基于產學研聯動的“智能建造+古建修繕”首華模式

［摘 要］在建筑行業競爭日趨激烈的當下，科技創新已成為建筑施工企業提升核心競爭力的關鍵要素和實現高質量發展的重要引擎。北京首華建設經營有限公司堅持“守正、傳承、創新”發展理念，以服務主業為根本宗旨，以科技創新為主線，以拓展新領域、新業務、新服務為“抓手”，通過重塑內部組織結構、建立健全科研工作機制、搭建產學研合作平臺、引進高水平專業人才，深入開展首華古建顏色標準體系、首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統研發工作，形成了基于產學研聯動的“智能建造+ 古建修繕”首華模式，在提升企業核心競爭力的同時，進一步彰顯了首華建設的文化優勢、制度優勢和技術優勢。

［關鍵詞］智能建造；古建修繕；產學研聯動

在國企改革深化提升的大背景下，如何立足建筑業主業，加快向“新型工業化”轉型，實現高質量發展，成為擁有70 年歷史的北京首華建設經營有限公司（簡稱“首華建設”）必須面對的一項重要課題。

結合企業實際需求，首華建設經過深入調研，進一步堅定了走數字化、智能化高質量綠色發展之路。

2021年，首華建設堅持“守正、傳承、創新”發展理念，以服務主業為根本宗旨，以科研創新為主線，以拓展新領域、新業務、新服務為“抓手”，通過引進高質量人才，與高校、文物局開展產學研合作，深入開展首華古建顏色標準體系、首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統研發工作，形成了基于產學研聯動的“智能建造+古建修繕”首華模式，在提升企業核心競爭力的同時，進一步彰顯了首華建設的文化優勢、制度優勢和技術優勢。

一、服務科研與服務主業——提升核心競爭力

黨的二十大報告指出：“推進新型工業化，加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國、網絡強國、數字中國。實施產業基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程，支持專精特新企業發展，推動制造業高端化、智能化、綠色化發展?！?/p>

立足主業，加大科技創新力度，加快向“新型工業化”轉型，成為首華建設實現高質量發展的重中之重。

從企業面臨的市場環境與機遇來看，首先需要梳理自身稟賦，厘清改革與發展、定位與形勢、主業與市場之間的關系。

我國建筑業是較早完成充分市場化的行業之一。20世紀90年代，在城市化進程加速、房地產市場蓬勃等因素的影響下，建筑行業技術更新快、人員流動大的特征愈加凸顯，競爭日趨激烈。

2010年前后，隨著“城市化”基本完成、市場日趨細化、區域經濟競爭加劇，建筑行業技術更迭開始加速，并呈現出不斷集聚的發展態勢。

進入“十四五”，面對“碳達峰碳中和”的剛性要求，加之城市更新、消費升級帶來的市場環境變化，建筑行業走到了新的歷史拐點。

首華建設把握時代發展趨勢，通過廓清新的經濟增長點和技術創新點，確定了實現高質量發展的主要路徑。

2021年，首華建設率先在行業內成立了“高質量發展中心”，并將其定位于“服務科研、服務主業”。

“服務科研”，即基于首華建設的稟賦與優勢，通過合作、協作、共建等方式，邀請跨學科、跨行業、跨領域專家研討、分析市場需求，并以“需求”為導向，定位首華建設的發展方向，建立符合企業發展方向的自主、合作、共建等科研項目。同時，在公司管理層形成為科研服務的意識，并整合資源為科研立項、項目推進、成果轉化和孵化等服務，在確保本業有序、穩定增長的情況下，以科研為鏈接新領域、新業務、新服務的“抓手”，有效拓展科研服務。

在人才引進和人才支撐方面，首華建設高質量發展中心引進了全國顏色科學標準化技術委員會副主任、《色彩設計系統——GB/Z35473-2017》國標第一起草人呂光，清華大學老齡社會研究中心研究人員、東京國際大學管理學博士袁暢等高水平人才。

其中，以呂光所創的“中國色彩數據庫”為基礎，進行“古建色彩數據庫”的開發工作。通過色彩數據化與企業信息數據化相結合，將“色彩＋質控（簡稱色控）”技術引入建筑施工安全監控領域。

以袁暢在適老化、善老化的研究成果基礎上，開展“醫療機構智慧管理”與“社區適老化善老化設計”方面的科研孵化工作。

2021 年至2023 年，首華建設高質量發展中心通過自身孵化、產學研平臺搭建與課題共建等形式，先后完成了1項國家標準、6項地方標準的參編工作，獲得5項發明專利、11項實用新型專利，發表17 篇學術論文。

