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建筑业的各阶段经过智慧赋能后，从传统的建筑产品阶段升级为智慧决策、智慧设计、智慧生产、智慧施工、智慧运维等新生命周期。本书第 3 至第 5 章将对相关阶段的技术和应用等情况做详细介绍。
建设工程活动各个阶段的智慧化转型如图 1.9 所示。
新兴信息技术给决策阶段升级包括决策思路的升级和决策工具的升级。
（1）决策思路由“经验决策”升级为“数据决策”
工程建造活动中产生了大量的数据，这些数据中往往隐藏着消费规律、市场趋势等，通过对数据进行挖掘和分析，实现数据的规律显性化，一条条规律组合起来辅助决策者决策，让决策有据可依。如利用大数据技术分析所收集的购房者对建筑风格、建筑户型、建筑价格等的评价，对建筑产品进行需求导向的定位。
图 1.9 建设工程活动各个阶段的智慧化转型
（2）决策工具从“简单的统计分析”改为“技术支撑下的智能分析”
人工智能、大数据等技术对决策阶段收集到的信息进行分析，搭建数据模型对实际情况进行模拟仿真和预测，通过仿真结果来决策并进行优化。如利用人工智能技术建立可行性研究所需的数据库，以调研数据为基础，以专家系统的形式为用户提供各种相关模型（如消费市场结构模型、选址模型、风险模型等），从而为可行性研究报告的编制提供参考借鉴。
新兴信息技术对建筑设计阶段的升级体现在两个方面，即设计工具的升级和设计逻辑的转化。
（1）设计工具的升级
CAD技术的出现推动了建筑设计的第一次飞跃发展，而BIM、人工智能等新兴信息技术推动了设计工具从CAD绘图到三维建模设计、计算机建模辅助设计的飞跃。它们可以协助设计人员完成手工难以完成的测量、计算和设计工作。BIM在设计中产生了大量的应用场景，如虚拟施工、碰撞检查、综合优化、砌体排布等，这也使建筑设计的建筑、结构、水电、设备、装修等多专业协同成为可能。
在上述的设计过程中，技术的升级只减轻了设计人员的体力工作，但是没有减轻他们的脑力工作。而人工智能技术通过模拟设计人员的思考过程，使设计过程更加智能化。如衍生式设计就是智能设计的一种，它是基于逻辑、算法或者基于规则的设计过程，模拟人脑思维，计算机自动探索设计方案所有可能的排列组合。智能设计的应用场景较多，如AI智能设计系统会根据建筑师布置的任务进行设计，并与建筑师进行设计互动；利用VR和GIS等技术实现建筑设计环境的实时仿真模拟。从三维建筑信息模型到智能设计，是一个设计更加自动化的过程。
（2）设计逻辑的转化
新兴信息技术带来的更重要的是设计逻辑的转变。英国NBS（National Building Specification）发布的《国家BIM报告 2018》提出，BIM在建筑业和制造业之间搭起了桥梁，建筑业的设计逻辑向制造逻辑转变。建筑设计参考工业化的思维进行产品标准化设计，设计标准化的特征即通用化、模块化（组合化）、系列化。标准化的设计逻辑可表述为：首先根据人体工学和模数化，将人的尺度翻译成通用的空间尺度，形成基本的活动单元（如盥洗单元、如厕单元、淋浴单元），基本活动单元是符合建筑模数通用化的部品部件；不同的活动单元组成功能房间（卧室、起居室、卫生间、厨房等），即为模块化；功能房间组合形成系列化的户型产品。
智慧生产是对生产管理思路和生产技术的升级。
（1）需求驱动的生产管理
建筑智能生产包括生产准备、原材料采购、构件生产等步骤。生产准备阶段，引入现代数字工厂的概念，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析规划，为材料采购和构件生产做准备。技术支持下的生产信息集成可实现预制构件质量管理、生产计划管理和生产进度管理，还可以根据施工进度调整生产计划。如基于BIM、RFID技术的预制构件管理系统，可以实现对预制构件的跟踪管理、质量追溯等功能。
（2）工厂生产方式向智能化方向转变
