习近平总书记指出,“我国经济已经由高速增长阶段转向高质量发展阶段,这是党中央对新时代我国经济发展特点作出的重大判断”。
改革开放以来,伴随着城镇化的快速发展,建筑业依靠资源要素的持续投入以投入换取产出,保持高速增长。与此同时,“大城市病”导致公共服务短缺,建设标准起点低导致使用年限短,运维体系粗放导致能耗排放持续居高不下。旧的发展模式难以为继,亟待探索新的路径。
在国家战略层面,党中央、国务院一系列深化改革指明了发展方向,各项政策举措正推动高质量发展。十九大报告提出“要树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”。中国制造2025提出“重点建设先进制造业、生产性服务业、服务型制造和绿色技术,努力实现全面工业化”。国家大数据战略强调“推动国家大数据战略实施,加快完善数字基础设施,促进数据资源融合开放共享,保障数据安全,加快建设数字中国”。总体来看,高质量发展的意义在于推动产业质量变革、效率变革、动力变革,以绿色化、工业化、数字化为驱动,成为新旧动能转换的内生需求。
建设雄安新区是党中央作出的重大历史性战略选择,是长远谋划、国家大事。习近平指出,“北京在加快现代化、城镇化发展阶段面临历史性空间格局调整,无论从其健康发展,还是从破解难题的角度,都要作出选择,这个选择最终作出了。”雄安承载着新时代打造全国高质量发展典范的重要历史使命,绿色发展、创新发展、智能发展成为发展的引擎。
1 深刻认识建筑业高质量发展的内涵尤为重要
把高质量发展本质和建筑业特点结合起来,从亟待解决的环节入手,挖掘新的可行动能,找到重点支撑和发展方向。对接国家战略、从行业出发,我理解建筑业高质量发展新动能体现在“三大支撑”和“五大方向”上。
三大支撑为“绿色引擎、信息驱动、数字赋能”。
绿色引擎,即以人与环境和谐为价值取向、以绿色低碳循环为原则的发展理念;
信息化驱动,即把“预制装配工厂”与“施工现场”整合在一起,使两个场地(工厂)作业标准化、规模化、流程化,坚持质量第一、效率优先,打造逻辑清晰的自动化闭环;
数字化赋能湖南华韧钢结构混凝土构件有限公司,通过BIM数据驱动柔性生产湖南华韧钢结构混凝土构件有限公司,使组织模型更加灵活、供应链更加透明、运营更加简化、平台更加集成、生产过程更加可预测、人、机、物更加互联。
五大方向是建筑业高质量发展的系统工程,具体体现为“生产力提升、产业链集成、质量提升、创新提升、数字化转型”。
生产率提升,是指由粗放投入向高效投入转变,由手工重体力劳动向装配式工厂生产、机器人辅助建造转变;
产业链整合,就是将环节分割转化为环节闭合,将环节缺失造成的浪费转化为走向精益的流程集成;
高品质的提升,意味着人们不再满足于简单住房子,而是追求品质、舒适、美观、服务;
创新改进是指技术进步、管理升级、制度优化、商业模式改进;
数字化转型意味着将企业离散的数据进行采集、筛选和分析,进而改善和优化组织和流程,激发数字化活力和组织动力。
2. 纵横比较,找出不足,把握时代需求
任何行业在每一个时期都有相应的短板。相较于高速增长阶段,资源要素短缺、供给不足是发展的短板。高质量发展阶段,制度适应、质量升级、效率提升是短板。木桶原理告诉我们,短板是决定整个木桶容量的关键因素,不补齐短板,其他板子再长也没有意义。因此,纵向看历史发展的趋势,从其他行业探索一些补齐短板的成功规律,也能给我们带来启示。
根据麦肯锡发布的数据,在北美,过去70年来,与1940年和2010年相比,农业、制造业和零售业的生产率分别增长了15倍、7.6倍和6.9倍。这些行业在过去和现在都发生了巨大的变化。但当你把70多年前的施工现场和今天的施工现场对比时,很难发现什么变化。20世纪70年代,第三次工业革命发生了。农业通过集约土地、自动化设备、生物工程技术;制造业通过模块化设计、标准化制造、自动化生产;零售业通过消费市场的规模增长和物流技术;正是通过吸收第三次工业革命的先进成果,通过技术创新,生产力得到了巨大的提高。今天,面对第四次工业革命的到来,已经有了升级转型的基础,可以更快地产生新动能。
