李曉軍：未來已來，如何正確理解建筑工業(yè)化和數(shù)字化？

文/李曉軍

早在上個世紀20年代，“像造汽車一樣造房子”的概念就被法國建筑大師柯布西耶在《走向新建筑》中提出，人們就開始了建筑工業(yè)化的思考和探索。和汽車、飛機、船舶等離散型制造業(yè)一樣，“建筑產(chǎn)品”如何拆解成多個“零件”經(jīng)過一系列并不連續(xù)的工序的加工最終裝配而成，就成了大家理想的生產(chǎn)場景。以日本為例，在上世紀70年代開始掀起了住宅工業(yè)化的熱潮。一是在“建筑產(chǎn)品”的結(jié)構(gòu)（即裝配建筑方面），通過大企業(yè)聯(lián)合組建集團企業(yè)，設(shè)立了工業(yè)化住宅的質(zhì)量管理標準，制定了各種標準規(guī)范，發(fā)展樓梯單元、儲藏單元、廚房單元、浴室單元、室內(nèi)裝修部品構(gòu)件以及通風(fēng)體系、主體結(jié)構(gòu)體系。二是在建造的生產(chǎn)流程（精益建造方面），借鑒豐田汽車的“精益制造”理念，讓每一道工序都有標準化的模塊。工序式的模塊施工中，一個施工段或一層的工作量沒有按照流程完成，不允許進入下一個施工段或下一層施工。每一道工序沒有按照“零投訴”標準作業(yè)，不允許進入下一道工序，從而有效地控制了建筑施工質(zhì)量。一步步實現(xiàn)其建筑工業(yè)化，擺脫了傳統(tǒng)的建造模式。

值得注意的是我國雖然在上個世紀80年代也曾經(jīng)進行過一段時間建筑工業(yè)化嘗試，但由于長期技術(shù)的限制和標準體系建設(shè)的缺失，再加上我國建筑業(yè)一直都是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，且一直享受廉價勞動力的紅利，轉(zhuǎn)型的動機不強。因此，建筑工業(yè)化的推動力不強，直到最近幾年隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的增長放緩、勞動力成本的提升、綠色環(huán)保要求的倒逼效應(yīng)，再加上人們對美好生活和個性化建筑的需求以及數(shù)字科技的沖擊，我國的建筑工業(yè)化才重新提上了日程。但時過境遷，我們不可能完全按照日本、德國的“循序漸進”的過程，而需要結(jié)合當前數(shù)字經(jīng)濟的借鑒特征，進行新的發(fā)展路徑創(chuàng)新。

數(shù)字科技加速建筑業(yè)向先進制造業(yè)方向演變

“制造業(yè)是流動的產(chǎn)品和固定的人來生產(chǎn)，而建筑業(yè)則是固定的產(chǎn)品和流動的人員來生產(chǎn)”，建筑業(yè)與制造業(yè)相比較來看，不同之處在于建筑業(yè)具有典型的項目型特征，同時還有建設(shè)周期長、資金投入大、項目地點分散、多專業(yè)、多關(guān)系方、流動性強等特點。這種“分散的市場、分散的生產(chǎn)、分散的管理”的產(chǎn)業(yè)特點，大大增加了運營和管理的難度，也致使建筑業(yè)很難像制造業(yè)一樣實現(xiàn)“流水線大規(guī)模生產(chǎn)”。無論在“工業(yè)化道路”還是“數(shù)字化變革”上都與制造業(yè)差距較大。對比制造業(yè)，建筑業(yè)的機械化水平同樣存在較大差距。面臨著電氣化、信息化、智能化的多重“沖擊”，故呈現(xiàn)“多期疊加”的表現(xiàn)特征。一方面表現(xiàn)在既有落后的“半手工、半工業(yè)的”的建造模式和管理模式，也有基于“BIM+云大物移智”等信息技術(shù)催生的企業(yè)信息化、數(shù)字施工和智慧工地等類似先進制造業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)形態(tài)。

