随着科技创新的快速发展，智能建造技术已渗透到建筑业的各个层面，引领着一场前所未有的产业变革。而建筑业的科技创新不仅提高了建筑的效率和质量，而且推动了建筑设计、规划和管理方式的全新变革。这种变革不仅体现在科技层面的创新，更深刻地影响着建筑业的商业模式、价值链、人才培养机制和跨界合作与创新。
《“十四五”建筑业发展规划》中提到：2035年远景目标之一是“跻身于智能建造世界领先者”，发展目标为显著增强“新型建筑工业化、数字化和智能建造水平”。依赖于前沿性的现代信息技术发展，辅助以数字建造核心技术，实现智能建造全周期的高度协同和融合，助力工程建造工业化、服务化和平台化变革。通过向全社会提供“人与环境、自然和谐共生”的绿色建筑产品，构筑数字化建造生态框架。以绿色建造、智能建造、工业化建造和全球化发展的四大核心科技，从而实现数字化建造推动建筑产业链的变革，达成大数据驱动智能建造过程的工程决策。我国建造高质量发展目标如图1所示。
图1 我国建造高质量发展目标
近年来，我国建筑工业化、建筑机器人等科技创新技术发展迅速，通过智能建造技术在于利用先进的数字化技术和智能化系统，实现建筑全生命周期的信息化管理和控制。这一变革要求行业构建一个开放、协同、高效的创新生态系统，从而促进产业链升级。
因此，如何以智能建造领域建筑业科技创新的影响作为发力点，对于推动建筑业升级和高质量发展具有较强的作用机理。
1 建筑企业转型升级
1.1 行业发展趋势与分析
随着我国建筑业市场需求增长的放缓，行业正在经历由快速增长向成熟发展阶段的转变，标志着市场进入了以存量优化升级和新型城镇化发展为特征的时代。我国建筑业发展呈现以下六大趋势。
1.1.1 主体市场增速放缓
从行业视角来看，建筑业在城市升级需求的推动下，仍展现出强劲的发展势头。我国作为世界建筑市场增长的核心动力，仍将是世界建筑市场增长的主要驱动者。这一阶段的增长点主要集中在新兴业务领域和重大基础设施项目中。同时，在金融监管加强、稳杠杆、减负债和化债等政策环境下，行业总体增速预计将有所趋缓。随着建筑工业化的快速推进，装配式建筑比例的持续攀升，建筑智能化技术，如BIM、物联网、大数据、人工智能、智能装备以及产业互联等新技术，正在颠覆传统建筑产业的面貌。
此外，建筑绿色历来深入人心，“碳中和”目标成为行业发展的新趋势。这些变化对建筑企业在经营理念、建造方式、组织架构、管理模式以及产品形态等方面都提出了新的影响和潜力。
1.1.2 新型城镇化进程的机会涌现
国家城市化进程的深度推进必将带来极大的建设机遇。2019年末，我国城镇化率60.6 %，预计到2030年城镇化率将达到70 %，城镇人口将增加近1.5亿人。新型城镇化战略的稳步推进预示着建筑业将步入成熟阶段。因此，交通运输密集、需求强劲的地区及沿海沿江经济较发达区域的基础设施展现出广阔的发展空间，如长三角地区、京津冀协同发展区、粤港澳大湾区等区域均表现出显著的增长潜力。此外，人口大量流入、市场租金高的一线及强二线城市的城区建设也蕴含着巨大的商业发展机会。
1.1.3 国家新旧动能转换的建设机遇
随着国家新旧动能转换焕发出的新一轮建设浪潮，在培育新动能、改造旧动能的过程中，各个产业发展的驱动力将发生根本性的改变。一方面，人工智能、量子技术、生物技术等新一轮科技创新和产业变革正在汇聚能量，催生出了新产业、新业态和新模式；另一方面，电力、钢铁、煤炭等传统产业也正在运用新技术化解和淘汰落后产能，实现产业的改造与升级。
1.1.4 数字经济对智能建造的引领
从行业趋势看，建筑业作为国民经济的重要支柱，产业的地位依然稳定，在新发展格局中大有可为。中央经济工作会议强调：“要高度关注民生基础设施补短板，助推新型城镇化和区域协调的全方位发展”“要振兴数字经济，提高新型基础设施投资力度”“要实施城市更新行动，推进城中村治理和城镇老旧小区改造”。与此同时，建筑行业已向智能建造与新型建筑工业化协同发展、绿色发展全面转型升级，对建筑企业的技术革新、管理创新等提出了更高的要求。
