李曉軍：未來已來，如何正確理解建筑工業化和數字化？

文/李曉軍

早在上個世紀20年代，“像造汽車一樣造房子”的概念就被法國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化的思考和探索。和汽車、飛機、船舶等離散型制造業一樣，“建筑產品”如何拆解成多個“零件”經過一系列并不連續的工序的加工最終裝配而成，就成了大家理想的生產場景。以日本為例，在上世紀70年代開始掀起了住宅工業化的熱潮。一是在“建筑產品”的結構（即裝配建筑方面），通過大企業聯合組建集團企業，設立了工業化住宅的質量管理標準，制定了各種標準規范，發展樓梯單元、儲藏單元、廚房單元、浴室單元、室內裝修部品構件以及通風體系、主體結構體系。二是在建造的生產流程（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準化的模塊。工序式的模塊施工中，一個施工段或一層的工作量沒有按照流程完成，不允許進入下一個施工段或下一層施工。每一道工序沒有按照“零投訴”標準作業，不允許進入下一道工序，從而有效地控制了建筑施工質量。一步步實現其建筑工業化，擺脫了傳統的建造模式。

值得注意的是我國雖然在上個世紀80年代也曾經進行過一段時間建筑工業化嘗試，但由于長期技術的限制和標準體系建設的缺失，再加上我國建筑業一直都是勞動密集型產業，且一直享受廉價勞動力的紅利，轉型的動機不強。因此，建筑工業化的推動力不強，直到最近幾年隨著我國經濟發展的增長放緩、勞動力成本的提升、綠色環保要求的倒逼效應，再加上人們對美好生活和個性化建筑的需求以及數字科技的沖擊，我國的建筑工業化才重新提上了日程。但時過境遷，我們不可能完全按照日本、德國的“循序漸進”的過程，而需要結合當前數字經濟的借鑒特征，進行新的發展路徑創新。

數字科技加速建筑業向先進制造業方向演變

“制造業是流動的產品和固定的人來生產，而建筑業則是固定的產品和流動的人員來生產”，建筑業與制造業相比較來看，不同之處在于建筑業具有典型的項目型特征，同時還有建設周期長、資金投入大、項目地點分散、多專業、多關系方、流動性強等特點。這種“分散的市場、分散的生產、分散的管理”的產業特點，大大增加了運營和管理的難度，也致使建筑業很難像制造業一樣實現“流水線大規模生產”。無論在“工業化道路”還是“數字化變革”上都與制造業差距較大。對比制造業，建筑業的機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“多期疊加”的表現特征。一方面表現在既有落后的“半手工、半工業的”的建造模式和管理模式，也有基于“BIM+云大物移智”等信息技術催生的企業信息化、數字施工和智慧工地等類似先進制造業的新興產業形態。

但是隨著“BIM+云大物移智”等相關數字科技發展，數字化正在反促進加快建筑業向“工業化”演變，呈現和工業4.0等高級形態的趨同性。主要包括：一是產品全生命周期的項目管理理念向建筑業滲透。類似先進制造領域通過系統生命周期管理（SysLm）和產品全生命周期管理（PLM）在建筑業逐步開始步入實踐，這主要表現在BIM技術的成熟，能夠集成建筑生產系統和建筑產品全生命周期管理，并實現三維可視化模擬與表達。二是一些先進制造領域成熟的解決方案向建筑業滲透。如：“數字孿生、協同設計、個性定制也開始受到大家重視，并開始在應用實踐。三是生產設備的智能互聯。先進制造強調把智能控制系統、通信設施通過信息物理系統（CPS）形成一個智能網絡，使得產品與生產設備之間、不同的生產設備之間以及數字世界和物理世界之間能夠互聯。這一點在建筑業的智慧工地建設上也開始得到體現。四是協同制造的形態向建筑業滲透。建筑業生產組織模式也開始出現從“串型結構”向基于BIM等平臺系統轉變，從分析、決策、規劃設計、審批、構件生產、智慧建造、智慧應用集成、智慧運維等全生命周期協同的“環形結構”轉變。隨著科技的發展，建筑數字化將向日益成熟的狀態發展，尤其是人工智能、機器人、3D打印、虛擬現實等的技術的進一步發展，建筑業越來越呈現出和先進制造趨同性趨勢。我們不得不驚嘆，這不就是制造業想要的工業4.0嗎?

個性化定制建筑成為可能

數字經濟時代，如果問一下人們需要什么樣的產品？整體概括起來無非包括以三點：一是極具個性的定制產品。在數字時代，個性訴求將替代共性需求，更多的用戶需要符合自身獨特個性的產品，同時又能體驗到整個產品的設計、生產過程。產品的“供應者”企業的競爭戰略應更側重于與消費者的連接和互動，通過搭建個性化定制化平臺來增加用戶的參與感，改變品牌企業供應鏈的組織和運營方式，轉而要求實現更靈活、更可靠的柔性生產和交付能力。例如，青島紅領集團開創了服裝大規模定制生產的先河。通過運用互聯網技術，建成了顧客直接面對制造商的個性化定制平臺，在快速收集顧客分散、個性化需求數據的同時，消除了傳統中間流通環節導致的信息不對稱和種種代理成本，極大降低了交易成本。從而實現了零庫存、低投資、高回報率效果，而且增強了客戶黏性。二是極高品質的產品。除了設計精巧、加工精細、使用方便和性能可靠等傳統指標外，如何融合綠色、健康等設計理念及新型材料，將日益受到人們的追捧。這些年許多企業也在傾注精力打造爆款產品，在產品設計和工藝上絞盡腦汁，積極開發和尋求更綠色、更宜人的新型材料，以獲得用戶的青睞。三是極致的場景化體驗。未來的產品將更加強調構建體驗化的數字場景，無論是用戶從產品在設計階段的參與感，還是在購買中的體驗過程，還是在實際使用中的分場景適配，用戶更注重在體驗上流暢與豐富。以上的消費趨勢，對于建筑這種“特殊的產品”確實是一個難題，如何積極的改變過去的思維，從新的角度看待問題，并定義建筑就成為了一種關鍵能力。

