推進建筑產業現代化技術創新[29-31]；依據2016年8月23日我國住房和城鄉建設部所發布的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》，目前我國建筑產業后發優勢已從硬件配套轉向了軟件升級，加速推動了與BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算等信息技術的融合應用，并最終確定了當前國家建筑產業現代化的發展內涵：推廣智能和裝配式建筑，強化技術標準的引領與保障作用，加強關鍵技術研發支撐，初步樹立全產業鏈和全生命周期協同的工業化建造與管理理念[32]。

綜上所述，在我國的建筑產業現代化發展歷程中，建筑產業現代化的技術演化主要經歷了以下兩個重要轉折：首先，是從建國初期依賴工人手工生產向后來的機械化、工業化生產轉型升級，該階段主要完成了我國建筑產業硬件升級；其次，是在90年代末我國建筑生產工具完全適應了整個社會的建筑業生產發展水平后，開啟了建筑技術的產業化、信息化推進道路，該階段中建筑產業現代化的技術發展重心主要轉向軟實力提升。

至此，基于上述的國家建筑產業現代化技術發展歷程，可總結出圖6所示的我國建筑產業現代化技術演化體系。

由圖6可知，當前我國的建筑產業現代化主要以產業化和信息化為主，但事實上又不僅僅局限于產業化和信息化。如今，隨著物聯網、大數據、云計算和人工智能等新興信息技術的迅速發展，我國建筑業已突破傳統的產業化和信息化內涵，并融入了全新的技術創新要素，整個國家的建筑產業更加注重對生命周期數據和全息信息的采集、處理、共享與融合應用；當前，我國的建筑產業現代化整體步入了設計生產一體化、裝配構件部品化、施工體系智能化和建造管理人性化的轉型升級階段；在當前的建筑產業現代化技術發展背景下，以全產業鏈、全生命期視角推進現代建筑工業技術變革與智能化管理的思想已得到學界與業界的廣泛認同，建筑產業現代化生產更加注重對建筑全生命周期和全產業鏈的數據挖掘、實體物聯與信息融合應用，智慧施工理論探索與工程實踐也相繼展開。

圖6 我國建筑產業現代化實踐進程中的技術演化體系

四、基于建筑產業現代化技術演化的智慧施工發展依據

結合上文中的我國建筑產業現代化科學研究和技術演進歷程分析可知，進入21世紀后我國的建筑產業現代化最大的特點就是步入了信息化；當前，我國建筑產業現代化生產在實現了信息化管理和全產業鏈轉型升級基礎上，開始融合應用新興信息技術發展成果，逐步邁向了智能化發展步伐。早在2012年，本研究團隊結合當時社會中的新興信息技術發展態勢，提出了可取代傳統粗放型施工的智慧施工概念，并在2013年獲得了國家自然科學基金的支持。我國智慧施工發展理念提出的技術背景是因當時國內已開始出現了物聯網、普適計算、大數據、人工智能等新興信息技術創新成果；可以預見的是，這些新興信息技術在未來我國建筑施工生產方式轉變和產業鏈升級中的應用潛力非常巨大。

2016年8月23日，中華人民共和國住房和城鄉建設部印發了《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》(后文中簡稱《綱要》)。該《綱要》強調了在以往的建筑信息建模、施工管理信息系統等信息技術集成應用下，整個國家的建筑產業現代化所發生的巨大變革；同時，《綱要》更加關注當前新興信息技術快速發展下的建筑產業現代化生產與發展業態，并指出建筑業有有必要積極融合應用當前的大數據、物聯網、云計算、人工智能等新興信息技術。可以說，《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》開啟了我國建筑產業智能化的步伐，是首個促進我國智慧施工理論完善和工程實踐的國家政策性指導文件。

依據該《綱要》，未來我國的建筑產業將呈現出全新的技術融合與創新特性，主要原因在于：首先，在建筑產業現代化背景下，我國建筑工業化和住宅產業化中的管理理念出現了新轉變，全產業鏈與生命周期管理的思想受到廣泛認同；其次，我國的建筑業開始重新協調與資源、環境和新興信息技術之間的依存關系，生產方式轉變和產業鏈升級過程不僅需要立足于原有的建筑信息化發展成果，還要進一步加強同互聯網+、物聯網、大數據、云計算以及人工智能等新興信息技術之間的融合應用，以提升整個建筑產業對新興信息技術的集成應用水平。另外，由于建筑產業化與新興信息技術之間的融合加速，也將進一步促進我國智慧施工、智慧建造及其相關智慧業態發展。

