李霆：关于大型工程企业“十五五”智能建造规划的思考

智能建造的终极目标，是系统性地解决建筑业长期存在的“高品质”与“低成本”难以兼顾、“高效率”与“低排放”难以协同的根本矛盾，最终实现从“建造”到“智造”的产业升级。

（一） 高品质的工业级保证

1.依赖传统“手工作业”与碎片化管理模式，无法实现工业级的产品精度、性能一致性与长效可靠性。

2.智能建造必须以工业化、数字化的生产方式，通过设计标准化、生产自动化、管理精细化，从根本上保障工程实体与交付成果的卓越品质。

（二） 低成本与高效率的规模效应

只有通过标准化、模块化、自动化的大规模定制生产，才能不断降低设计、采购、生产、运维的综合边际成本，实现显著的成本优势与工期缩短，提升资产全生命周期的投资回报率。

（三）绿色低碳的必然路径

1.智能建造通过精准设计、优化材料用量、减少现场浪费、提升能源利用效率，是建筑业实现“双碳”目标的关键技术路径。

2.工厂化生产与数字化管理能大幅降低施工过程中的能耗与排放。

（四）规划落脚点

1.规划应明确，智能建造的对象是“工业级产品房” 和 “智能交互空间” ，而不是满足基本使用功能的传统“功能房”。

2.“工业级产品房”强调性能可靠、质量均好、交付精准；

“智能交互空间”则强调空间具备感知、交互、自适应和持续进化能力。

3.智能建造更不是对传统建造方式的简单技术点缀，而是一场贯穿商业模式、生产组织、技术体系的深刻变革。

企业的产品战略、技术研发与资源配置需全面围绕此新定义展开。

推动智能建造面临的最大障碍，是深植于行业的“项目思维”与工业化所必需的“产品思维”之间的系统性冲突。

规划必须正视并设计机制来破解这一根本矛盾。

（一）矛盾本质

1.产品思维

（1）前期在产品研发、平台搭建、生产线建设上投入巨大，但后期随着产品系列化、规模化复制，边际成本显著下降，投入产出周期较长。

（2）高度重视设计、工艺、供应链的标准化与复用率，追求通过长期技术积累和品牌效应建立护城河，属于“先大投后大赚”的长期主义。

（3）产品思维利于企业建立长期核心竞争力。

2.项目思维

（1）聚焦于单个项目的当期利润与交付，缺乏为远期产品进行投资的动力与机制。

（2）每个项目被视为独立任务，定制化程度高，难以形成可复用的资产积累，边际成本居高不下。

（3）属于“不大投也不大赚”的短期主义。项目思维让企业难以建立长期核心竞争力。

3.核心冲突

（1）产品思维依靠整个产品线在其生命周期内盈利，前期研发投入需分摊至后续批量项目中。

（2）而项目思维要求每个独立项目（包括作为产品原型的首个项目）都必须实现当期盈利，缺乏跨期投资分摊与考核机制。

（3）项目思维使得创新型、产品化的智能建造项目在传统组织体系内极易因初期的成本压力而夭折。

（二）规划核心

组织与业务模式创新规划必须包含组织与业务模式的颠覆性创新设计。

建议将“产品组织”与“项目组织”物理隔绝，设立独立的“智能建造产品事业部” 或 “创新科技公司” ，赋予其高度的战略自主权。

该机构应具备：

1.战略耐心

明确其核心使命是打造面向未来的产品线与技术平台，而非追求短期项目利润。

2.独立核算

拥有独立的预算、研发资源和采购权限，便于清晰核算产品研发成本。

3.差异化考核

考核指标应以产品研发里程碑（如原型落地、技术模块封装、标准建立）、知识产权积累、市场验证进度、生态伙伴拓展为核心，替代传统的短期利润与营收考核。

4.物理与机制隔离

确保其研发活动与传统项目的运营在资源、流程、考核上相对隔离，保护创新“火种”，跨越从0到1的“死亡谷”。

规划需设定一套可测量、可追踪、能反映转型实质进展的核心指标体系。

建议以 “机器替代人力与脑力” 的进程作为量化主线：

（一） 生产工厂化率

1.指标定义

在企业年度总产值中，由企业自有或通过深度战略协同的智能工厂、模块化生产基地、一体化预制构件生产线所创造的产值占比。

2.规划目标

在“十五五”期间，该比率应实现阶梯式跃升。

目标是使“工厂制造产值”全面超越“现场作业产值”。

这标志着企业从“工程施工商”向“建筑产品制造商与系统集成商”的根本转变。

（二） 现场自动化与智能化率

1.劳动力替代维度

（1）短期（2年内）：

重点在高危（高空、深坑）、高强（重物搬运）、高重复（钢筋加工、模板铺设）、恶劣环境（焊接、喷涂）等工序实现机器人或智能装备替代，替代率设定明确目标（如30%以上）。