1.1.5 产业链一体化机遇
产业链上下游市场仍存在机会。建筑行业的产业链包括制造、EPC、地产、运营等多个环节。制造业务拓展的潜力在于建筑工业化和智能建造装备。EPC拓展的潜力在于EPC 模式优化升级、勘察设计咨询专业服务、集中采购等。地产业务拓展的潜力在于新型城镇化带来的城镇开发、城市更新等。运营业务拓展的潜力在于基础设施运营、城市运营、物业运营、产业运营等。此外，产业链一体化拓展潜力大，体现在投资开发建设运营一体化、行业平台集成化、智慧城市的数字化方面。
1.1.6 国际环境的挑战与风险
从国际形势来看，机遇与风险并存。随着国家持续推动高质量共建“一带一路”，沿线建筑市场需求较大。但由于国际环境严峻复杂，海外市场的拓展仍存在一定的风险和不确定性。
1.2 行业转型升级与发展
1.2.1 建筑业转型升级需求
如今建筑业已经掀起一股产业数字化浪潮，将对传统建筑业带来颠覆性的革命，也蕴含了较大的价值重塑机遇，跨界融合将引领行业步入“新时代”。
建筑企业为了在激烈的市场竞争中脱颖而出，首要核心是提高竞争力，科技、效率、人才和品牌成为关键的发展要素。特别在强化科技创新方面，企业需要聚焦科技创新自主能力，坚持以原创性技术策源地的研发为目标，以“产学研用”为路径，开展基础研究和应用基础研究的能力。在“卡脖子”的核心技术攻关、提高科技研发投入产出效率、增强科技创新体系效能上不断实现新突破，按照层次递进的原则真正走通从科技强到企业强、产业强、经济强的升级通道，将科技创新成果发展为新质生产力。
1.2.2 建筑产品发展方向
建筑产品将聚焦于绿色化、数字化和智能化。在“双碳”背景下，绿色建筑成为必然趋势，建筑企业势必在建造方式、建造技术、新材料使用等诸多方面加快变革进程。数字化升级也将给建筑企业组织架构、管理模式带来全新变革，促进企业决策科学化、组织结构扁平化和业务流程透明化。这意味着建筑企业要更加注重数据的收集和分析。
智能化以数字技术为基础，借助人工智能、机器学习等技术，对建筑企业带来的影响主要是产品服务模式的迭代升级和产品的附加值，涉及智慧城市、智能交通、智慧工地等领域，将持续推进建筑企业向综合服务商升级。
1.2.3 科技创新重塑市场
新兴技术正对建筑产业链上的关键环节带来了巨大影响和冲击，设计、施工、材料供应、运用维护等关键环节正经历深刻变革。设计阶段的关键技术提高了设计效率和精度；施工阶段机器人、3D打印、无人机监测等智能化工具的应用，有效提升了施工质量和安全性；运维阶段大数据分析和智能监测系统的引入，则提高了建筑设施的能效和运维效率。科技创新案例见表1。
表1 科技创新案例
2 建筑科技创新助力企业目标实现
2023年国有资产监督管理委员会提出：坚持“一个目标”，用好“两个途径”，围绕“一利五率”的目标管理体系，强化科技创新，以极速强化基础研究和应用基础研究的能力为根基，攻克前瞻性核心技术并进行孵化。通过谋划实施多轮次的国企改革深化提升行动，带领建筑企业围绕提高核心竞争力和增强核心功能的重要目标，进一步优化生产效率、加大科技创新、提高风险防范能力。科技创新的重点将围绕智能建造装备发展、新型工业化建造以及智能建造整体解决方案等前沿原创技术研发、关键核心技术攻坚、产业创新技术应用的研究，并通过科技成果的转化与应用，实现科技创新对市场、现场的引领作用，实施科技兴企和增强品牌影响力。
2.1 智能建造装备的应用与发展