為證明上述論斷的科學性，本研究借助CTCLAS分詞系統將《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》進行了處理，并提取出了該《綱要》分詞結果中出現頻次大于2的實詞共計72個，最終形成了如表1所示的未來我國建筑業信息化發展《綱要》核心分詞頻次排列。

表1 《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》核心分詞頻次排列(頻次大于2)

當本研究把上表1中的72個實詞按照提出背景、發展主題、涉及技術、關系主體、發展目標、實體、標準、作用環節、手段和作用領域進行分類，并按表1中的頻次排列進行可視化分析后，得到了圖7所示的分詞分布網絡。

圖7 《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》分詞分布網絡

結合圖7的分詞分布網絡可知：在“發展主題”分布中，除了傳統的“信息化”外，“智能化”的邊寬度相對突出，從而可窺見未來我國建筑產業的智能化時代主題已被逐漸樹立。并且，將《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》中所涉及到的核心技術與智慧施工概念提出之初的內涵相結合后，可得出以下論斷：

(1)當前我國的建筑業信息化發展《綱要》中所提及的大數據、物聯網和云計算等人工智能技術重要性不僅證明了業界與學界對智慧施工的預見正確性，而且為未來我國的智慧施工發展提供了基本的技術發展要素，進而可為智慧施工理論完善和工程實踐提供政策導向。

(2)經上述分析結果可知，我國建筑產業現代化已從原有信息化、數字化時代主題向智能化方向邁進。在以“智能化”開啟的未來建筑業發展主題導向下，建筑產業現代化領域的智慧施工將與社會其它領域的諸如像智慧城市、智慧教育、智慧醫療等等系統產生良性協同，從而將更加有利于推進社會系統內各組織的智慧管理水平。

(3)結合圖7中十個分類所包含的各子因素邊數據大小可知，建筑業信息化關系主體、作用領域、作用環節、實體和手段分類中均大量涉及智慧施工管理的基本要素；因而，《綱要》不僅為我國智慧施工理論體系完善和管理實踐提供了一定的技術要素，還有利于進一步完善智慧施工的管理內涵，進而更好地指導智慧施工技術實踐。

綜上分析可知，我國《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》中所涉及到的核心技術除了原有的BIM、管理信息系統、信息技術等傳統信息化技術外，還多次提及了大數據、物聯網、云計算技術等新興信息技術，且從圖7中的邊寬度可知其重要性；可見，當前我國的建筑產業現代化技術發展已經突破了傳統信息技術范疇，開始涌現了大數據、物聯網、云計算等新興信息技術。該《綱要》進而為我國的建筑產業發展指明了從信息化向智能化時代主題邁進的基本方向。

并且，2017年7月20日國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》也為未來我國的智慧施工理論完善與工程實踐提供了新的政策動力[33]。同時，隨著整個社會走向智能化，相信未來我國將產生一系列可協同國家智慧施工產業發展、人才培養及其科學研究事業的國家或行業、宏觀或微觀、中央或地方層面的智慧施工推進政策及其技術創新協同體系。其中，在我國建筑產業已逐步邁向智能化的發展趨勢下，相關的智慧施工實施內涵及其推進策略則將在下文中進行分析。

五、基于建筑產業現代化技術演化的智慧施工實施內涵

(一)智慧施工管理內涵

較傳統施工而言，智慧施工得以存在和發展的關鍵因素在于其所可實現的“Smart”內涵上。因而，如何立足當前我國的建筑產業現代化發展，通過科學的系統建構，使我國的施工系統具備“Smart”特性就成為智慧施工系統發展的關鍵。基于上文的“我國建筑產業現代化技術演化”以及“我國智慧施工發展依據”研究，立足于當前世界范圍內一系列智能系統的關鍵管控需求和要素體系，可將我國智慧施工管理內涵歸結為“3S-2M-3A-3R-2T”，具體結構見圖8。