1907年,哈雷摩托车诞生于美国,早期以手工制造,每年仅生产3台。1912年,密尔沃基工厂建成,采用流水线生产,生产周期为70天/台。到了1973年,在宾夕法尼亚工厂,自动化生产线大量替代人工,实现了21天/台的生产周期。今天,我们追求更加灵活、敏捷、智能的生产方式,技术和商业模式都发生了巨大的变化,哈雷消费者可以根据个性化需求直接在线下单,6小时之内即可收到货。
放眼如今的建筑业,工业革命1.0时代之前的重体力劳动模式依然被广泛采用;工业2.0时代,流水线作业已是家常便饭,但建筑业分散粗放的管理体制,对让流水线顺畅运行仍构成重大挑战;工业3.0时代,信息系统的自动逻辑管控让效率倍增,数据在各个环节的流通是关键,但建筑业对于BIM数据的设计、施工、运维环节谁该多做、谁该少做,仍存在分歧。工业4.0时代,数据赋能后的智能分析才是核心价值,建筑业看到了令人振奋的前景,但基础数据的缺失只能无奈叹息。
问题不断积累,矛盾日益突出,导致技术和管理创新应用进展缓慢,当其他行业都在讲柔性化、敏捷化、智能化时,建筑行业的任务更加艰巨,需要在战略上大胆布局,在战术上补短板,稳步推进。
目前,北美、欧洲、亚洲等多个国家已陆续出台BIM相关政策,计划以BIM技术作为推动建筑业转型升级的动力。根据建筑智慧联盟收集的BIM相关指导文件,全球已有30多个国家共计出台125项BIM政策(其中北美56项、欧洲34项、亚洲35项)。
分析世界主流国家对于工业4.0的定义,进一步印证了数字化技术对成熟产业的全方位改造。
美国提出“国家先进制造业战略计划”,核心就是工业互联网,将利用信息技术重塑产业格局、激活传统产业。
德国提出“工业4.0+智能工厂”,依托制造业基础,借助互联网实现制造业升级,在“智能工厂”中以“智能生产”的方式制造“智能产品”,全过程以“网络协同”的方式进行。
英国《工业2050战略》认为,制造业不是传统意义上的“制造然后销售”,而是“服务+再制造”。
日本提出“新机器人战略”,成立了日本机器人革命推进协会,该协会下设“物联网升级制造模式工作组”,致力于利用物联网技术实现日本制造业的转型。
我国于2012年正式提出《中国制造2025》,大力发展智能制造装备、新一代移动通信、三网融合、物联网、云计算等战略性产业技术。
BIM技术的起源其实来自于制造业,形成于20世纪70年代,借鉴当时制造业的产品信息模型,提出了“建筑描述系统”的概念,利用计算机对建筑进行智能化模拟的理念,这就是BIM的起源。
工业3.0时代,信息建模技术彻底改变了制造业,经过四十年的不断借鉴和实践,技术已经非常成熟,问题更多的在于把老的流程体系改造成新的流程体系的决心。
用BIM解决工业2.0阶段(主流是二维设计)的问题,对于建筑行业来说,是指二维设计的标准化;用BIM解决工业3.0阶段(以自动化生产为标志)的问题,对于建筑行业来说,是指装配式、工厂化的自动生产线、建筑构件模块化、工程量清单数据化的问题。应该说做起来容易,难就相当于降维。相当于演习模拟中五代战机超视距攻击三代战机,可以做到1比100。
BIM技术作为一种信息模型,本身就蕴含着大量的数据资源,通过数据谱系图分析海量数据,应用元数据研究方法可以发现,很多数据都与BIM息息相关,BIM模型分离为数字与模拟后,可以形成各种层级的数据形态,拓展各种维度的应用。未来的工作场景也开始浮现,比如实现工作协同,利用BIM工作集或者云平台来解决;人机物互联,利用BIM+CAM,或者BIM+协作机器人来解决;柔性化生产,通过BIM参数化设计,利用家属库系统来解决;现场总线控制系统,利用总线连接物联网智能设备,将企业信息通讯延伸到工地,通过物联网数据处理BIM数据,生成工作流信息来判断实际工作,智慧工地的发展方向应该是这样的;数字化综合信息技术,依托BIM+GIS+IOT数据集成,当然也需要冷静思考。