但是隨著“BIM+云大物移智”等相關(guān)數(shù)字科技發(fā)展，數(shù)字化正在反促進加快建筑業(yè)向“工業(yè)化”演變，呈現(xiàn)和工業(yè)4.0等高級形態(tài)的趨同性。主要包括：一是產(chǎn)品全生命周期的項目管理理念向建筑業(yè)滲透。類似先進制造領(lǐng)域通過系統(tǒng)生命周期管理（SysLm）和產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）在建筑業(yè)逐步開始步入實踐，這主要表現(xiàn)在BIM技術(shù)的成熟，能夠集成建筑生產(chǎn)系統(tǒng)和建筑產(chǎn)品全生命周期管理，并實現(xiàn)三維可視化模擬與表達。二是一些先進制造領(lǐng)域成熟的解決方案向建筑業(yè)滲透。如：“數(shù)字孿生、協(xié)同設(shè)計、個性定制也開始受到大家重視，并開始在應(yīng)用實踐。三是生產(chǎn)設(shè)備的智能互聯(lián)。先進制造強調(diào)把智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過信息物理系統(tǒng)（CPS）形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使得產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備之間、不同的生產(chǎn)設(shè)備之間以及數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)。這一點在建筑業(yè)的智慧工地建設(shè)上也開始得到體現(xiàn)。四是協(xié)同制造的形態(tài)向建筑業(yè)滲透。建筑業(yè)生產(chǎn)組織模式也開始出現(xiàn)從“串型結(jié)構(gòu)”向基于BIM等平臺系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，從分析、決策、規(guī)劃設(shè)計、審批、構(gòu)件生產(chǎn)、智慧建造、智慧應(yīng)用集成、智慧運維等全生命周期協(xié)同的“環(huán)形結(jié)構(gòu)”轉(zhuǎn)變。隨著科技的發(fā)展，建筑數(shù)字化將向日益成熟的狀態(tài)發(fā)展，尤其是人工智能、機器人、3D打印、虛擬現(xiàn)實等的技術(shù)的進一步發(fā)展，建筑業(yè)越來越呈現(xiàn)出和先進制造趨同性趨勢。我們不得不驚嘆，這不就是制造業(yè)想要的工業(yè)4.0嗎?

個性化定制建筑成為可能

數(shù)字經(jīng)濟時代，如果問一下人們需要什么樣的產(chǎn)品？整體概括起來無非包括以三點：一是極具個性的定制產(chǎn)品。在數(shù)字時代，個性訴求將替代共性需求，更多的用戶需要符合自身獨特個性的產(chǎn)品，同時又能體驗到整個產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程。產(chǎn)品的“供應(yīng)者”企業(yè)的競爭戰(zhàn)略應(yīng)更側(cè)重于與消費者的連接和互動，通過搭建個性化定制化平臺來增加用戶的參與感，改變品牌企業(yè)供應(yīng)鏈的組織和運營方式，轉(zhuǎn)而要求實現(xiàn)更靈活、更可靠的柔性生產(chǎn)和交付能力。例如，青島紅領(lǐng)集團開創(chuàng)了服裝大規(guī)模定制生產(chǎn)的先河。通過運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建成了顧客直接面對制造商的個性化定制平臺，在快速收集顧客分散、個性化需求數(shù)據(jù)的同時，消除了傳統(tǒng)中間流通環(huán)節(jié)導(dǎo)致的信息不對稱和種種代理成本，極大降低了交易成本。從而實現(xiàn)了零庫存、低投資、高回報率效果，而且增強了客戶黏性。二是極高品質(zhì)的產(chǎn)品。除了設(shè)計精巧、加工精細、使用方便和性能可靠等傳統(tǒng)指標外，如何融合綠色、健康等設(shè)計理念及新型材料，將日益受到人們的追捧。這些年許多企業(yè)也在傾注精力打造爆款產(chǎn)品，在產(chǎn)品設(shè)計和工藝上絞盡腦汁，積極開發(fā)和尋求更綠色、更宜人的新型材料，以獲得用戶的青睞。三是極致的場景化體驗。未來的產(chǎn)品將更加強調(diào)構(gòu)建體驗化的數(shù)字場景，無論是用戶從產(chǎn)品在設(shè)計階段的參與感，還是在購買中的體驗過程，還是在實際使用中的分場景適配，用戶更注重在體驗上流暢與豐富。以上的消費趨勢，對于建筑這種“特殊的產(chǎn)品”確實是一個難題，如何積極的改變過去的思維，從新的角度看待問題，并定義建筑就成為了一種關(guān)鍵能力。

隨著人們對美好生活的追求，傳統(tǒng)建筑業(yè)已經(jīng)遠遠不能滿足人們的需求：

一是在設(shè)計過程中“參與缺失”。建筑的終極用戶缺少參與，不能充分按照自己的美化愿望設(shè)計自己的生活場景，常常被迫選擇市場上已有的“千屋一面”產(chǎn)品。也渴望開發(fā)商能根據(jù)自己對建筑的需求“量體裁衣”，深度表達自己的訴求，并在實際中展現(xiàn)。

二是消費體驗中的“諸多無奈”。購房時的“無奈”以及二次結(jié)構(gòu)拆改和裝修帶來的安全隱患；設(shè)計變更頻繁且工程經(jīng)常返工，難于保障工期和質(zhì)量，難于規(guī)避隱形消費陷阱；同時又無法預(yù)見各類隱蔽工程的線路、走向與位置，更難于預(yù)判家中設(shè)備故障、管線老化等問題，無法提前通知物業(yè)及時提供維修服務(wù)。

三是生產(chǎn)過程的“環(huán)境破壞”。建筑業(yè)高消耗、高能耗的問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計，目前建筑活動造成的污染約占全部污染的三分之一(40%左右)，建筑垃圾每年高達數(shù)億噸，建筑業(yè)碳排放占全國總排放的50%。建筑運營過程中造成了大量能源和資源的消耗，約占社會能耗的三分之一(40%左右)，同時即有建筑中 95％以上是高耗能建筑?？梢哉f建筑是能耗和碳排放的大戶，建筑生產(chǎn)過程也對我們的綠色環(huán)境形成巨大的破壞。