智能建造装备领域将打造以关键建造技术装备、主材生产装备、自动化辅助装备为核心的智能装备业务。围绕“双碳”目标，推进绿色低碳技术和产品研究。围绕新型城镇、新基建、城市更新等领域开展核心技术研究与应用。围绕关键建造装备与材料开展研究，通过建造装备智能化，推进建造方式向高端演变，打造行业差异化竞争新优势。
智能建造装备的发展通常集中在施工安全装备、监测测量装备、施工生产装备、部品部件加工装备和辅助施工装备等领域。在施工安全领域，通过AI技术实现实时监测工人的安装状态，及时预警潜在的危险。监视测量领域将实现更高效的数据采集和分析，为施工提供更准确的决策支持。施工生产装备将更加智能化、自主化，能够自主完成复杂任务，提高施工效率和质量。部品部件加工装备将注重智能化和定制化，能够根据需求进行快速、准确加工生产。辅助施工装备也会持续关注人性化和环保性，例如通过智能感应技术实现节能降耗，通过可穿戴设备对工人健康状态进行实时监测。
钢筋自动化生产线在房建领域的应用案例见表2。
表2 某房建项目案例
由表2可知，通过对钢筋半成品的自动化、高效加工，可以减少现场工人数量，确保加工精度和生产效率，促进生产钢筋在现场的使用。
2.2 新型工业化建造应用与发展
新型工业化建造主要是指建造工业化与智能化的深度融合，重点应用为新型建筑工业化、建筑科技、全产业链、绿色建造和PC/PS/部品构件等。
依托装配式建筑，打造混凝土构件PC、钢结构构件PS等设计、制造、安装一体化的建筑工业化全产业链融合一体化业务，显著提高建筑质量和产业协同发展。依托建筑机械智能化升级，积极布局建造装备、材料生产装备和智能化辅助装备等建筑装备制造业务，通过引入自动化生产线，可以实现建筑装备的远程监控、智能调度和故障预警等功能，培育制造品牌。
通过新型建造工业化提升建筑精度，重塑建筑过程管控，提供可持续、质量稳定的产品。通过绿色建筑工业化和产业升级，降低建筑碳排放，降低建造、运营全过程能源消耗，助力建筑行业的升级和可持续发展。
2.3 智能建造整体解决方案升级
以科技创新引领智能建造产品升级迭代。围绕先进的制造设备和智能设备打通智能制造和智慧施工全流程，逐步形成项目全生命周期的建造体系。例如：以智能建造装备工业互联网、新型建筑工业化、钢结构全生命周期智慧管理、屋面智慧建造、装饰装修智慧建造、机电智慧建造、装配式机电为主的智能建造整体解决方案。
智能建造装备工业互联网可实现智能建造装备的远程监控、故障诊断、预测性维护等功能。新型建筑工业化集聚了设计、生产和施工等全产业链，实现了建筑产品全生命周期价值最大化。
钢结构全生命周期智慧管理不仅可以实时监测钢结构的运行状态，及时发现并处理潜在的安全隐患，还可以对钢结构的使用寿命进行预测和维护。
屋面智慧建造利用先进的制造技术和智能装备，实现屋面的自动化生产和精准施工，实时监测屋面的温度和湿度等环境参数。装饰装修智慧建造主要利用数字化技术和智能设备，实现装饰装修的精准设计和高效施工，利用机器人和自动化设备实现自动生产和精准安装。
机电智慧制造利用物联网、大数据和人工智能技术，实现机电设备的智能化管理。
装配式机电通过预制化的机电模块和标准化的接口设计，降低现场施工的难度和风险，提高机电管线、设备的安装效率和质量。
某科技建造集团以智能建造解决方案提供商为定位，聚焦建筑机器人、建筑数字化、新型建筑工业化等产品的研发、生产和应用，实践新型的建筑施工组织方式。通过科技创新和模式创新，探索行业高质量可持续发展的新路径。截至2023年2月，该公司在研建筑机器人近50款，已有33款建筑机器人投入商业化应用，服务超600个项目。
2.4 智能建造科技成果转化重点
科技成果转化的重点要聚焦三大智能建造核心技术，推动生产建造模式根本变革；以生态优先、绿色发展、创新驱动为主，向安全绿色快速智慧发力，构建自然和谐的生态宜居环境。