圖8 我國智慧施工管理內涵體系結構

對圖8中所涉及的“3S-2M-3A-3R-2T”各要素解釋如下：

(1)安全性、可持續性和系統化——3S(Safety，Sustainable，Systematic)。較傳統施工而言，在當前的建筑產業現代化發展背景下，智慧施工實施過程更加注重系統中的實體物聯和信息交互性，并且在一系列智能化和機械自動化技術的集成應用下，能大幅提高智慧施工項目的可持續性和系統化水平。例如，在一系列新興信息技術的集成應用下，可以消除一些高危工作面或工作空間中不易于人體操控的施工工序，不僅有利于提高工作效率，還可有效減少人為意外觸發的安全事件，使整個施工系統具備更高的生產效能。其中，系統化是智慧施工與傳統施工的最大區別。

(2)易管控和可量化——2M(Manageable/Measurable)。易于管控是智慧施工自身所具備的特性，一方面指整個智慧施工管理系統的操控比較簡易，另一方面是指在智慧施工的實施下使得整個施工項目管理變得更加精益。其中，智慧施工中的易管控性主要是因為物聯網、大數據和云計算等新興信息技術集成應用下，能夠使得施工多源數據和信息能被更好的采集和量化[34-35]，從而構建出更加多元化和更易于理解的施工過程信息，最終能為工程施工項目的多參與方提供更加系統、科學和人性化的信息服務。

(3)自動化、敏捷性和精確性——3A(Automated/Agile/Accuracy)。對物聯網、大數據、云計算以及人工智能等新興信息技術的集成應用是整個智慧施工系統與傳統施工的最大差異。而當智慧施工系統中的實體進行物聯和信息交互后，所集成的施工管理體系不僅可將一系列施工工序實現機械自動化，還可以將人工智能產品、傳感技術等與工作面上的機械、人員以及施工節點進行集成，最終通過充分的信息采集和融合應用，使整個智慧施工系統在物聯網、大數據、云計算等新興信息技術的集成應用下實現管理系統的敏捷反應和精準操控。

(4)可靠、遠程與可循環性——3R(Reliable/Remoted/Recyclable)。可靠性一方面是指整個智慧施工管理系統設計、運行的可靠，另一方面是指通過智慧施工管理系統平臺的應用，能為整個施工項目的規劃、實施以及過程管理提供可靠數據、信息和決策支持。與傳統施工管理方式相比，智慧施工管理系統的優越性主要體現在施工項目管理者可通過應用物聯網、傳感器、移動通信技術等實現智慧施工系統的遠程管理與操控；另外，在大數據、云計算和人工智能等技術應用下，隨著智慧施工項目的增多，可形成特定的信息、知識庫和專家系統，整個智慧施工系統的決策支持會隨著數據系統中的信息積累、機器學習及專家決策支持變得越來越科學和智能。因而，除了集成在建筑物中的一些智能感應固件之外，其余智慧施工系統軟硬件是可被循環利用的。

(5)時限性和及時性——2T(Time-Bound/Timely)。智慧施工和傳統施工一樣均有時限性，但智慧施工管理過程更加重視時限性和及時性。主要原因在于：首先，智慧施工需要結合時間的限制性對施工任務提前進行規劃，同時在施工過程中還需依據及時性原則對施工中的一系列項目實體狀態、響應事件和施工進度等信息進行同步采集，并及時做出系統反饋，在特定響應機制的協同下實現快速的決策支持，并及時下發操控指令。其次，從系統時效性測度的視角來講，智慧施工管理系統的時限性和及時性是衡量整個系統價值的重要指標；倘若在特定時限下智慧施工管理系統對項目實施過程中的某些事件或應急情況不能及時感應，這時有必要對智慧施工管理系統的科學性、項目適應性和系統敏感性等進行綜合檢測和完善。

當然，只有依賴特定的技術實踐過程才可發揮智慧施工的管理職能，并且整個智慧施工管理系統的可實施性、適應性和系統狀態等也需要通過技術實踐來進行檢驗。因此，下文將對建筑產業現代化技術演化背景下的智慧施工技術實踐內涵進行分析。

(二)智慧施工技術實踐內涵

目前，我國的智慧施工技術實踐已展開，較具代表性的是深圳市筑豐創想科技開發有限公司和湖北恒信國通信息產業有限公司所開發的“智慧工地”技術實踐平臺。深圳市筑豐創想科技開發有限公司研發的“智慧工地”平臺主要基于物聯網、云計算、大數據、移動通訊等技術將施工現場的人員、機械、物料、工法和環境數據進行融合和展示。湖北恒信國通信息產業有限公司所構建的“全國智慧工地大數據云服務平臺”則基于“互聯網+建筑大數據”技術實現施工現場視頻、環境、設備、人員、材料等數據融合，通過施工現場的一系列實體互聯和信息融合，服務于建筑施工業務協同和智慧運營。此外，廣聯達、華筑科技、阿里巴巴等企業也相繼展開了智慧施工技術平臺研發。