（2）中期（5年内）：

基本实现所有重体力劳动环节的自动化替代，并向部分高技能工序（如精密测量放样、自动化安装、AI视觉质量检测）渗透，综合替代率目标达到60%以上。

（3）远期（10年内）：

广泛实现少人化、无人化智慧工地，现场人员主体转型为“智能装备监管员、多机协同调度员、工艺优化分析师与应急处理专家”。

2.管理决策智能化率

衡量进度、成本、质量、安全等核心管理决策中，由数据模型与AI系统提供直接支撑或自动决策的占比，逐步降低对个人经验的依赖。

智能建造是“软件定义建造”的过程，其核心技术挑战在于构建一个能够处理比离散制造业更为复杂的、动态、实时、多源异构工程数据的“数字孪生”体系。

（一）超越静态BIM：从几何模型到动态孪生

1.传统BIM多侧重于静态的三维几何与属性信息，必须与PLM（产品生命周期管理）、IoT（物联网）、AI技术深度融合，升级为“动态数字孪生”。

2.这个孪生体需实时融合来自BIM、GIS、IoT传感器（监测环境、设备状态、人员位置）、制造执行系统（MES）、项目管理系统（进度、成本、资源流）的多维数据，实现虚拟与现实的同步映射、交互分析与智能预测。

（二）技术架构关键

1.云原生及其微服务架构

构建弹性可扩展、支持高并发、低时延的数据处理与协同平台，满足多项目、多角色、海量数据的实时访问与计算需求。

2. 统一数字平台与软件定义

参考“软件定义汽车”（SDV）理念，构建企业级的统一数字底座（Digital Twin Platform）。

将硬件功能抽象化、模块化，通过软件平台进行统一的任务编排、资源调度与智能控制，实现建造过程的柔性化与智能化。

3.工业软件与AI深度融合

（1）积极引进并深度集成MES（制造执行系统）、SCADA（数据采集与监控系统）、高级排程算法（APS）、机器人路径规划与控制等工业软件技术。

（2）在此基础上，孵化工程领域的专用工业AI模型与具身智能体（Embodied AI），如能够自主协同作业的施工机器人集群、可自适应环境的智能巡检设备等。

（三）最终技术愿景

1.从智能建造（实现自动化、信息化）迈向智慧建造（实现自适应、自决策）。

2.最终目标是打造建造领域的工业级AI大脑及其具身智能体网络，形成“感知-决策-执行-学习”的闭环。

智能建造的本质是数据驱动。

当前行业仍严重依赖“图纸驱动”和“经验驱动”。

“图纸驱动”本质上是将人脑中的经验固化为图纸，再由他人解读执行，效率低、误差大。

规划必须锁定关键突破口。

（一）“无图化”是数字化转型的试金石与必由之路

图纸是模拟时代和信息孤岛下的信息载体，是服务于“人理解”的中间媒介。

智能建造要求信息能够被“机器直接理解与执行”。

1.“无图建造” 并非取消设计

（1）“无图建造”是指全流程基于唯一、权威、可计算的三维数字模型进行信息传递与协同，彻底摒弃人工解读二维图纸、二次翻译成机器指令的冗余且易错的中间环节。

（2）“无图建造”是“数据驱动”最直观的体现，是从“人理解图纸、人操作机器”到“机器理解模型、机器自主执行”的根本性转变。

2.制造业启示

（1）回顾制造业信息化历程，“甩掉图板”（CAD普及）是起点，“甩图纸”（实现基于三维模型的无纸化制造，MBD/MBE）则是迈向数字制造与智能制造的必由之路。

（2）建筑业无法绕过这一阶段。

（二） 历史借鉴与行动号召：启动“新两甩工程”

