数字建造系列丛书全11册 导论设计施工实践运维数字建筑设计理论方法 上海中心大厦数字建造技术应用 建筑工程数字化建造技术

《数字建造》丛书，包括导论、设计卷、施工卷、运营维护卷和实践卷

全方位展示了数字建造技术在工程建设项目中的具体应用过程和效果。

系统阐述了数字建造框架体系以及建筑产业变革的趋势；全面探讨了数字化设计、数字化施工和智能化运维等关键技术及应用；介绍了北京大兴国际机场、凤凰中心、上海中心大厦和上海主题乐园四个工程实践。

丛书是对当前数字建造理论研究和技术应用的系统总结，是数字建造研究领域具有开创性的成果。

丛书内容既有理论体系的建构，也有关键技术的解析，还有具体应用，内容丰富。丛书著者既有从事理论研究的学者，也有从事工程实践的专家，并取得了数字建造理论研究和技术应用的丰富成果，保证了丛书内容的前沿性和*威性。

        2020年2月以来，在新冠病毒疫情防控取得显著成效，工作重心转向恢复生产和正常社会活动的形势下，中央一个月内先后四次密集对“新基建”做出部署。预计到2025年，5G用户超过10亿人，网络建设投资累计将达到1.2万亿元，带动产业链上下游以及各行业应用投资3.5万亿元。“新基建”已成为相关行业、社会各界和资本关注的热点。

推进“新基建”并不是取代传统“老基建”。以铁路、公路、机场、港口、水利设施等为代表的传统基础设施在我国经济社会发展中依然发挥着重要的基础作用，是保证国民经济增长的稳定器，可以看到“新基建”中也有“老基建”的内容，如城际高速铁路和城际轨道交通。“老基建”仍有较大的需求，中国虽然已经成为基础设施大国，建筑资产已居世界第一，但人均基础设施存量、质量与发达国家还存在明显差距，我国东西部地区基础设施水平也很不均衡。因此，未来仍然需要大力推进传统基础设施建设。

现在普遍存在一个误区，认为“新基建”与“老基建”没有什么关系，孤立地看待“新基建”和“老基建”。这既不利于推进“新基建”，也不利于把握“老基建”的发展机遇。

实际上，“新基建”与“老基建”有着密切的联系。“新基建”的特征是“数字基建”，“老基建”的特征是物理基建，从“物理基建”到“物理基建+数字基建”，建立基建领域的CPS，是产业结构调整的必然趋势，也是“老基建”把握现代信息技术的新机遇、加快推进智能建造实现转型升级的内在要求。“老基建”为“新基建”的发展提供巨大市场；“新基建”为“老基建”升级提供强大的技术支撑。两者相互促进，共同发展。因此，建设行业应该助力“新基建”，提升“老基建”。

助力“新基建”是指，在“老基建”领域发展数字产业，如智能建造、智能建筑、智能基础设施、智能工程机械等，弥补“新基建”缺乏足够的应用场景和模式问题。“新基建”的巨大潜力在于支持新兴技术创造出应用场景，每个应用场景都会催生出一个新的产业以及新产业创造出的新就业岗位。例如5G技术提供了高速互联的基础条件，在此基础上可以发展出在线医疗、在线教育、电子商务等新业态。人工智能、数据中心、工业互联网等也面临类似的问题。“新基建”提供了基于网络、数据中心的算据、算力和算法，但需要有具体的应用场景，需要有效的需求牵引才能转化成为新的产业。2019年全国建筑业总产值达到24.84万亿元，“老基建”有着巨大的潜力。国务院《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》、住建部《建筑业信息化发展纲要》，以及工信部《关于推动5G加快发展的通知》都将丰富新技术应用场景作为重要工作任务。

提升“老基建”是指，把握数字化、网络化和智能化的新机遇，加快“老基建”的转型升级。我国已经在传统基础设施建设方面取得了举世瞩目的成就，在超高层建筑、高速铁路、桥梁隧道等专业领域处于世界领先地位。但传统基础设施粗放式、碎片化的建造方式带来建造效益、质量、安全、环保等一系列问题，迫切需要将现代信息技术融入建造活动的全过程，实现中国建造高质量发展。

助力“新基建”、提升“老基建”，需要以智能建造为切入点，通过补短板、扬长项、强优势和促升级，全面实现“老基建”的转型升级。

一、工程软件“补短板”，解决“软件无魂”的问题

20世纪90年代，“甩图板”工程带来了我国工程设计乃至整个建筑业的系统性变革。目前，全球该领域正在走向“弃图纸”阶段，即工程建设的依据不再仅仅是设计图纸，而是用计算机模型定义的“数字项目”，再用“数字项目”指导建设“实体项目”，也就是所谓的“数字孪生”，从而提高建造效率和效益。