2016年，日本的Komatsu(小松)公司從工程機械技術創新者的視角，將我國近年逐漸發展起來的智慧施工(Smart Construction)技術內涵定位為：互聯網+施工=Smart Construction。結合當前我國的建筑產業現代化技術演化現狀可知，若將智慧施工單一理解為是“互聯網+施工”的創新協同僅僅是一種片面的理解方式。實際上，結合該公司的專題視頻《使命》可知，雖然智慧施工的技術內涵被定義為“互聯網+施工”，但在其現實的技術實踐中則大量集成應用了BIM、大數據、云計算、物聯網、人工智能和管理信息系統等技術。

從目前的國內智慧施工技術實踐現狀來看，當前國內相關企業研發的智慧施工管理平臺所考慮的參與方不僅僅局限于施工工地上的人、財、物等資源，還考慮到了同政府監管和其他相關參與方之間的協同。從宏觀意義上來講，國內的智慧施工技術實踐主要宗旨是最大程度實現施工數據的融合與共享，并積極推進多方參與，核心目標是實現施工的智能化、一體化管理控制。在當前我國建筑產業現代化技術演化背景下，智慧施工技術實踐一方面直接深化了對傳統信息系統、BIM技術的集成應用，實現與施工中的人員、進度、合同等多維信息進行多維度融合應用，提高工程施工信息的即時性和可交互性；另一方面，則大力加強了與大數據、物聯網、云計算、移動通訊、人工智能及其它新興信息技術之間的融合應用，比如利用大數據、物聯網、云計算、地理信息系統和移動通訊等技術不僅將施工機械裝備的物理位置進行實時定位，還對一系列施工機械裝備的能耗數據、運行狀態進行實時監測及其遠程控制。

在當前的建筑產業現代化技術演化背景下，我國的智慧施工技術實踐不僅涉及到施工生產中的一系列環節，還涉及到對智慧施工技術集成和管理方式創新等軟實力的開發上。雖然具體的智慧施工技術實踐體系會因為各施工項目狀況而有所差異，但是綜合當前我國的建筑產業現代化背景，整個宏觀的智慧施工技術實踐內涵是基本統一的，那即是：結合工程施工概況，在一系列物聯網、大數據、云計算和人工智能等新興信息技術的創新融合與集成應用下，借助特定的智慧施工管理體系對智慧施工生產的全過程進行有效管控，最終為人類生產出一系列“智慧+可持續”建筑產品的施工過程和技術綜合。狹義上，結合數據、信息流集成應用的過程，可將智慧施工技術實踐理解為：通過集成應用一系列新興信息技術，從而使人們更容易獲得施工中的數據和信息，并且通過對所采集數據與信息的融合處理，實現更加敏捷和精準的決策支持與生產管理。基于上述分析，至此可形成如圖9所示的我國智慧施工技術實踐內涵基本架構。

圖9 智慧施工技術實踐內涵基本架構

結合前文分析可知，智慧施工的生產理念不僅順應整個社會向智能化邁進的時代潮流，并且也是我國建筑產業走向智能化須重點攻關的技術實踐領域。從技術操作性上來講，智慧施工理當成為與上游建筑業裝配式生產相協調的全新施工理念；所以，圖9中的智慧施工實踐內涵立足于智慧施工原材料到整個建筑產品壽命終結的全生命期視角。當前，我國的智慧施工技術實踐剛起步，相信在物聯網、大數據、云計算等新興信息技術創新驅動下，未來我國的智慧施工技術實踐將會在一系列推進策略的協同下得以加速。

六、未來我國的智慧施工推進策略

現實問題在于，當前我國的建筑產業現代化政策偏向于對建筑全產業鏈和全生命周期的資源整合，關心的問題主要集中于建筑業上游物料加工到裝配構件一體化生產環節，對施工環節的政策導向相對有所停滯，從而使得當前的大多社會資源、業界資金等向產業鏈上游集中，這自然致使當前我國的建筑產業現代化技術實踐暫時處于“重部品生產而輕施工”的“不對稱”發展格局。