借鉴2006年中国科技部在制造业推动“两甩工程”（甩图纸、甩账表） 的成功经验，大型工程企业在“十五五”期间应率先在重点产品线或标杆项目中启动 “新两甩工程”：

1. 甩图纸（设计-制造一体化）

（1）全面应用基于模型的定义（MBD）和面向制造与装配的设计（DfMA）。

（2）实现从三维设计模型直接驱动工厂的数控加工（CAM）、机器人预制装配，以及现场的精准定位与安装，消除二维施工图。

2.甩账表（管理-决策数字化）

（1）基于数字孪生平台，实现进度、成本、物料、人力、质量、安全等所有管理数据的自动采集、实时汇总、可视化呈现与智能预警。

（2）彻底替代传统的手工填报、层层汇总、事后分析的报表模式，实现基于数据的实时决策与动态优化。

（三）实施路径

规划应制定清晰的“无图化”路线图与攻坚计划：

1.从标准化部品部件起步

在门窗、楼梯、预制墙板等标准化程度高的部品部件上率先实现“无图化”生产与安装。

2.向复杂系统拓展

逐步攻克机电管线、装饰装修、复杂结构节点的“无图化”协同设计与施工。

3.配套体系变革

同步推动合同范本更新（明确以数字模型为交付和验收依据）、造价规则调整（与模型数据关联）、监理验收模式变革（基于数字孪生进行过程监控与成果校核）。

（一）人才结构战略性重塑计划

1.制定专项人才规划

预测未来5-10年对数字化人才（如数字孪生工程师、AI算法工程师、物联网架构师、数据治理专家）和新型产业工人（智能装备操作师、机器人维护工程师、装配式建筑技师）的需求。

2.创新引育用留机制

设立数字化人才特殊薪酬通道，与高校联合开设定向培养项目，内部建立“数字化转型领军人才”培训与认证体系。

（二）开放式创新生态构建

1.规划中明确生态合作战略

确立与顶尖高校、国家级科研院所、领先科技公司（如机器人、AI、物联网、软件企业）、产业链上下游伙伴的协同创新机制。

2.设立联合实验室或创新基金

共同攻克智能建造中的“卡脖子”技术，如特种工程机器人、建筑领域工业级AI模型、云原生BIM软件（现在多为非云原生架构）等。

避免闭门造车，融入国家创新体系。

（三）投资保障与财务创新

1.设立智能建造专项研发与投资基金：确保长期、稳定的资金投入。

探索创新财务模型，如将部分研发投入资本化、设立风险共担的产业基金等。

2.积极参与政策性金融支持：

争取国家对智能制造、绿色建筑等领域的技术改造贷款、税收优惠等政策支持。

（四）标准与知识产权体系先行

1.积极参与并主导标准制定

在国家、行业、团体等各级标准中，积极输出企业在智能建造实践中的技术标准、数据标准与管理标准。

2.构建企业知识产权护城河

系统布局智能建造相关专利（尤其是发明专利）、软件著作权，将技术优势转化为法律保护的资产优势。

（五）阶段性风险评估与动态调整机制

1.建立里程碑评审（Stage-Gate）制度

在规划实施的关键节点设置评审门径，对技术路径、市场反应、投资效益进行综合评估。

2.保持战略敏捷性

规划本身应是一个“活文档”，建立根据技术发展、市场变化和政策调整进行快速迭代和优化的机制。

一份卓越的“十五五”智能建造规划，绝不应只是一份技术路线图，它更应是一份宣示战略决心的宣言、一份指导范式革命的蓝图和一份厘清实施路径的行动指南。

面对时代变局，企业必须勇于直面 “产品化” 这一根本矛盾，以壮士断腕的决心推动组织变革；

设定以 “机器代人” 为核心的硬性量化指标，确保转型不走偏、见实效；

全力攻克 “动态数据驱动” 的软技术堡垒，构筑核心竞争力；

并紧紧抓住 “无图化”（新两甩工程） 这一牵一发而动全身的关键抓手，破除数字化转型的最大梗阻。

唯有如此，方能在“十五五”这场深刻的产业变革中，真正引领企业跨越传统，迈入智能建造的新纪元，赢得未来十年的发展主动权和全球竞争力。