数字化建模软件（如BIM模型）是设计“数字项目”的重要工具。现在存在两个问题：一是我国“软件无魂”的“卡脖子”问题严重，BIM软件的市场份额主要被国外占据，我国应用软件大多在国外软件基础上进行插件式开发，就如同在别人的地基上盖房子，我国智慧城市基础设施安全面临巨大挑战；二是全国实施BIM的线路图还不是太清晰。

因此，可以通过设立软件重大专项，支持开发自主知识产权BIM建模软件；引导组建工程建模软件研发联盟，建立产学研用创新中心，促进工程建模软件用户转型升级；制定分阶段、分地区逐步实施，最终全面覆盖运用BIM的线路图；在设计方案评审、工程招投标、工程质量监督以及工程竣工验收归档等建筑业电子政务领域，制定公开格式的数据库和数据标准，实现工程建设项目BIM的统一格式报建；做好建设项目BIM应用与数字城市、智能城市管理运营平台的对接；修订工程设计取费标准，确保工程数字化设计创新价值分配的公平合理。 

二、工程物联网“扬长项”，力争跻身世界先进行列

我国拥有庞大的工程建造市场优势，与先进的5G技术结合，构建工程物联网，实现对工地上“人机料法环”等工程要素的泛在感知，建立智能工地。将工程物联网纳入工业互联网建设范围，实施面向建设工程的物联网示范工程；在推进5G技术应用场景中，增加针对建设工程的应用；加快制定数字工地（或智能工地）标准和技术规范；开展数字工地（或智能工地）成套技术集成攻关；加强基于视频感知的机器学习算法以及针对隐蔽工程结构体的感知诊断技术研究；积极推动实际应用过程中的技术迭代升级，有序推进我国数字工地从“状态感知——作业替代——全面智慧”的不断发展。力争数字工地（智能工地）技术研究与应用跻身世界先进行列。

三、工程大数据“强优势”，为智能建造打基础

数据是数字经济的“石油”和“黄金”，我国拥有庞大的工程建造市场，产生的数据量极为庞大，但真正存储下来的数据仅仅是北美的7%。少数存储下来的工程数据，大多以散乱的文件形式散落在档案柜和硬盘中，工程数据利用率不到0.4%。

传统基建行业要高度重视工程大数据价值，将工程大数据纳入国家大数据产业发展规划；通过修订工程数据归档标准、依托国家“四库一平台”、“建筑工人实名制管理平台”，规范工程数据采集更新机制，建立工程大数据平台；积极开展大数据支持的智能应用（交易服务、诚信管理、融资支持等）；积极引导、推进数字建造平台经济发展，带动关联产业发展和催生建造服务新业态。

四、工程建造方式“促升级”，提升工程机械自动化、智能化水平

工程机械自动化、数字化和智能化是工程建造方式转变的关键。我国工程机械产业在国际竞争中已占据了一席之地。但是，无论是市场份额，还是企业效益，与发达国家相比还有显著的差异。

工程机械企业也要把握“新基建”的机遇，从产品型制造拓展到服务型制造，打造工程机械数字化服务平台，进一步推动工程机械用户服务水平升级，包括技术、商务、金融服务等，促进工程机械应用综合效能的持续提升；适应工程建造自动化、智能化、绿色化发展需求，积极研发工程构件自动化生产线、现场装配化施工机械、工程质量检测设备等；加大“非开挖技术”工程机械的研发，推进绿色环保施工。积极开展产学研合作和企业并购，加强建筑机器人、建筑3D打印共性关键技术创新，持续推动工程建造机械的人性化、智能化、绿色化转型升级。

最后需要指出的是，不能误认为传统的老基建“就是落后的”。事实上，“中国制造、中国创造、中国建造共同发力，继续改变着中国的面貌”。在国家新型城镇化、区域发展、“一带一路”等一系列重大战略中，以及改善和提高广大人民群众的生活质量方面，中国建造发挥了不可替代的作用。在这次新冠病毒疫情防控中，火神山医院和雷神山医院的建设，让全世界见证了中国建造的奇迹。国家要像支持中国制造那样支持中国建造，要将“老基建”利用现代信息技术转型升级，像“新基建”一样纳入国家战略性新兴产业服务对象。如在《战略性新兴产业分类（2018）》中增加面向传统基础设施及工程建造的内容，在产业分类表中增加“智能建造装备产业”，在重点产品和服务目录中增加工程软件、工程物联网等内容。此外，还可以设立国际上通行的有关工程建造领域信息与通信技术（ICT）统计指标，进一步促进新型和传统基础设施融合。

研究前沿和最佳实践，全景式展现了数字建造领域的最新成果，构架了数字建造框架体系，即以现代通用的信息技术为基础，数字建造领域技术为支撑，实现建造过程一体化和协同化，并推动工程建造工业化、服务化和平台化变革，从而交付以人为本的绿色工程产品。