人工智能驱动建筑业智能化改革

文 / 本 刊

2017年2月，国务院办公厅印发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》，明确提出“推进建筑产业现代化”“推广智能和装配式建筑”“加强技术研发应用”，用科技手段促进建筑产业发展已是大势所趋。建筑领域信息化通过云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、BIM等先进信息技术与建造技术的深度融合，打造“智慧工地”，对改变传统建造方式、促进建筑企业转型升级具有重要意义。

随着信息技术的更新迭代，以及与各产业的融合，当今各个行业数字化转型的趋势越来越明显，工程建设领域也逐渐向数字化、智能化变革。目前，越来越多的数字技术运用在工程建设中，贯穿从策划设计、建设施工到运营维护整个生命周期，并且已经取得长足进步，促使一批如中信大厦、北京大兴国际机场等超大型工程项目的顺利建设。从优化工作规划、到改善现场安全，再到对建筑设施进行安全监控，人工智能带来的效率与创新优势已经证明其自身的价值。

2020年全国两会上，人工智能第三次写入政府工作报告，成为促进新兴产业加快发展的新动能。作为国家战略的人工智能正在成为基础设施，逐渐与产业融合，加速经济结构优化升级，对人们未来的生产和生活方式将产生深远影响。人工智能已经成为赋能实体经济、助推高质量发展的新动能。截至2019年底，中国人工智能核心产业的规模超过510亿元，人工智能企业超过2600家。由此可见，快速发展的人工智能技术越来越成为驱动产业发展、推动产业升级的核心引擎之一，人工智能与产业融合也受到社会普遍关注。其中，最受关注的是人工智能会取代人类吗？据《AI机器人真的会偷走我们的工作吗？自动化对工作之潜在影响》研究报告显示，最可能被自动化取代的产业前3名依次是运输与仓储业（52%）、制造业（45%）和建筑业（38%）。机器人作为程序化设定的硬件，其拥有着人类所无法比拟的高强度、高效率、误差率小等优势。

7月9日，2020世界人工智能大会云端峰会（WAIC）在上海召开，在本次大会上，联合国数字合作高级别小组联合主席、阿里巴巴集团前董事局主席马云指出：“新冠疫情的蔓延，技术革新提前并加速，本来需要三五十年来完成的数字化，可能会提前到十年二十年内完成。现在最着急的是怎样才能让机器尽快取代人类的很多工作。”

AI审图：拉开建筑业智能化序幕

自2000年我国开始实行施工图审图以来，到2019年在试点地区加快探索取消施工图审查，关于施工图审查政策一直在不断调整。2019年3月，国务院办公厅印发《关于全面开展工程建设项目审批制度改革的实施意见》，明确提出“探索取消施工图审查（或缩小审查范围）”。

山西省率先取消施工图审查机构，随后南京、青岛、青海等地方也小范围试行，标志着施工图审查由官方审批全面转变为设计图自审，由行政审批阶段过渡到完全市场化阶段。

2020年6月，深圳市住房和城乡建设局发布了《深圳市住房和建设局关于做好我市建设工程施工图审查改革工作的通知》，规定从2020年7月1日起，原则上取消施工图审查，实行告知承诺制。

6月24日，住房和城乡建设部办公厅发布了关于同意深圳市开展建筑工程人工智能审图试点的复函，要求深圳市认真梳理相关法律法规和工程建设强制性标准，以住宅工程作为试点工作切入点，利用人工智能和大数据等技术，研发智能化施工图审查系统，形成可靠的智能审图能力，减少人工审查工作量，提升审查效率和质量，为施工图审查改革和工程建设项目审批制度改革工作提供可复制可推广经验。