通过逐步推行“三大智能建造”技术，保持企业总成本领先，加速推进项目标准化建设，完善履约考核机制，采取科技创新和突破关键施工技术为技术支撑，提高均质化履约水平，将完美履约思想贯穿于项目管理全员、全生命周期中，打造均质化的履约体系，从而实现智的增益。新建造体系如图2所示。
图2 新建造体系示意
通过智慧赋能对管理活动、数据采集和智能装备等生产要素的有机连接，以及数字链接的重构建筑业和工业之间的通道，提供科技支撑体系。通过软件到平台信息系统建设的架构升级、层级化向平台化的运营模式升级，实现核心竞争力。通过以建筑机器人为代表的数字化工程机械和以人工智能为代表的数字化工厂等，以自研产品和技术连接实现全新的建造方式变革。
3 企业数字化与智能建造技术融合
3.1 企业系统性数字化升级路径
企业通过系统性数字化重塑智能建造全业务链的深度融合，形成产业互联。统筹推进内外部资源优化整合和科学配置，推动数字化与建造全产业链的深度融合，充分发挥规模化、平台化、集约化优势。
加强项目现场环境监测、智慧调度、物资监管、数字交付能力，实现数据化管理、规范化管控和系统性协同。系统性数字化构建如图3所示。
图3 系统性数字化构建示意
推进企业运营管理平台和项目管理平台的协同应用一体化，提升用户体验，实现实时、精准、多维度、可穿透的项目全生命周期动态数据分析，支撑企业扁平化精准管控。
将数字化技术与业务管理深度融合，实现业务流程重组、生产组织变革和运营管理优化，从而实现企业高质量的跨越式发展。
3.2 数字化升级实现企业管理提效
“低成本建造、高品质履约”一直是企业追求的融合发展路径。将经验管理向数据管理转变，构建建筑产业需求数据库，提取工程项目施工效益数据、施工算量及成本数据库，为施工建筑进行数据建模、进行工效分析。构建行业全要素大数据库，对上下游企业进行评估。
基于工人数据信息打造工人用户画像，分类搭建“收入指标库”和“成本数据库”等，以需求为驱动、以解决业务问题为优先的基于全样本数据的科学决策体系。
基于管理自动化和决策自动化，聚焦计划管控体系，实现计划智能分解、任务自动分发、数据自动分析等智能化场景。通过用数据决策、用数据创新，向自动化决策逐渐演进，提高企业治理成效。研究“人、机、料”生产三元素组织技术和时间空间综合利用技术，构建智能化科学管理体系，形成项目管理智能总承包管理能力和建造能力。
4 结束语
建筑业作为实体经济的核心组成部分，其跨越式的高质量发展对于构建和重塑现代化经济体系具有举足轻重的作用。
为了达成该目标，必须充分利用云计算、大数据、物联网、5G等移动互联网、人工智能等先进的数字化赋能技术和新技术下的数字生态，深度融合智能建造与建筑工业化协同发展，积极构建适应业务特点和发展需求的一体化数字赋能平台，形成数字驱动的产业链和价值链，从而提升整个行业的施工效率和竞争力。
以智能建造技术为推进器，企业数字化升级已成为不可逆转的趋势。建筑企业要以“云网端”为蓝图，即可实现建造产品的智慧化、建筑产业的互联网化以及数字业务的全面化，为建筑业价值链和全联结的数字驱动管理和效益注入新引擎。打造面向端和面向产业开放的能力中枢，建设建造产业互联网，将助力建筑行业建设千人千面、多端合一的服务端，为管理层、员工、产业参与者等多样化用户的各类服务场景提供统一服务，满足不同用户在不同场景下的需求。
科技创新和赋能是建筑业由大规模向高质量智能建造升级的关键路径。形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营维护等全产业链融合一体的智能建造产业体系，走出一条内涵集约式高质量发展的新路已成为趋势。
总体来说，建筑业的高质量发展需要依靠数字化赋能的技术和新技术下的数字生态。通过深度融合智能建造与科技创新，构建一体化建筑业数字平台，实现产业链和价值链的数字化驱动，是助推行业向更高质量、更高效率方向发展的必然趋势。