四是建筑產(chǎn)品的“問題重重”。由于建筑工程中的層層分包，項目建造過程不透明，難于監(jiān)管，導(dǎo)致建筑質(zhì)量出現(xiàn)問題，如：墻體滲水、墻面空鼓、層高縮水等現(xiàn)象普遍存在，這已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)心照不宣的“通病”。甚至很多大宗建筑配套設(shè)備、部品難于運行通暢，七分安裝，三分維保，如果不注重后期的運營和保護，也會埋下建筑安全的隱患。

隨著BIM+云大物移智等科技的發(fā)展，人們未來可以通過數(shù)字建筑平臺，按照自己的個性化訴求參與協(xié)同設(shè)計，深度體驗未來的建筑理想。并通過數(shù)字虛擬生產(chǎn)、數(shù)字虛擬施工提前了解到建筑的生產(chǎn)過程，通過虛擬運維提前了解到建筑的各種運維狀況，最后再通過工業(yè)化的建造方式在物理世界中建造出實體建筑，最終實現(xiàn)個性定制的建筑產(chǎn)品。

建筑業(yè)未來構(gòu)想

暢想未來，我們不妨大膽定義下：如果說手機是人的智能終端，汽車是人類位移工具的話，那建筑就是人類活動的平臺和載體，這三個“要素”相互連接，共同編織成我們未來的智能世界。同時它們?nèi)唛g又相互“跨界融合并向近親性演繹”，如“汽車是有輪子的建筑”、“未來汽車是有輪子的手機”、“建筑是卸掉輪子的汽車”、“未來建筑是巨型的智能手機”等等。這不僅是比喻，更多是真實的現(xiàn)象（開個玩笑：當然您也可以說建筑是鋼鐵混凝土做的“衣服”，衣服是布料做的柔軟建筑，紅領(lǐng)集團不就是把衣服拆分成一個個“構(gòu)件”，實現(xiàn)了智能化、個性化定制嗎？）！對于建筑從業(yè)者來說，主動思考并積極尋找彼此之間的相關(guān)性，可以有助于我們重新理解建筑和建筑業(yè)。可能一覺醒來，你會發(fā)現(xiàn)建筑已經(jīng)不是你眼中的建筑！曉軍（建造3.0君）大膽提出了以下幾個猜想，供大家拍磚！

（1）猜想一：明天的建筑可以個性定制。您可以打開手機，安裝一個“建筑定制APP”，并戴上VR眼鏡，您就可以在BIM模型上用語音或肢體語言與地產(chǎn)商、施工企業(yè)等進行溝通和協(xié)同設(shè)計，一起打造好包含建筑產(chǎn)品和過程的“全數(shù)字化樣品”，然后直接就可放入購物車等待著你的建筑產(chǎn)品。

（2）猜想二：明天建筑業(yè)將誕生京東和天貓。喜歡了買買買的您這下有福了，在未來房子是“設(shè)置了時間編碼的組合郵包”，每個郵包就是一個“大小不一的郵包”。當你把“建筑數(shù)字樣品”放入購物車后，剩下的時間您可以在平臺上時不時的看建筑的生產(chǎn)過程，每個建筑“郵包”的位置、相關(guān)責(zé)任人等等。直到“郵包組合完畢”，您再點一下簽收，您的房子就完全交付了。

（3）猜想三：明天建筑將達到工業(yè)級品質(zhì)。隨著建筑工藝等技術(shù)的發(fā)展，未來的建筑產(chǎn)品的品質(zhì)提升到像手機、飛機、汽車等工業(yè)品一樣的高質(zhì)量與高品質(zhì)。無論是建筑結(jié)構(gòu)、機電安裝還是裝飾裝修等精度都能達到毫米級，真正使建筑產(chǎn)品達到工業(yè)級品質(zhì)。

（4）猜想四：明天建筑是巨型的智能手機。所謂的手機只不過是把建筑縮小數(shù)百倍或千倍，同時把功能空間二維化。然后用程序設(shè)置了一個“數(shù)字應(yīng)用功能”而已。未來的建筑必然像智能手機一樣，每個家具上都連著一個超級APP，可以檢測您的健康情況、可以為提供學(xué)習(xí)服務(wù)、可以為提供數(shù)字娛樂等等。

（5）猜想五：明天建筑是智慧生命體。明天的建筑都將有一個智慧大腦，學(xué)習(xí)主人在建筑的活動習(xí)慣和情緒。通過自學(xué)，不斷優(yōu)化家居生活，可以根據(jù)主人的心情變幻屋內(nèi)的顏色，成為了可感知、會呼吸、有意識、能節(jié)能、會管理的“建筑生命體”。

未來已來，只有相信才可以提前看見。建筑是建筑，是20世紀前人類的認知；建筑已經(jīng)不是建筑，是21世紀的認知，就讓我們打開腦洞暢想一下吧！因為它關(guān)乎你我。