智慧施工環境中的一系列數據、信息是現代建筑施工中最有價值的無形資產。在當前的國家建筑產業現代化生產方式下，雖然一系列裝配構件和部品集成應用了RFID、物聯網、云計算、大數據等新興信息技術發展成果，但在“重部品生產而輕施工”的“不對稱”發展格局下，若對智慧施工實施的政策導向不足，一方面會加劇智慧施工中的人、財、物等相關信息負荷，致使整個智慧施工系統處于超負荷的復雜數據交互環境，無形中增加了智慧施工管理系統的運行阻力。另一方面，則會因也會因智慧施工政策的不力，從而使項目實施中的一系列爆炸式增長的數據、信息和知識因疏于挖掘而造成軟資源的大量浪費。

基于上述的發展格局和現實挑戰，建議從以下策略著手來完善我國的智慧施工推進政策配套，主要內容有以下幾方面：

(1)沿著建筑產業現代化全產業鏈與全生周命期協同發展的思路，制定出與上游裝配構件部品化、一體化和工廠化生產相協調的“國家智慧施工實施方案”。

雖然在當前的裝配式建筑產業發展格局下，業界在建筑裝配式生產的過程中也集成應用了二維碼、RFID和傳感器等一系列新的信息技術產品，但是目前現有的智慧施工實施系統對裝配式構件和部品中已集成的新興信息技術成果應用水平仍然不高。事實上，隨著大數據、物聯網、云計算和人工智能技術的快速發展，整個國家的智慧施工方案不僅僅需要施工中的一系列物理構件、機械、設備之間的信息實現互聯交融，還需要使得整個施工系統實現智能化操控，最終才能充分實現整個智慧施工“Smart”管理內涵；只有通過對BIM、互聯網、物聯網、云計算、大數據、移動計算和智能設備等軟硬件信息技術進行有效地集成和應用，才能順利推動智慧施工系統發展，實現施工生產方式的徹底轉變。

特別是在建筑產業現代化的裝配構件生產中，裝配構件所集成的一系列射頻模塊、傳感器、物聯接口或其它人工智能互感單元等不僅應服務于智慧施工過程，還應兼顧后期建筑物的運營、維護甚至拆除階段。另外，從市場對技術擴散的促進作用來看，雖然我國的建設與房地產市場對智慧施工有一定自主推動作用，但在當前的國家建筑產業現代化政策背景下，要使得整個智慧施工管理和技術創新體系有效協同施工上游裝配構件、部品生產、建筑產品運維以及使用壽命終結的各環節，就需要協同智慧施工各參與方，制定出系統的“國家智慧施工實施方案”。最終，所制定出的“國家智慧施工實施方案”不僅注重與國家當前的建筑產業化裝配生產方式相接軌，還能有力促進整個社會的智慧施工技術體系完善與管理方式創新。

(2)立足于智慧施工生產，并從與政府、企業和學界相協同的視角構建我國“智慧施工技術創新協同體系”。

從參與主體的視角來講，智慧施工不僅需要調動施工企業的自有資源，還需要多級政府、多領域企業、人才和資本的廣泛參與。從當前的研究前沿來看，知識(溢出)、技術(溢出)、創新資本等要素的融合是構建智慧施工邏輯體系的重要基礎，也是確定智慧施工的重要途徑。智慧施工的技術創新不僅僅是施工企業的自組織行為，更需要整個社會的協同參與。因而，應該構建國家智慧施工技術創新協同平臺，建議從國家戰略層面對智慧施工科技重大專項或重大智慧施工工程進行統一部署，通過調動全社會的新興先進信息技術發展成果，通過產、學、研有機結合，支持建立智慧施工技術創新產業基地、學者庫、專家決策支持系統，支撐學界和業界構建智慧施工技術研發和協同創新平臺，加速智慧施工技術創新成果轉化。

從數據利用環境的復雜特性來論，由于智慧施工實施的數據級較大，并且在施工環境中的數據多源特性較突出，因而不僅需要從國家層面引導智慧施工技術創新及產業化發展，明確智慧施工海量數據的接口范式，并且還需要規范智慧施工數據使用行為，確保智慧施工實施中的數據安全。另外，國家或地方政府不僅要鼓勵學界、業界積極開展智慧施工技術創新產業、產品體系研發，同時還應積極響應國家的數據、信息安全法規，制定出智慧施工實施行為準則或規章制度，明確智慧施工技術實施中各級部門、人員的數據共享范式、安全責任歸屬和義務，最終形成科學、安全、有序的智慧施工技術創新協同體系，使我國的智慧施工技術創新體系運行有規可循、有法可依。

