李曉軍：未來(lái)已來(lái)，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(gè)世紀(jì)20年代，“像造汽車一樣造房子”的概念就被法國(guó)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(jī)、船舶等離散型制造業(yè)一樣，“建筑產(chǎn)品”如何拆解成多個(gè)“零件”經(jīng)過(guò)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(chǎng)景。以日本為例，在上世紀(jì)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(guò)大企業(yè)聯(lián)合組建集團(tuán)企業(yè)，設(shè)立了工業(yè)化住宅的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，制定了各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，發(fā)展樓梯單元、儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)化的模塊。工序式的模塊施工中，一個(gè)施工段或一層的工作量沒(méi)有按照流程完成，不允許進(jìn)入下一個(gè)施工段或下一層施工。每一道工序沒(méi)有按照“零投訴”標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，不允許進(jìn)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(shí)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(guó)雖然在上個(gè)世紀(jì)80年代也曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)一段時(shí)間建筑工業(yè)化嘗試，但由于長(zhǎng)期技術(shù)的限制和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的缺失，再加上我國(guó)建筑業(yè)一直都是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，且一直享受廉價(jià)勞動(dòng)力的紅利，轉(zhuǎn)型的動(dòng)機(jī)不強(qiáng)。因此，建筑工業(yè)化的推動(dòng)力不強(qiáng)，直到最近幾年隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長(zhǎng)放緩、勞動(dòng)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(duì)美好生活和個(gè)性化建筑的需求以及數(shù)字科技的沖擊，我國(guó)的建筑工業(yè)化才重新提上了日程。但時(shí)過(guò)境遷，我們不可能完全按照日本、德國(guó)的“循序漸進(jìn)”的過(guò)程，而需要結(jié)合當(dāng)前數(shù)字經(jīng)濟(jì)的借鑒特征，進(jìn)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(jìn)制造業(yè)方向演變

“制造業(yè)是流動(dòng)的產(chǎn)品和固定的人來(lái)生產(chǎn)，而建筑業(yè)則是固定的產(chǎn)品和流動(dòng)的人員來(lái)生產(chǎn)”，建筑業(yè)與制造業(yè)相比較來(lái)看，不同之處在于建筑業(yè)具有典型的項(xiàng)目型特征，同時(shí)還有建設(shè)周期長(zhǎng)、資金投入大、項(xiàng)目地點(diǎn)分散、多專業(yè)、多關(guān)系方、流動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。這種“分散的市場(chǎng)、分散的生產(chǎn)、分散的管理”的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，大大增加了運(yùn)營(yíng)和管理的難度，也致使建筑業(yè)很難像制造業(yè)一樣實(shí)現(xiàn)“流水線大規(guī)模生產(chǎn)”。無(wú)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(duì)比制造業(yè)，建筑業(yè)的機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jí)形態(tài)的趨同性。主要包括：一是產(chǎn)品全生命周期的項(xiàng)目管理理念向建筑業(yè)滲透。類似先進(jìn)制造領(lǐng)域通過(guò)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(shí)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(shí)現(xiàn)三維可視化模擬與表達(dá)。二是一些先進(jìn)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(jì)、個(gè)性定制也開始受到大家重視，并開始在應(yīng)用實(shí)踐。三是生產(chǎn)設(shè)備的智能互聯(lián)。先進(jìn)制造強(qiáng)調(diào)把智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過(guò)信息物理系統(tǒng)（CPS）形成一個(gè)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(diǎn)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(tái)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，從分析、決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、審批、構(gòu)件生產(chǎn)、智慧建造、智慧應(yīng)用集成、智慧運(yùn)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(jī)器人、3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)等的技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，建筑業(yè)越來(lái)越呈現(xiàn)出和先進(jìn)制造趨同性趨勢(shì)。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(gè)性化定制建筑成為可能

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，如果問(wèn)一下人們需要什么樣的產(chǎn)品？整體概括起來(lái)無(wú)非包括以三點(diǎn)：一是極具個(gè)性的定制產(chǎn)品。在數(shù)字時(shí)代，個(gè)性訴求將替代共性需求，更多的用戶需要符合自身獨(dú)特個(gè)性的產(chǎn)品，同時(shí)又能體驗(yàn)到整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程。產(chǎn)品的“供應(yīng)者”企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略應(yīng)更側(cè)重于與消費(fèi)者的連接和互動(dòng)，通過(guò)搭建個(gè)性化定制化平臺(tái)來(lái)增加用戶的參與感，改變品牌企業(yè)供應(yīng)鏈的組織和運(yùn)營(yíng)方式，轉(zhuǎn)而要求實(shí)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(tuán)開創(chuàng)了服裝大規(guī)模定制生產(chǎn)的先河。通過(guò)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建成了顧客直接面對(duì)制造商的個(gè)性化定制平臺(tái)，在快速收集顧客分散、個(gè)性化需求數(shù)據(jù)的同時(shí)，消除了傳統(tǒng)中間流通環(huán)節(jié)導(dǎo)致的信息不對(duì)稱和種種代理成本，極大降低了交易成本。從而實(shí)現(xiàn)了零庫(kù)存、低投資、高回報(bào)率效果，而且增強(qiáng)了客戶黏性。二是極高品質(zhì)的產(chǎn)品。除了設(shè)計(jì)精巧、加工精細(xì)、使用方便和性能可靠等傳統(tǒng)指標(biāo)外，如何融合綠色、健康等設(shè)計(jì)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(jì)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(chǎng)景化體驗(yàn)。未來(lái)的產(chǎn)品將更加強(qiáng)調(diào)構(gòu)建體驗(yàn)化的數(shù)字場(chǎng)景，無(wú)論是用戶從產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段的參與感，還是在購(gòu)買中的體驗(yàn)過(guò)程，還是在實(shí)際使用中的分場(chǎng)景適配，用戶更注重在體驗(yàn)上流暢與豐富。以上的消費(fèi)趨勢(shì)，對(duì)于建筑這種“特殊的產(chǎn)品”確實(shí)是一個(gè)難題，如何積極的改變過(guò)去的思維，從新的角度看待問(wèn)題，并定義建筑就成為了一種關(guān)鍵能力。

