清华大学顾明教授演讲：智能建造的基础是什么？

笔记内容出处：2024民航智能建造论坛 清华大学软件学院教授 顾明

01 为什么要发展智能建造？

如何能让数据标准化，让我们在智能建造或者说新型建筑工业化这样的一个产业链上，数据能变为生产要素，能够流通，能够交换。

初心在哪儿？为什么我们要做这么一个智能建造，为什么要走新型建筑工业化这条路，为什么要数字中国，为什么今天大家聊的都是AI，都是数据？实际上我觉得因为当下我们人类社会进入到一个转折期。

这个转折期背后的原因就是我们工业社会发展已经遇到了一个瓶颈。这个瓶颈是什么？就是我们目前组织的割裂和过细的专业分工，使得我们要做进一步的系统优化，遇到了巨大挑战。

前面那么多问题，都是这么一个原因，专业分工过细。要找一个又懂IT，又懂专业，还要懂运营的人太难了。

实际上我想的是，能不能有一个数字的人来协同大家，这就是数据的重要性。所以在这样一个社会发展转折期，用什么样的方法去重构我们的产业链，使得我们的传统产业都能够转型过来，这个过程，其实就是信息社会的到来。

按照整个社会的发展，我们在2018年就已经进入到了信息社会。在信息社会的一个基本的需求是什么？边界重构。如果我们关心现在头部的这些互联网大厂、大公司，大家可以看到，他们在to C端，也就是我们消费端的重构边界，已经在潜移默化的影响我们的衣食住行了。在工业界，现在也已经在启动了。

在这个过程当中，我们如何用信息技术来重构这个边界？一个核心要素就是数据。所以在信息社会，信息是比能源，比资源还要重要的一个要素。

02 智能建造的发展现状

但是现在可能大家还体会不到，我们看一下智能建造现在的情况。四月份住建部在全国各地设立了24个智能建造的示范城市。各个城市都动起来了，都在总结，都在开会交流经验。

部里在深圳开的智能建造会议，媒体报道智能建造叫做新型建造模式，它是一个极具科技感和未来感，可以和美好生活紧密相关的名词。大家百度一下，也能看到什么叫智能建造。

实际上，我们企业也都在用新的技术、新的工具，去实践智能建造。但是大家可以看到今天的智能建造，我个人感觉是用很高端的技术在做很基础的应用，没有匹配。而且这些应用，还是割裂的，没有协同起来。

03 发展智能建造就是形成新质生成力

那我们如何让这样的一个代表未来趋势的技术体系工具，真正变成每个企业，每个项目都能用起来的东西，我觉得是值得大家去深入思考的。在这个过程当中，我个人认为智能建造其实就是在走新型建筑工业化的这条路。

我做了一个分析，我们跟制造业对标一下，见下图。

大家就会发现除了生产地点，生产环境，是这个行业本身有的基本约束条件之外。从生产要素到责任主体，到质量检验，标准化生产模式，再到产业集群。跟制造业比，资金上制造业是自己掏钱，自己生产，然后去销售。我们是拿业主方的资金来干活。当然了房地产商是例外，他们是自有资金做前期投入。所以大家可以看到，在房地产行业，标准化的程度比我们其他的这类领域是要高一些的。

大家可以看到，在生产要素里，技术其实不是我们完全自有的，其实是协同起来形成的技术。无论是设备，还是劳动力，都不是一个独立的主体。今天在制造业，他的数据已经在承担的一个很关键很重要的生产要素了，但我们这个行业还是没看到。

在我们整个项目总的合同额里，有多少是跟我们数据相关的，能列出这个开支吗？可能还很难。可能项目关掉之后，所有的IT投入成本就都摊没了。

跟制造业比起来，在责任主体上，制造业是单一主体。我们是多主体协同才能完成的一个行业。在这个过程当中，就带来我们的生产模式不同。

为什么说智能建造要走出一个新型的建造模式？这个新型在哪儿？我们希望能够像制造业那样，用整体对象建造的方法，按产品交付的方式，来做我们整个项目的建设。在这个过程当中，我们必须要改变生产关系，必须要用新的生产力来推动我们生产关系的改变。这个生产关系的改变，我个人的观点其实就是要改变我们的生产模式，由项目交付向产品交付转变。

大家会说我们自己不是业主方，对吧？就像很多机场集团，运营和建设也是分开的。如果我们希望他一体化，如何去解决这个问题？我估计不是短时间可以做到的。在这个情况下，我们如何去实现生产方式的改变？就是我们说的如何把这个边界重构，用什么技术重构呢？

就是通过数据驱动，才能把这样的一个生产关系改变。要用新的生产力、新的技术、新的方法，推动我们生产关系的变革，才能最终实现我们的数字化转型。在这里的新质生产力，我觉得就是我们交付给业主的是数字产品，那我们这个转型就实现了。

围绕这样一个理解，大家就都容易明白，为什么我们要走这样一条路了。在这里，数字化不是信息化，数字化应该是业务转型之后数据驱动的业务。这很绕口，大家经常说什么业务的数字化，数字化的业务，什么时候你的企业有数字化的业务了，其实你的转型也就到位了。

04 BIM在数字化转型中的关键作用

在这个过程中，我把它分了三个阶段。第一段我们叫业务信息化。比方说我们今天看到的智能建造，其实做的还是业务的信息化。所以它还是按照一段儿一段儿的在用的过程当中。我们如何通过业务的信息化走到第二个阶段，到业务的数字化。在这个过程当中，其实就要数据驱动业务，也就要协同起来。在这个过程当中，如果我们的商业模式不改变，我们的生产方式不变，那业务数字化很难做到。