不难看出取消施工图审查，重点是取消冗长的行政流程，而更加重视审图的便捷性和准确性，这一文件的发布标志着建筑业人工智能审图拉开序幕。

AI审图技术是运用建筑领域BIM技术与自然语言处理技术结合，通过领域知识体系建设及机器学习的方式获取建筑行业知识，并应用于建筑设计成果的审查、方案评价等。考虑到规范标准更新迭代周期短的问题，基于人工智能技术形成的这项应用具有灵活适配性，无需重新部署应用即可完成审查规范更新，极大提升了技术的实用性。可以为政府主管部门、审图机构、设计院、业主方等提供辅助审查，提高审查效率、准确度，降低工程建设阶段设计变更风险，提升图纸、模型的质量与应用价值。

当前的AI审图主要是指对二维CAD图纸进行智能审查，基于传统BIM模型的智能审查在短时间还难以实现，主要原因是以BIM模型交付作交付会增加建设单位成本；另外，目前主流BIM软件几乎都是国外的技术和产品，重要的城市和建筑数据通过上传到国外服务器进行云端化运作，数据安全性的问题存在风险。相信在不远的将来，基于打通项目各阶段数据优势的驱动下，图纸上的信息可以被重构为基于云端的三维BIM模型，也能实现对模型进行AI审查。

AI+建筑业或将大有可为

人工智能技术除了在建筑设计源头应用外，在施工、运维等阶段也得到充分的施展。在智慧工地应用上，利用图像识别技术，通过工地实际现象与BIM模型匹配，可以辅助项目管理人员提供各项施工任务的分析依据。该应用可以通过对于不同工种施工动作的识别，达到对于施工效率的评估；此外还可以进行安全行为的识别，保证工地的安全性。

在建筑运维平台建设层面，通过深度学习、数据挖掘以及数据分析，全面感知采集建筑群内的人、事、物信息数据，构建全生命周期的时空化、数字化模型，形成数字孪生建筑，并建设具备感知、计算、分析、辅助决策、应用一体化的智慧化（数字化）建筑超脑平台，让建筑信息尽在掌握，统筹调度有条不紊。

另外，5G时代的加速到来，具有关键作用的5G凭借其高速率、大带宽、低延时、高可靠等特性应用于建筑业各个场景。必将会大大降低施工现场安全事故的发生。5G技术将进一步推动整个建筑施工过程智能化、无人化，为建筑业企业打造数字化模式，加强产业数字化建设，推动建筑业的安全、创新发展。

值得注意的是，不少房地产开发商都在探索如何利用科技力量来促进自身业务发展，大型房企正在加速布局人工智能。万科集团发布了专门用于设计图纸审查的工具——AI智能审图，这一产品可以在无需人员处理的前提下，一键上传图纸，即可得到审查结果，借机器之眼发现图纸中存在的设计问题，将其标注出来，提供给相关人员，以进行下一步的判断或修正。据试点项目测算，AI智能审图一台机器一年可以完成35人的审图工作量，保证94%以上的准确率的前提下大大减少审图成本。目前，AI智能审图已经在万科20多家一线公司中使用。

人工智能已成为碧桂园集团未来重点发展方向，其全资子公司广东博智林机器人有限公司正在研发适合建筑工地使用的智能机器人。通过建筑机器人的作业，不仅可以降低房企生产成本，还可以提高房屋建造效率，这一技术有望成为碧桂园业绩的全新增长点。

畅想高度自治的建筑业未来

有理由相信，新技术与建筑业的融合还将继续加速。而在以自动化、智能化为核心的技术变革之下，建筑业在未来对于人类劳动力的需求将大幅下降。可以预见在未来十年的时间里，建筑业将会发生天翻地覆的变化。其中，最大的变化就是，随着智能化的深入，人工智能与自动化设备将逐步接管施工现场。