BIM技术不仅是解决建筑业在工业2.0、3.0阶段短板,更是开启建筑业拥抱工业4.0阶段的重要利器。当前建筑业短板在于应用BIM技术作为支撑、绿色引擎、信息驱动、数字化赋能,解决建筑业创新不足、体系落后、循环不畅的关键短板。
3.抓住机遇,加速新旧动能共振
新旧动能相继转换,本质上是发展方式的转变。建筑业的发展有很大的惯性效应,升级优化不能盲目“从头开始”,要坚持“新东西从旧”的原则,推动“老树发新芽”。湖南建工集团作为一家有60年历史的建筑企业,近年来在稳步发展传统产业的同时,也通过“创新、转型、升级”寻求新的突破。基于此,我谈一谈湖南建工集团的实践。
第一个实践方向是绿化
建筑业是一个消耗大量自然资源的行业,绿化体现在设计、建材、施工、运营等每一个环节。
1. 推广绿色建筑设计
我国分别于2006年和2014年发布了绿色建筑设计标准,两版标准相比,适用范围由居住、公共建筑扩大到所有类型民用建筑,评价方法由条目计数法改为计分法,评价体系更加客观、成熟。
湖南建工集团下辖6家甲级设计院,据统计,近3年来设计系统已有132个大型项目完成绿色建筑星级评定。通过整合绿建筑工程师资源、成立咨询评估机构,从源头全面推行基于BIM的绿色建筑设计。拟成立湖南建工集团绿色建筑咨询评估中心,基于绿色建筑主动、被动式住宅的设计理念,利用BIM模型进行定性、定量模型分析,从建筑形态、材料、通风采光设计等角度比选出更优方案。
2. 绿色施工
我国绿色建筑的发展经历了三个阶段,2003年至2007年为理论研究、技术探索时期,初步确立了“四节约、一环保”的基本理念;2007年至2012年为深入研究、逐步推进时期,特别是一些先进企业的推进和实施,积累了大量的绿色建筑经验;2013年以后进入快速发展阶段,国家和地方相关标准相继建立,加强了绿色建筑技术示范项目的实施。
湖南省建工集团绿色施工实践起步早,积累工程案例,总结理论方法,主编省级绿色施工技术标准7项,参编省级绿色施工规范、指南5项,获得国家发明专利2项,获得省级工法1项,累计获得国家级绿色施工示范项目21个、湖南省级绿色施工示范项目89个。
3.海绵城市
海绵城市是新一代城市雨洪管理理念,我国海绵城市尚处于起步阶段,存在碎片化、构件小、应用范围小、生态调控功能不足等问题。国外海绵城市更加注重生态底图,从城市适用性、系统化、区域化出发,强调大区域调控。
鉴于此,基于BIM+GIS面向海绵城市构建包含生态底图+人工改造多维信息的信息平台,实现交通流、水流、气流、固体废物排泄等全系统仿真管理,助力解决城市内涝、交通拥堵、水循环利用困难等城市问题。
常德阳明湖综合治理项目是湖南建工集团采用PPP模式实施的生态治理项目,对水体及周边城区进行综合整治,通过建设绿色屋顶、雨水铺装、生态滤池、雨水花园、滤带、洪涝净化树池、生态渗沟、净化池等,实现多层次海绵模式。项目建成后将覆盖水面及绿地面积2640亩,年蓄水量可达1367万吨,彻底根治水体黑臭现象。
4. 垃圾焚烧发电
随着城市化进程的加快,垃圾泛滥成为城市的一大灾害,大量垃圾堆积在城市周边,造成垃圾围城。垃圾焚烧应运而生,有利于保护城市土地和水资源,实现可持续发展。
湖南省建工集团工业设备安装公司四年来共完成国内垃圾发电厂建设46座,合同额120亿元,建立了工业安装族库和设备材料编码库,分为17个专业系统、8000余个族,规范了关键工序,构筑了精益建造基础。