到第三个阶段才是业务的智能化。在这个过程当中，我们的数字化转型，真正的数据业务化才能出来。拿我们工程建设行业来讲，BIM就变成了一个从业务信息化一直可以贯穿到业务智能化的一个全生命周期，都可以发挥价值的，数据的载体。所以如果说智能建造要真正用好，那BIM这样的建筑信息模型技术，就必须成为它的一个核心技术。

BIM大家都已经非常熟悉了，我想强调一下，BIM其实就是建设行业与信息技术深度融合的一个媒介。大家理解媒介这个词儿，比方说我们现在的新媒体，融媒体，其实都是基于数据在做融合。基于BIM技术，如何把感知回来的数据融合在一起？

我们希望BIM就变成一个全生命周期的、可信的、共享的载体，数据应该基于这样的一个逻辑转起来。那么怎么办呢？那就是要有新的生产力进来。

05 软件标准化与模型可信性质检

我们讲了很多行业的标准、国际标准，如果靠人力去校核模型是不是符合这些标准，我觉得没有一个人能做到，成本首先受不了，人也不可能把它都看对了，只能靠软件，那这里其实缺一个维度，就是软件的标准化。而新的生产力里边，一个关键的生产力就是让软件发挥作用。

上图中有很多标准，但这些标准软件并不理解。比方说大家最熟悉的CAD图纸，它也有它的国标。但是国标的标题栏基本没人在执行，标题栏非标的现象很普遍，这就导致一开始我们在推动BIM应用的过程当中，想通过识图来重建BIM时，做不到，因为大量的语义信息缺失。所以软件该怎么标准化？

我们在推动一件事儿，让软件按照行业来进行它的标准化。在工程建设行业，清华大学2016年就开始牵头做整个软件标准体系的编制。

从2021年开始，清华大学在配合工信部，做整个BIM方向上的国家软件标准。给BIM软件做了一个基本的定义：BIM软件是指支持解析与处理建筑信息模型中至少一项图形与领域信息，且具有数据处理、交互、集成至少一项能力的软件。

我们对软件内容定义、格式定义、软件交互都做了一个界定。有了行业标准语义标准之后，软件也就能读懂标准了，才能真正实现数字中国的“度”同制，“书”同文，“车”同轨。这里边如何让数据变成要素，关键是生产力要跟上。

另外就是模型的输出、语义、数据是要有检测的。

像制造业出厂的产品是有检测的，如何让模型可信，也是一个很重要的内容。

这也是要靠软件的，靠人做不到。在新质生产力里，我认为这两个就是软件必须要做到的。

06 通过数据标准化驱动新型生产关系的建构

接下来就是生产关系，要通过数据的标准化，使其能够在全生命周期产业链上流通，它就可以起到一个多方协同的作用。我们不是金主爸爸，但是我们还要有话语权，怎么办？通过数据标准化形成数据力量，去驱动多方在数据层面上达到协同。

这是我们在民建行业总结的一个逻辑。参考上图我们讲一下，从政府部门来说，十几个部门怎么协同，还有很多其他专业的协同。每一个节点上其实就是一个子模型，把大家的需求在一个模型里表达，然后通过一个质检的方法，把协同、碰撞过程各专业管理方的冲突找出来。这样的协同中，大家最终会妥协到一个点上，这就是生产关系。

如果IT技术能够帮助行业转型，那我觉得上图展示的就是我们希望的一个新型的生产关系。基于模型可以把多元数据变成一个统一的模型。在这样的全生命周期里，能够把语义一模到底，最后这个统一的模型可以给各个角色去使用，一模多用，这就是新型的生产关系。基于这样的一个逻辑，清华大学2021年就在深圳配合深圳市政府推动这样的技术的落地。

那在深圳，我们做了什么？

在深圳，我们做数字化标准，把语义结构化，让机器能读懂我们定义的SNL语言，然后到子模型的描述，把各方的需求能够统一在一个模型里。我们推动了这样的一个技术体系，包括语义字典，包括很基础的关键的数据表达的方法IFC的软件化。基于这样的一个标准体系，配合的就是软件的转型。

所以从合标的检查工具，模型的管理，到语义字典的检索，再到合规标准的检查，形成了一个闭环。

这个成果去年在Building Smart秋季峰会上，拿到了技术分赛道全球唯一的一个大奖。也得到了全球在BIM领域里大家的一个认可，这就是我们在深圳的一个实践，下图是去年统计的数据。

今年的新建项目，已经有两万多个模型了，既有建筑也有一万多个模型。现在在深圳，大家都在推动如何基于标准化的模型，标准数据去做应用。政府目前大概推动了一百多个应用。

07 BIM是未来建筑业数字资产的最好载体

最后关于未来，我有一点思考，跟大家也交流一下。

建筑业的数据资产，我认为BIM是这个资产最好的一个载体。

在这个过程当中，BIM做为生产要素，必须要解决的一个问题就是，BIM要怎么算钱的问题。我们在深圳也做了一个地标就是BIM的计量方法，基于BIM怎么算量，目前还没有颁布。

有了标准之后，我们就能够做模型信息量的计算，就可以付费，它就可以有质量，就可以作为一个生产要素。成为生产要素了，那BIM能发挥什么价值？

其实BIM不是给大家做增加值的，设计院做BIM不仅仅为自己用，它一定产生附加值。BIM被大家当作为产生附加值的东西，那我觉得最后BIM就可以变成新质生产力。

因为全要素生产力就是所有的生产要素的贡献率，抛开传统的这些生产要素之后，如果数据能成为要素放进来，就真正变成我们建筑行业的核心竞争力了。这就是我关于未来的一个畅想，希望能给大家带来观念的转变。

我们做标准，用工具，甚至机器人等等一系列先进的IT手段。目的就是让数据能够标准化，成为未来人工智能可计算的数据，我们才有未来的智能化、智慧化。

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