(3)綜合考慮智慧施工生產、技術創新、管理及其智慧施工產品各環節，制定出國家“智慧施工實施水平評價標準”。

目前，在我國建筑產業現代化生產環節中，原始的建筑部品集成了一系列射頻識別、傳感及智能交互模塊，這些模塊的應用不僅僅局限在施工生產階段，還可服務于智慧施工產品(“智慧+可持續”建筑)的后期運營當中。例如，預埋在各個部品和構件中的一系列傳感器、智能芯片的數據接口不僅可以與施工管理平臺進行關聯，還可以通過對整個建筑產品結構中的生產生活實體所產生的多源信息進行融合處理，從而實現對建筑產品不同空間運維信息的精益化管理。而這些技術在智慧施工不同生產環節中的作用勢必需要特定的評價標準來衡量，畢竟這是智慧施工技術實踐過程中對一系列智能構件進行升級替代的重要依據。

智慧施工與傳統施工最大的區別在于對數據、信息的融合應用能力，進而也會影響到人類對實物資源的利用水平。傳統施工和智慧施工生產的根本目標均是為人類建造出安全、便攜、舒適、環保的建筑產品；但是，與傳統施工相比，智慧施工產品更加強調“智慧”和“可持續”性。而相較于傳統施工生產方式的這些優越特性自然需要通過特定評價機制來反映，同時也需要通過制定的評價標準對智慧施工實施過程進行約束。

綜合來講，我國的智慧施工實施水平評價標準需要以智慧施工技術平臺、智慧施工管理、智慧施工安全預警等施工環節為核心，構建出以智慧施工技術創新、生產和管理等為核心要素的評價框架與標準，同時還應綜合考慮整個智慧施工生產的全產業鏈——不僅需要回歸上游，對智慧施工實體資源的原生智能水平進行評估，還需要兼顧下游的智慧施工產品體驗、現實應用及其對生產生活的服務等功能評價。

七、結語

本研究的成果主要有：首先，借助科學計量學方法，回顧了我國建筑產業現代化的主要研究內容、研究過程及其相關知識領域，經研究表明：(1)我國的建筑產業現代化研究起步于20世紀60年代，并且進入21世紀后我國的建筑產業現代化相關研究成果步入了快速增長期，當前我國的建筑產業現代化研究成果較豐富；(2)我國建筑產業現代化研究方向主要集中在建筑工業化、住宅產業化、全產業鏈和產業化綜合。其次，通過對我國的建筑產業現代化實踐進程進行回顧，理清了其中的技術演化過程，從而總結出了我國施工技術演化體系，并進一步結合最新的國家建筑產業現代化發展政策，挖掘出了我國智慧施工理論完善與技術實踐的政策依據。然后，本文結合當前國家的建筑產業現代化技術演化背景，界定了我國智慧施工的管理內涵與技術實踐內涵。最終，依據當前我國的建筑產業現代化技術演化進程，提出了我國智慧施工推進策略。

本研究的現實意義有：(1)立足于我國建筑產業現代的研究與工程實踐歷程，探明了其中的技術發展歷程，同時挖掘出了我國建筑產業現代化中的技術演化體系；(2)結合當前我國建筑產業現代化技術演化背景，研究確定了智慧施工管理內涵和技術實踐內涵。(3)最終從智慧施工的國家宏觀規劃、技術創新協同及其規范化實施視角，提出了我國智慧施工推進策略。理論意義有：研究立足我國建筑產業現代化的歷史進程，探明了其中的技術演化規律；兼顧當前的國家建筑產業現代化發展，挖掘出了我國智慧施工發展的時代主題導向和政策協同依據；著眼國家建筑產業現代化長足發展，探明了智慧施工管理內涵與技術實踐內涵，為未來我國的智慧施工發展獻計獻策。

當然，本研究因個人能力和篇幅有限而存在一定局限性，故文中部分論述還有待于同學界、業界專家和學者繼續探討和論證，特別是對智慧施工技術實踐的研究并非可憑一己之力可完成，還寄望全社會專家、學者的共同參與。