发展智能建造与数字经济

丁烈云院士在P20中国建造（2021）管理创新峰会上，就“发展智能建造与数字经济”作主题演讲，下面摘录演讲要点，供同行们学习借鉴。

01：新机遇：人工智能

大家知道新一代的科技革命有两个基本特征：技术核心是人工智能，产业形态是数字经济。关于人工智能，在今年3月份人大通过的“十四五”规划里，列举了我国在“十四五”期间要进行科技的全面攻关事项，排在第一就是人工智能，接下来是量子信息、集成电路、脑科学与类脑研究，以及基因与生物技术，还有临床医学与健康，最后是深空深地深海和极地探测。在去年5月份我国疫情防控取得了决定性胜利的时候，美国众议院、参议院提出了一个法案叫“无尽前沿法案”，这个“无尽前沿”是指高新技术的前沿。他们有一个说法，在过去70年美国的科学技术，在全球是遥遥领先的，地位是不可撼动的。但是目前这几个参议院感觉到地位正在被削弱，因此国家要加强科学技术进一步投入，拿出一千亿美金支持十个领域的发展，而这其中排在第一的也是人工智能。

02：新模式:智能建造

什么是智能建造？简单来说就是智能技术与先进工业化建造技术深度融合所形成的一种工程建造的新模式。

未来的智能建造是什么？四个方面，一软，一网，一硬，一平台。

首先来看“一软”，所谓“一软”就是软件定义工程产品，我们的工程产品与工业产品有一个比较大的差别。工业产品是批量化生产，工程产品是单件单一的一种产品。所以工业产品在设计生产过程当中，要建一个工业的样机。通过数字样机对产品进行反复优化和迭代，并且在技术上面还要建立物理感知，通过物理感知使工艺进一步优化，这之后才能够进行批量生产，这其中可以有两次试错机会，有两次优化的过程。而工程产品就不能，因为它是一次性产品，投入非常大。那怎么保证让我们的工程产品在设计建造过程当中，尽可能少出错误，保证产品的质量。这里面就有了数字化的技术，我们可以建立工程样机，像工业样机一样，通过数字化对工程项目进行优化设计，通过各种各样的仿真，让所有的错误尽可能在设计的时候就暴露出来。

软件的设计阶段是能够定义工程产品的。不仅仅在设计阶段，在施工阶段也能够对整个施工进行数字化管理，就是我们说的数字孪生，整个施工过程通过数字进行表达、感知，这样就实现了整个建造过程可计算、可优化。并通过虚拟的工程软件能够指导工程施工，包括整个工程建造的全过程管理和项目交付后的使用。这里面的软件核心就是SaaS，现在SaaS有两种，一种是在结构分析的时候基于模型的算法，特别是基于机理模型的算法。人工智能以后，还有基于统计模型深度学习的算法，也就是数字驱动的算法，今后的发展趋势是把基于机理模型的算法与基于数字驱动的算法能够结合起来，实现混合建筑，使我们的软件能够更好地定义工程产品。

 “一网”就是实现工程要素的智能感知与泛在的互联，也就是我们经常说的工程互联网。这个是怎么实现的？就是通过工程互联网把人、机、产品通过感知来指导实体工程的建设。在这里面也有很多难的技术需要攻关：第一个难点是工地和工厂不一样，在施工过程中各种要素场景都是在不断变化，主网是一种动态的；另外一个难点是工地上的钢结构对我们的电磁波具有屏蔽的作用，经常会造成信号的飘移，盲区的感知难。

 “一硬”就是工程机械的自动化、智能化。当前我们工程机械方面智能水平还有待进一步提高，比如在这里面我总结一下“海、陆、空、地”，“海”比如可视化浮吊系统、“陆”比如无人压路机、“空”是空中造楼机、“地”是盾构机和TBM（全断面硬岩隧道掘进机）。拿“盾构机”来说，他可以说算是目前工业化程度比较高的了，但是在“自动化、智能化”方面还是有很大的提升空间。现在盾构机在推动过程当中，每推进一环的时候要停下来装管片。下一步很多企业都在探讨怎么能够做到“推”和“拼”同步，不要停下来装这个管片，边推边装管片。因为每一个管片安装的时间需要40到45分钟，一节十环就是450分钟，如果能够做到同步会大大提高建造的效率。“海、陆、空、地”这些工程机械的自动化和智能化提升，有一个最基本的理念是工地按照工厂的理念去组织建造，这里面就还需要大量的建造机械机器人的开发。

 “一平台”就是要把我们建造的要素，人与人、物与物、人与物之间实现跨时空的开放连接与协调。建筑产业互联网平台，包括人、财、物、技术。

目前用的比较成功的是“物”，建造资源的集采平台，有的平台每年的集采量达到八九千亿，小的也有上千亿。

另外一个是技术，这个是比较难的，就是工程设计平台。现在各个企业都在想怎样能够把设计平台搭建起来，比如BIM模型，这个BIM模型的当前应用价值为什么不是我们想象的那么高？因为数字化的特点是服务的生产链拉得越长，数字化的技术带来的效率才越高，前一个阶段数字化的成果应该成为后一个阶段数字化的资源。而BIM当前只是在一个点上使用，往往建模花的时间就会很长。

平台的价值怎样衡量呢？数字经济里面有一个定义就是一个平台价值取决于在平台上的留存客户的数量。那怎样使平台服务的客户更多？现在一些企业把原来只是企业使用的平台分成两个部分：一个是企业的业绩平台对社会开放的，能够为更多的客户服务，这是一个平台的价值；还有一个就是与金融结合的平台，比方支付跟相关的金融企业结合起来，在搭建平台的时候，这个平台数量足够大的时候，有没有可能自己具有支付的权限，这样就可以构建企业的资金池。

03：新业态：数字经济

世界已迈进数字经济时代，下图这张世界五百强财富排名表是去年做的，深蓝色代表的是数字经济企业市值的排名，在2020年排在前十的企业只有两家是传统经济企业，八家是数字经济企业。而十年前，也就是2010年，数字经济企业只有两家。所以现在国家也提出我们数字产业化和产业数字化战略。

我们国家的经济近年来发展速度还是比较快的，尤其是数字经济占GDP的比重攀升的比较快。2019年数字产业化的新经济，包括阿里、腾讯、华为等企业他们的主导产业就是数字产业化，占整个国民经济的7%。还有产业数字化，就是我们的制造业，传统产业占比是25%。大家也可以看到在传统产业中，数字化发展空间可能更大。在国家十四五创新驱动发展规划里面涉及到三个指标，一个是R&D（研究与开发），第二个是每万人高价值的发明专利，第三个是数字经济。目标是数字经济核心产业的增加值要占GDP的比重从2020年的7.8%增加到2025的10%。

我国数字经济占GDP比重快速攀升