构件生产方式包括离散制造和流式生产，离散制造更加灵活，用于制造生产流程和工序不固定的小型构件；流式生产适用于制造生产工序相同、尺寸不同的构件。多种生产方式适配不同的构件生产需求，体现了柔性生产的理念。传统的生产方式是将建筑构件生产搬到工厂中，是人工作坊式的生产方式，模台不动，人流动，是静态的施工，自动化程度较低；现在工厂中虽然有半自动化的生产线，但仍旧是流水化工人作业；而未来可能实现全自动化的工厂生产线，以数控生产线、3D打印、机械臂的人机协同的工作方式进行生产，提升生产质量和生产效率。
技术在施工阶段的应用主要带来了施工生产要素的升级、建造技术的升级和项目管理的智慧化，产生了新的施工组织方式、流程和管理模式。
（1）施工生产要素升级体现在材料、设备的智能化
施工生产要素升级是指建筑材料和施工机械设备的升级，包括新型建筑材料和智能机械设备的应用。智能设备是以智能传感互联、人机交互、新型显示及大数据处理等新一代信息技术为特征，以新设计、新材料、新工艺硬件为载体的新型智能终端产品及服务，如在安全管理中常用的智能安全帽、智能手环、无人机等设备。智能安全帽可以监测工人的不安全行为，将数据汇总到后台进行实时监控。智能机械包括挖掘机、起重机等，如智能挖掘机，综合利用传感、探测、视觉和卫星等多信息融合，使挖掘机具有环境感知能力、作业规划及决策能力。此外，施工机器人的引入也是生产要素的升级，施工机器人可完成建筑墙面砂浆刮平、砌墙等工作，大大提高施工效率，降低施工风险，如现在生产的砌砖机器人，铺砖量可达到 1 000 块 / h，并可连续 7 天×24 h工作。
（2）建造技术的升级体现在装配化施工
建造技术的升级是指施工方式从传统的现浇混凝土施工到装配化施工，目前建筑施工装配化主要有 3 种方式。较为常见的生产方式是现场建造方式，是现浇与现场装配的配合，这种建造方式可以实现生产和装配同时进行。第二种生产方式是工厂化建造方式或者预制装配式，70%~90%的工作都是在工厂完成，然后运输到施工现场进行拼装。根据装配化程度不同，又可分为全装配式和半装配式。装配式建筑体系包括大型砌块建筑、装配式大板、骨架板材、盒式建筑、装配整体式建筑。第三种是使用 3D打印技术实现现场整套打印，实现了建筑自动化建造，减少了劳动力投入，降低了施工成本和施工时间，增加了建筑的自由度。3D打印分为施工现场打印或者异地打印再运输到现场。
（3）项目管理的智慧化体现在智慧工地整体解决方案
“智慧工地”是建立在高度信息化基础上的一种支持人和事物全面感知、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型信息化管理手段。其特征包括全面感知，即可感知不同主体、不同对象的各类工程信息；工作互联互通，将分散在不同阶段、不同主体、不同终端中的各种信息汇集在智慧管理信息平台，实现生产过程可视化；更智能化，利用大数据、人工智能等方法实现复杂数据的处理、分析和预警，从而进行安全管理、质量管理等。例如，RFID技术被广泛应用于人员定位与管理、物料追踪、设备使用权限管理等；计算机视觉技术在结构变形检测、不安全行为识别等方面发挥了巨大作用。
智慧运维主要是从智慧家居到智慧物业的智能化升级。
（1）智慧家居
智慧家居系统是随着科技的进步，为了适应现代家庭生活而产生的家庭集成网络。智慧家居的最终目标是解决“人”的需求，在全屋智能阶段，将所有与信息相关的通信设备、智能电器、家庭保安装置等联合成为统一的整体，集中地监视、控制、管理家庭事务。智慧家居主要应用场景包括智能电器、智能用水、智能安防等。
（2）智慧物业
智慧物业是指利用大数据、物联网等先进信息技术手段，通过统一的大数据云平台将物业的各个单位紧密连接起来，实现物业单位数据的融合，并且对融合数据进行深度的分析和挖掘，建立起高效的联动机制，从而有效、快速地解决物业管理中方方面面的问题。智慧物业主要应用场景包括安防管理、能耗管理、应急疏散管理、建筑维护管理等。如BIM和物联网技术集成，可在灾害发生时检测受困者的位置，计算最短疏散路径，实现应急管理。