● 装配式建造技术与3D打印技术的结合，实现现代建筑项目流程上的最大转变；

● 无人机捕获的空中数据对项目进度进行检测，实现工地原材料状况、工人位置和状态等实时数据的整合；

● 可以看到包括挖掘机在内的多种基础作业初步实现自动导向机器的应用，并推广到更多复杂的作业领域；

● 建筑软件预测施工进展，并对简单项目管理任务做出决策；

● 自动化机器将接管施工现场大部分的任务，从运来原材料和运走废物的自动驾驶卡车，到自动组装预制部件转移到预定地点的机器人，人类将开始在建筑工地上为机器人让步。

空中有无人机充当“眼睛”，地面上有传感器充当“鼻子”和“耳朵”，自动导向机器充当“手臂”，人工智能将把建筑工地变为终极自治实体，并以人类难以置信的速度和精确度进行建造工作。到时，打造一栋建筑只需要设置一些初级计划和相关的信息输入，再按下开始键一样简单。而人类在建筑工地可能会被认为是一种安全风险，承包商将用机器员工来替代人类完成项目监控。届时，随着自动化的深入，人工智能与自动化装配将逐步接管施工现场，并带来一个高度自治的建筑业新时代。

建筑业施工图审查大事记

第一阶段 全行政审批

● 2000年1月10日

《建设工程质量管理条例》（国务院令第279号）

第十一条 建设单位应当将施工图设计文件报县级以上人民政府建设行政主管部门或者其他有关部门审查。

● 2000年9月25日

《建设工程勘察设计管理条例》（国务院令第293号）

第三十三条 县级以上人民政府建设行政主管部门或者交通、水利等有关部门应当对施工图设计文件中涉及公共利益、公众安全、工程建设强制性标准的内容进行审查。

● 2000年2月17日

《建筑工程施工图设计文件审查暂行办法》（建设〔2000〕41号）

第六条 建设单位应当将施工图报送建设行政主管部门，由建设行政主管部门委托有关审查机构，进行结构安全和强制性标准、规范执行情况等内容的审查。

● 2004年5月19日

《国务院关于第三批取消和调整行政审批项目的决定》（国发〔2004〕16号）

施工图设计文件审查不再作为行政审批，实行自律管理的行政审批项目目录。

● 2004年6月29日

《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》（建设部令第134号）

国家实施施工图设计文件（含勘察文件）审查制度；施工图审查机构由建设主管部门认定；施工图未经审查合格的不得使用。

第二阶段 市场化方式审批

● 2013年4月27日

《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》（住房和城乡建设部令第13号）

将审查机构按承接业务范围划分两类，对施工图审查中的相关问题进行了更加详细的规定和解释，同时废止了建设部令第134号。

● 2015年6月23日

《国务院关于修改建设工程勘察设计管理条例的决定》（国务院第662号令）

第三十三条 县级以上人民政府建设行政主管部门或者交通、水利等有关部门应当对施工图设计文件中涉及公共利益、公众安全、工程建设强制性标准的内容进行审查。施工图设计文件未经审查批准的，不得使用。

第三阶段 联合审图、联合验收

● 2017年10月7日

《国务院关于修改部分行政法规的决定》（国务院令第687号）

将《建设工程质量管理条例》第十一条第一款修改为：“施工图设计文件审查的具体办法，由国务院建设行政主管部门、国务院其他有关部门制定。”

将《建设工程勘察设计管理条例》第三十三条第一款修改为：“施工图设计文件审查机构应当对房屋建筑工程、市政基础设施工程施工图设计文件中涉及公共利益、公众安全、工程建设强制性标准的内容进行审查。县级以上人民政府交通运输等有关部门应当按照职责对施工图设计文件中涉及公共利益、公众安全、工程建设强制性标准的内容进行审查。”

● 2018年5月18日

《国务院办公厅关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》（国办发〔2018〕33号）

提出“推行以政府购买服务方式开展施工图设计文件审查”。

总结推广试点经验，2019年上半年将审批时间压减至120个工作日。试点地区加快探索取消施工图审查（或缩小审查范围）、实行告知承诺制和设计人员终身负责制，尽快形成可复制、可推广的经验。