通過這一系列科研與孵化相結合的方式，首華建設找到了自身的核心競爭力——數字安全與智慧安全的創新能力。

二、科研引領與智庫服務——運營高質量發展中心

（一）高質量發展中心組織結構

高質量發展中心在首華建設內部組織結構重塑中，被賦予了“科研引領、智庫服務”職能，并構建了與之相匹配的績效評價體系。

從部門組織結構看，高質量發展中心主要承擔科研、轉化兩項職能。科研職能以“共建課題”“自研型科創項目”為抓手，力圖創造服務主業，擁有自主知識產權和行業核心競爭力的科技能力。轉化職能則以創建、主編、參編各類標準和為企業創收為目的。在履行科研轉化職能中，高質量發展中心通過與外部學研機構搭建“產學研平臺”，跨界多元地實現企業科研引領高質量發展的目標。（如圖1所示）

（二）組建原創策源型研究團隊

科研的核心是人才。首華建設通過外部引進、內部選拔專家人才的方式，組建了以服務科研為核心的原創策源型研究團隊。

通過建立人才評估機制，從外部引入曾主筆國家標準編制、擁有多項國內外領先專利技術的呂光及留學歸國管理學博士袁暢；從內部選拔具備建筑工程施工經驗、工法編寫經驗、科技信息專長的楊天華，社招具備采編、視頻剪輯與數字化宣傳能力的呂夢吟等作為高質量發展中心的技術人才班底。

同時，通過課題研討、黨建共建、展覽交流等形式，選聘、延聘、“主業建議型”“拓展宣傳型”“理論咨詢型”專家21 名。

（三）建立健全科研課題研究機制

首華建設通過建立健全相關工作機制，引導高質量發展中心研究人員通過自研與合作等方式，圍繞主業，進行一系列的獨立、合作型科研課題研究與開發。

一是在企業內部建立服務科研創新的“綠色通道”機制。公司高層堅持“服務科研”，通過采取“調研+科研”的方式，牽頭成立高質量發展中心，并為引進人才提供場地、經費、設備及助理人員，搭建起內部高效的科研“綠色通道”。

二是著力營造富有正能量的“學風”“科研風”。堅持“科研導師負責制”，引導人才發揮“教、幫、帶”作用，為企業內部職工搭建以“研學+激勵”為核心的科研輔導及孵化梯隊建設平臺。

三是公司新設戰略發展部和科學技術部。戰略發展部將“需求定位”作為決策方式，并確定主要工作職能，形成相關工作機制。科學技術部以“實驗課題”的形式，延攬跨界、跨行業領域專家加盟，并擔綱主持課題申請、科研孵化等任務。在課題的確定和課題落地實施上，實行“三階機制”（共建實驗課題-總工掛帥、總經理調控-科研轉化），即在增量試點項目上，實施“扁平化”管理機制。（如圖2所示）

同時，通過建章立制，頒布《設立科學技術委員會的暫行辦法》《科技開發及科技進步管理辦法》《首華建設科技創新智庫管理辦法》等制度，切實保障科研工作的有效開展。

此外，對科研成果、科研人員評估建立了一整套符合企業自身發展的機制。在此基礎上，進一步細化了科研項目實施流程。（如圖3所示）

三、守正與傳承——構建首華古建顏色標準體系

按照《北京市人民政府關于實施城市更新行動的指導意見》要求，落實首華建設“以服務為本，打造古建名片；以傳承稟賦為魂，創首都卓越企業，鑄華夏知名品牌；以科研項目校企合作為基礎，逐步從勞動密集型轉向科研密集型；以反哺主營業務擴大影響力為最終目的”的戰略部署，首華建設高質量發展中心經過深入調研，設計并立項實施“北京中軸線歷史建筑環境色彩研究-北京地區古建色彩基因數據庫”項目研發。

該項目既滿足了“首都功能核心區以保護更新為主，中心城區以減量提質更新為主，城市副中心和平原地區的新城結合城市更新承接中心城區功能疏解，生態涵養區結合城市更新適度承接與綠色生態發展相適應的城市功能”的要求，又填補了我國古建顏色量化修復和標準化的空白，構建起獨具特色的首華古建顏色標準體系。

該項目主要取得了以下成果：古建顏色采集標準法、古建顏色雙命名、古建顏色色度值確定、電子顏色色卡、水性涂料型色卡、古建顏色智慧測評APP、古建顏色測色儀（測色精靈）、古建顏色（行業）標準立項與編制。（如圖4所示）

四、創新與賦能——研發首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統

（一）發現建筑施工安全痛點

建筑工程項目受施工現場地理環境與施工人員復雜性、現場進度與安全需求多元性、材料與設備變動性等因素的影響，在即時安全監控、預警及危機應對方面一直是管理的痛點、難點。長期以來，建筑施工企業都將滿足施工需求的即時安全監控系統設計、監控系統及硬件的網絡化、監控硬件的電源電路獨立化等作為在建安全施工科研層面研發的重點。