5.光伏发电
光伏发电经历了政策主导的发展红利期,行业取得了长足进步。随着国家政策补贴期结束,投资逐渐趋于理性。未来需结合区域太阳能资源实际,合理开发,进入良性循环。
近年来,湘建自主投资项目18个,建设449.4MW。从光能高效利用出发,利用BIM技术对日照进行分析,模拟计算光伏阵列中心旋转角度、年日照时长、间距等指标,大大提高土地利用率,减少支架消耗。
6. 建筑垃圾利用
我国建筑垃圾年产生总量约15亿吨,建筑垃圾利用率不足5%,国家不断立法提高固废利用率,鼓励建筑及施工单位采用固废利用产品。
湖南建工环保有限公司已投入3条年处理60万吨筛余骨料生产线。
第二个实践方向是工业化
建筑工业化是实现节能减排、资源节约的有效途径,是绿色建筑的保障,是解决建筑业粗放型发展的必然选择。
7.预制产业链
湖南建工集团已形成装配式建筑产业集群,涵盖设计、生产、施工、检测等各个环节,是首批国家装配式产业示范基地。在技术体系上,以装配式建筑技术研究院为核心,加强预制技术普及研究,主要在模块化标识、性能标准、生产标准、施工标准等方面。湖南建工集团各设计单位利用BIM正向设计,针对不同项目特点,为各个项目选择合适的预制组合方案。
2016年,湖南建工集团在湘潭成立湖南恒运建筑科技发展有限公司,2018年在株洲成立株洲装配式建筑产业基地,目前产品涵盖内外墙板、复合板、建筑构件、城市地下管廊等。如“共承插装式预制整体卫生间”,其特点是主体同轴、节省净空、吊装即插、安全便捷,主要特点是四位一体集成,即结构集成;管线集成;保温集成;装饰集成。目前,“一种共承插装式卫生间结构体系”和“一种共承插装式卫生间及其整体式预制卫生间单元”已申请国家发明专利,还有多项科技成果正在申请过程中。
8.现场施工工艺
高强材料、钢筋装配化、模板工装化、混凝土商品化、施工智能化、构件模块化是提升现场施工技术的重要组成部分。
湖南建工昆都模板有限公司通过构建工具式模板体系、铝框木模板、水平钢支架等,实现了现场施工技术的工业化。
9.新材料研发
泡沫混凝土墙板系统可作为内外墙,一次成型,集成墙体兼具装饰、保温、隔音、隔断等多种功能,耐热性高、绿色环保、低弹减震、施工速度快的新型材料成为发展趋势。湖南省建筑施工技术研究所作为湖南省建筑集团下属科研部门,重点在泡沫混凝土的应用研究上取得突破,主要产品有条形复合墙体、装饰保温集成复合墙体、木塑条形隔断墙等。
10.建筑构件研发
建筑构件是建筑物的独立单元,是建筑物的组成部分。湖南六建机电正在开发模块化机房产品,目标是实现施工现场“零焊接”,提升机房整体观感,节省施工时间,减少材料浪费。
11.钢结构单元房
在国外,钢结构单元房广泛应用于住宅、博物馆、专卖店、写字楼、展览馆、汽车旅馆及各类创意建筑。受技术标准和住房制度影响,在国内仅涉及施工工地、野外勘探、度假旅游等方面。湖南建筑集团华仁钢结构有限公司开发多标准单元房模块,具备构建X组合解决方案的能力。
12.湖南省装配式建筑全产业链BIM智能制造平台
湖南省住房城乡建设厅牵头湖南省建设集团基于BIM信息技术,建立湖南省装配式建筑全产业链BIM智能制造平台,平台下设设计、生产、施工、运维、BIM应用与审批、政府监管六大子平台。
平台建成后,将解决全过程管理中存在的“设计不规范、生产不统一、部件不通用、信息不共享、施工不规范、监管不到位、建设成本过高、质量不高等”的突出问题。
第三个实践方向是智能
建筑行业智能化发展主要实现智能化管理和智能化运维。
我认为管理智力的测量可以分为三个阶段:
第一阶段:制度化、流程化、表单化,统一基础管理标准。通过制度化提出要求,通过流程化模型实施制度,最终将流程结果转化为表单化数据。