隨著人們對美好生活的追求，傳統建筑業已經遠遠不能滿足人們的需求：

一是在設計過程中“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計自己的生活場景，常常被迫選擇市場上已有的“千屋一面”產品。也渴望開發商能根據自己對建筑的需求“量體裁衣”，深度表達自己的訴求，并在實際中展現。

二是消費體驗中的“諸多無奈”。購房時的“無奈”以及二次結構拆改和裝修帶來的安全隱患；設計變更頻繁且工程經常返工，難于保障工期和質量，難于規避隱形消費陷阱；同時又無法預見各類隱蔽工程的線路、走向與位置，更難于預判家中設備故障、管線老化等問題，無法提前通知物業及時提供維修服務。

三是生產過程的“環境破壞”。建筑業高消耗、高能耗的問題日益突出。據統計，目前建筑活動造成的污染約占全部污染的三分之一(40%左右)，建筑垃圾每年高達數億噸，建筑業碳排放占全國總排放的50%。建筑運營過程中造成了大量能源和資源的消耗，約占社會能耗的三分之一(40%左右)，同時即有建筑中 95％以上是高耗能建筑。可以說建筑是能耗和碳排放的大戶，建筑生產過程也對我們的綠色環境形成巨大的破壞。

四是建筑產品的“問題重重”。由于建筑工程中的層層分包，項目建造過程不透明，難于監管，導致建筑質量出現問題，如：墻體滲水、墻面空鼓、層高縮水等現象普遍存在，這已經成為業內心照不宣的“通病”。甚至很多大宗建筑配套設備、部品難于運行通暢，七分安裝，三分維保，如果不注重后期的運營和保護，也會埋下建筑安全的隱患。

隨著BIM+云大物移智等科技的發展，人們未來可以通過數字建筑平臺，按照自己的個性化訴求參與協同設計，深度體驗未來的建筑理想。并通過數字虛擬生產、數字虛擬施工提前了解到建筑的生產過程，通過虛擬運維提前了解到建筑的各種運維狀況，最后再通過工業化的建造方式在物理世界中建造出實體建筑，最終實現個性定制的建筑產品。

建筑業未來構想

暢想未來，我們不妨大膽定義下：如果說手機是人的智能終端，汽車是人類位移工具的話，那建筑就是人類活動的平臺和載體，這三個“要素”相互連接，共同編織成我們未來的智能世界。同時它們三者間又相互“跨界融合并向近親性演繹”，如“汽車是有輪子的建筑”、“未來汽車是有輪子的手機”、“建筑是卸掉輪子的汽車”、“未來建筑是巨型的智能手機”等等。這不僅是比喻，更多是真實的現象（開個玩笑：當然您也可以說建筑是鋼鐵混凝土做的“衣服”，衣服是布料做的柔軟建筑，紅領集團不就是把衣服拆分成一個個“構件”，實現了智能化、個性化定制嗎？）！對于建筑從業者來說，主動思考并積極尋找彼此之間的相關性，可以有助于我們重新理解建筑和建筑業。可能一覺醒來，你會發現建筑已經不是你眼中的建筑！曉軍（建造3.0君）大膽提出了以下幾個猜想，供大家拍磚！

（1）猜想一：明天的建筑可以個性定制。您可以打開手機，安裝一個“建筑定制APP”，并戴上VR眼鏡，您就可以在BIM模型上用語音或肢體語言與地產商、施工企業等進行溝通和協同設計，一起打造好包含建筑產品和過程的“全數字化樣品”，然后直接就可放入購物車等待著你的建筑產品。

（2）猜想二：明天建筑業將誕生京東和天貓。喜歡了買買買的您這下有福了，在未來房子是“設置了時間編碼的組合郵包”，每個郵包就是一個“大小不一的郵包”。當你把“建筑數字樣品”放入購物車后，剩下的時間您可以在平臺上時不時的看建筑的生產過程，每個建筑“郵包”的位置、相關責任人等等。直到“郵包組合完畢”，您再點一下簽收，您的房子就完全交付了。

（3）猜想三：明天建筑將達到工業級品質。隨著建筑工藝等技術的發展，未來的建筑產品的品質提升到像手機、飛機、汽車等工業品一樣的高質量與高品質。無論是建筑結構、機電安裝還是裝飾裝修等精度都能達到毫米級，真正使建筑產品達到工業級品質。

（4）猜想四：明天建筑是巨型的智能手機。所謂的手機只不過是把建筑縮小數百倍或千倍，同時把功能空間二維化。然后用程序設置了一個“數字應用功能”而已。未來的建筑必然像智能手機一樣，每個家具上都連著一個超級APP，可以檢測您的健康情況、可以為提供學習服務、可以為提供數字娛樂等等。

（5）猜想五：明天建筑是智慧生命體。明天的建筑都將有一個智慧大腦，學習主人在建筑的活動習慣和情緒。通過自學，不斷優化家居生活，可以根據主人的心情變幻屋內的顏色，成為了可感知、會呼吸、有意識、能節能、會管理的“建筑生命體”。

未來已來，只有相信才可以提前看見。建筑是建筑，是20世紀前人類的認知；建筑已經不是建筑，是21世紀的認知，就讓我們打開腦洞暢想一下吧！因為它關乎你我。