鑒于此，首華建設通過深入調查研究，發現了行業痛點與企業自身稟賦共通的一個關鍵點——施工安全。主要涉及建筑行業施工安全領域三個主要問題點：

1.建筑施工人員的臨時性與流動性；

2.監控管理即時性與數字化設備投入成本的矛盾；

3.智慧工地相關規定的合規性與適應性。

（二）搭建產學研平臺

針對上述問題，首華建設與北京理工大學顏色科學與工程國家重點學科點專業實驗室（簡稱“北理工”）簽訂“產學研”協議，將“首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統”作為初期共建課題、開展項目研發。

首先，項目立項與框架構建，由首華建設高質量發展中心專家承擔，并根據課題的技術難點，提供架構與算法支撐。

其次，由中心專家與北理工教授共同組建開發設計團隊，挖掘課題所涉及的開發需求。項目所涉及的知識產權皆歸屬于首華建設。

這一“自主架構、自主算法- 共研需求與框架-委托開發”的產學研合作模式為首華建設大大減少了技術開發成本，具有一定的復制推廣意義。

（三）研發內容

1.采用高清網電攝像頭，對設定的顏色波長智能鎖定和追蹤，可對鏡頭內的20個顏色目標（安全帽）追蹤和鎖定；對光源要求要符合（四季、全時空、全地域）。

2.采用循環錄像方式和截屏圖片，并將視頻信號和圖片以有線傳輸方式傳給服務器。通過智能終端電腦，將視頻信號傳送到控制移動電腦和多頻監視器上?？梢酝瑫r監控切換50～60個工作空間和地域，屏幕切換頻率5～10 秒。

3. 依托監控安全區域的（安全帽）色彩識別監控系統、多個分布監控器和網電合一監控攝像頭、自主算法云端，構建5G云以及服務器系統。

4.監控和保留信息欄主要涵蓋工程名稱、地域、等級、時間等，具備全程錄像、截屏、放大錄像、放大照片等功能。

（四）總體思路

“首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統”項目主要分三個階段逐步推進：

第一階段：確定技術背景、研發目標、功能需求、技術方法和路線、具體要求等。

第二階段：制定技術指標、參數以及硬件網絡選型。

第三階段：軟件開發和基礎平臺設計。

（五）關鍵技術及路徑

關鍵技術及技術路徑為：獨立開發的即時性安監系統。其獨特性主要體現在工程現場流程分布、按安全等級（危險系數）進行區域劃分、以法規政策及現場特殊性制定安全標準、將安全標準及安全區域進行色彩場景化描述、以智能色彩全息影像追蹤系統色彩及反射評價篩選指定區域，并基于5G技術進行智能化等級識別、預警系統反應——自主云成像解析數據轉化平臺中心等。

（六）應用成效

1.節省算力，較好地解決了無延遲即時監控技術的“卡脖子”問題。

2.以低成本實現建筑工程施工現場的實時安全監控。即對施工現場安全操作進行“低成本”“低延時（實時）”“信息化”“標準化”監控。

3.與現有的“智能工程現場”相比，首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統的開發、維護等成本僅有十分之一。

4.實現對高危區域及高危操作進行實時的監控、預警，可有效降低事故發生率。

五、小結

首華建設最早的歷史可追溯到“‘新中國從這里走來’的西柏坡”，由原中央國家機關修建工程處與有關單位合并轉型而來，有著得天獨厚的資源稟賦，在建筑行業具有顯著的文化優勢、制度優勢和技術優勢。

其中，文化優勢來源于公司創立伊始就參與了一系列新中國重大建設項目，長期積淀的紅色基因賦予了首華人豐厚的企業文化資源和自豪感；制度優勢是指公司在代際傳承過程中，善于總結，在貫徹落實國家行業標準、質控指標的同時，以更為嚴格的標準要求自己，從而在建筑工程項目中形成一套獨具首華特色的質控、安全等經驗規則；技術優勢來源于公司參建的眾多古建項目，在匠藝、匠技中有著同行業不可比擬的技術優勢。

近年來，首華建設堅持以科技創新為抓手，深度挖掘市場需求，敏銳捕捉技術趨勢，加強產學研合作，推動技術成果的轉化與應用，通過深入開展首華古建顏色標準體系、首華智能網絡色彩影像追蹤監控系統研發工作，構建起完善的科技研發體系，在提升企業核心競爭力的同時，引領行業發展新潮流，為社會創造更多的價值。

面向未來，首華建設將繼續堅持管理服務科研，用服務保存量，用科研拓增量，不斷優化完善基于產學研聯動的“智能建造+古建修繕”首華模式，助推公司加快質量變革、效率變革、動力變革，實現更高質量發展。