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

一是在設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)自己的生活場(chǎng)景，常常被迫選擇市場(chǎng)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(duì)建筑的需求“量體裁衣”，深度表達(dá)自己的訴求，并在實(shí)際中展現(xiàn)。

二是消費(fèi)體驗(yàn)中的“諸多無(wú)奈”。購(gòu)房時(shí)的“無(wú)奈”以及二次結(jié)構(gòu)拆改和裝修帶來(lái)的安全隱患；設(shè)計(jì)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(fèi)陷阱；同時(shí)又無(wú)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(wèn)題，無(wú)法提前通知物業(yè)及時(shí)提供維修服務(wù)。

三是生產(chǎn)過(guò)程的“環(huán)境破壞”。建筑業(yè)高消耗、高能耗的問(wèn)題日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前建筑活動(dòng)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(dá)數(shù)億噸，建筑業(yè)碳排放占全國(guó)總排放的50%。建筑運(yùn)營(yíng)過(guò)程中造成了大量能源和資源的消耗，約占社會(huì)能耗的三分之一(40%左右)，同時(shí)即有建筑中 95％以上是高耗能建筑?？梢哉f(shuō)建筑是能耗和碳排放的大戶，建筑生產(chǎn)過(guò)程也對(duì)我們的綠色環(huán)境形成巨大的破壞。

四是建筑產(chǎn)品的“問(wèn)題重重”。由于建筑工程中的層層分包，項(xiàng)目建造過(guò)程不透明，難于監(jiān)管，導(dǎo)致建筑質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)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(yùn)行通暢，七分安裝，三分維保，如果不注重后期的運(yùn)營(yíng)和保護(hù)，也會(huì)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(lái)可以通過(guò)數(shù)字建筑平臺(tái)，按照自己的個(gè)性化訴求參與協(xié)同設(shè)計(jì)，深度體驗(yàn)未來(lái)的建筑理想。并通過(guò)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(guò)程，通過(guò)虛擬運(yùn)維提前了解到建筑的各種運(yùn)維狀況，最后再通過(guò)工業(yè)化的建造方式在物理世界中建造出實(shí)體建筑，最終實(shí)現(xiàn)個(gè)性定制的建筑產(chǎn)品。

建筑業(yè)未來(lái)構(gòu)想

暢想未來(lái)，我們不妨大膽定義下：如果說(shuō)手機(jī)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(dòng)的平臺(tái)和載體，這三個(gè)“要素”相互連接，共同編織成我們未來(lái)的智能世界。同時(shí)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(lái)汽車是有輪子的手機(jī)”、“建筑是卸掉輪子的汽車”、“未來(lái)建筑是巨型的智能手機(jī)”等等。這不僅是比喻，更多是真實(shí)的現(xiàn)象（開個(gè)玩笑：當(dāng)然您也可以說(shuō)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(tuán)不就是把衣服拆分成一個(gè)個(gè)“構(gòu)件”，實(shí)現(xiàn)了智能化、個(gè)性化定制嗎？）！對(duì)于建筑從業(yè)者來(lái)說(shuō)，主動(dòng)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)?？赡芤挥X(jué)醒來(lái)，你會(huì)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(gè)猜想，供大家拍磚！

（1）猜想一：明天的建筑可以個(gè)性定制。您可以打開手機(jī)，安裝一個(gè)“建筑定制APP”，并戴上VR眼鏡，您就可以在BIM模型上用語(yǔ)音或肢體語(yǔ)言與地產(chǎn)商、施工企業(yè)等進(jìn)行溝通和協(xié)同設(shè)計(jì)，一起打造好包含建筑產(chǎn)品和過(guò)程的“全數(shù)字化樣品”，然后直接就可放入購(gòu)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(lái)房子是“設(shè)置了時(shí)間編碼的組合郵包”，每個(gè)郵包就是一個(gè)“大小不一的郵包”。當(dāng)你把“建筑數(shù)字樣品”放入購(gòu)物車后，剩下的時(shí)間您可以在平臺(tái)上時(shí)不時(shí)的看建筑的生產(chǎn)過(guò)程，每個(gè)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(diǎn)一下簽收，您的房子就完全交付了。

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

（4）猜想四：明天建筑是巨型的智能手機(jī)。所謂的手機(jī)只不過(guò)是把建筑縮小數(shù)百倍或千倍，同時(shí)把功能空間二維化。然后用程序設(shè)置了一個(gè)“數(shù)字應(yīng)用功能”而已。未來(lái)的建筑必然像智能手機(jī)一樣，每個(gè)家具上都連著一個(gè)超級(jí)APP，可以檢測(cè)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(lè)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(gè)智慧大腦，學(xué)習(xí)主人在建筑的活動(dòng)習(xí)慣和情緒。通過(guò)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(huì)呼吸、有意識(shí)、能節(jié)能、會(huì)管理的“建筑生命體”。

未來(lái)已來(lái)，只有相信才可以提前看見。建筑是建筑，是20世紀(jì)前人類的認(rèn)知；建筑已經(jīng)不是建筑，是21世紀(jì)的認(rèn)知，就讓我們打開腦洞暢想一下吧！因?yàn)樗P(guān)乎你我。