第二阶段:在线化、集成化、自动化,信息化工具实现X平台集成。在线化让所有流程都变成规则,集成化让多个子系统组成一个大系统,打破孤岛,信息互通。自动化让各个部门的数据能够得到处理和打通,通过规则评估发出风险预警。
第三阶段:数据化、绩效化、智能化,优化要素重构系统。将自动化阶段产生的数据通过量化分析和精准定性分析,数字化,通过数据化推动流程和效益优化,实现绩效化,最终走向智能化。
三级四线管理体系是湘建集团进行信息化升级的理论基础,也符合行业循序渐进的信息化发展路线。通过BIM技术与公司信息化流程的深度融合,力求改变现有工作信息孤岛、资源孤岛等管理难点,实现技术和管理经验的积累和企业效率的提升。强调BIM作为数据载体,在项目层、功能层、决策层以数据流贯穿各组成系统。鉴于此,在项目层,我们构建PM平台,实现项目管控;在功能层,我们构建业务部门平台、集中建模平台、集群管理平台、知识技术平台、集中采购平台、财务支付平台等平台,实现指标管控;拓展BIM应用,延伸至建筑后期运维。
13.PM项目管理平台
单一岗位的碎片化应用、多岗位的模块化应用都只能解决局部问题,只有用数据驱动整个组织,才能实现精益建设,全面提升项目效益。
PM项目管理定位于BIM应用3级,其技术特点包括:灵活的组织网络架构配置、各岗位流程并行、信息串行集成、各类数据自动比对分析、即时生成达标率、热点榜单、排行榜等。
14.市场运营管理平台
通过Python Crawler系统,我们可以在项目的早期阶段,例如项目批准,土地转移,计划审查,公共资源交换等,以跟踪项目信息。
15.集群管理平台
企业级BIM模型本机数据中心可以通过使用公共云来满足企业中大规模数据的增长,而不是在硬件投资和数据中心构建上,而是在数据结构化处理上。
该平台已经在线三年,具有自定义的BI开发 +可调节的电池组设置面板 +自动数据逻辑比较和分析以敏捷和灵活的迭代方式开发。平台开发语言与其他功能系统兼容,并已成为各种企业和组织快速部署的工作。
16.知识和技术管理平台
根据公开共享的概念,公司的技术成就被形成数字档案和知识社区,并且各种技术材料的结构,标记,分类和细分,以促进经理在各个级别的在线访问。
17.集中采购平台
根据透明采购的原则,我们将未来实现采购管理,流程监督,数据管理和信息共享。
18.投资管理平台
鉴于投资项目的漫长周期,投资项目的信息已存档,并记录了动态管理过程,并发出了早期警告以提醒偿还时间。
在政府一级,湖南省住房和城乡发展部已经实施了多个图纸和综合审查的联合审查系统。
20.数字交付和智能操作和维护平台
数字交付,智能操作和维护平台使用IFC重力流原理来建立六级编码系统,将日常维护计划和维护计划正规化,以确保资产和设备保持最佳的运营状态;
4匈奴建筑工程集团的驾驶机制
“强大的中心,强大的家庭图书馆和共享平台”是推动湖南建筑工程迈向高质量开发的重要机制。
“强中心”是指建立一个专用的BIM中心,以形成一个稳定的企业BIM闭环系统,以便短期和长期目标都可以在所有阶段都适应BIM开发的浪潮。
“ Qiangzu图书馆”为所有项目构建中的BIM应用提供了标准化的指南,并建立了基于BIM的完整,完整的,完整的建筑解决方案库,包括建筑组织设计和模板工程,增强工程,砌体工程等的特殊施工计划,这些计划可以上传到上,以供公众参考,可以共享知识资源,从而可以通过技术为基础。
“共享平台”是指BIM中心成为解决各种任务和功能的立足点和收集点,建立共享数据平台,以允许所有企业和部门在同一平台上完成执行,决策和反馈链接,以确保信息准确,及时,及时和适用。
高质量的发展是这个时代托付给我们的任务。技术基础,建立企业IT战略架构,并完善企业IT治理系统。
我们对建筑业的高质量未来有一些期望,它将使用最新的ICT技术来建立一个愿景,以探索更改企业的传统业务模型;在建筑业的转型和升级浪潮中。