建筑工程項(xiàng)目全生命周期業(yè)務(wù)流程介紹

圍繞建筑工程項(xiàng)目全生命周期業(yè)務(wù)流程，主要可拆分設(shè)計(jì)咨詢、施工建造、運(yùn)營維護(hù)為三個(gè) 核心環(huán)節(jié)。

1.規(guī)劃設(shè)計(jì)：AI 技術(shù)賦能建筑設(shè)計(jì)數(shù)字化

規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目的核心環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，是工程項(xiàng)目建設(shè)的起點(diǎn)，是整 個(gè)建筑項(xiàng)目落地的基石。設(shè)計(jì)方案不僅決定了建筑項(xiàng)目交付時(shí)在建筑外觀、空間規(guī)劃以及使用功 能等方面能否滿足最終用戶的需求，還決定了工程造價(jià)、質(zhì)量安全、建設(shè)周期、建筑能耗等工程 項(xiàng)目指標(biāo)是否能達(dá)到客戶要求的標(biāo)準(zhǔn)。按照設(shè)計(jì)階段的不同，建筑設(shè)計(jì)可分為策劃階段、方案設(shè) 計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。根據(jù)住建部統(tǒng)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)值占比最高，達(dá) 50%。按照 設(shè)計(jì)客戶群體的不同，建筑設(shè)計(jì)可分為基建設(shè)計(jì)、房建設(shè)計(jì)、專業(yè)工程設(shè)計(jì)等。在基建設(shè)計(jì)中， 勘察設(shè)計(jì)需要在項(xiàng)目初期確定項(xiàng)目可行性，圍繞項(xiàng)目具體要求對(duì)道路交通、地質(zhì)水文等基礎(chǔ)情況 進(jìn)行全面勘察，并結(jié)合原位實(shí)驗(yàn)、土工實(shí)驗(yàn)等一系列技術(shù)手段，最終確認(rèn)工程項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)形 式和施工方法。在房建設(shè)計(jì)中，大型公共建筑（如超高層建筑及城市綜合體等）由于功能復(fù)雜， 空間結(jié)構(gòu)、設(shè)備專業(yè)等設(shè)計(jì)難度大，進(jìn)入門檻高。專業(yè)工程設(shè)計(jì)主要服務(wù)于工業(yè)企業(yè)，隨著我國 工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)企業(yè)要求廠房具有較高的生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，能夠用于生產(chǎn)高精尖產(chǎn) 品，能夠適應(yīng)并滿足微型化、自動(dòng)化、潔凈化、精密化、環(huán)境無污染等諸多要求。

“AI+設(shè)計(jì)”降本增效，助力頭部企業(yè)釋放規(guī)模效應(yīng)。設(shè)計(jì)行業(yè)是智力密集型行業(yè)，人工成 本的占比較高。隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，AI 逐步介入方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等 多個(gè)環(huán)節(jié)，有望大幅降低人力成本，提升設(shè)計(jì)效率。近年來，設(shè)計(jì)行業(yè)中部分上市公司已開始布 局 AI 與 BIM，積極拓展工程數(shù)字化設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)，頭部企業(yè)均已推出具有代表性的 AIGC 設(shè)計(jì)軟件產(chǎn) 品，包括華設(shè)集團(tuán)開發(fā)的 AIROAD 交通快速方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)、華建集團(tuán)開發(fā)的 ArctronArcOS 智慧建 筑操作系統(tǒng)等，根據(jù)使用需求不同應(yīng)用于設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。以 AIROAD 為例，據(jù)公司統(tǒng)計(jì)，該軟 件初步能夠提升方案設(shè)計(jì)效率 7~8 倍，提升整體工作的綜合效率 20~30%。隨著“AI+設(shè)計(jì)”的不 斷發(fā)展，頭部企業(yè)有望通過標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)產(chǎn)品和規(guī)模化的經(jīng)驗(yàn)復(fù)制，單位成本逐步下降，規(guī)模效 應(yīng)不斷提升。規(guī)模效應(yīng)將助力頭部企業(yè)憑借先進(jìn)的技術(shù)實(shí)力、核心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、豐富客戶項(xiàng)目經(jīng) 驗(yàn)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)模擴(kuò)張，從而在成本控制、效率提升和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面取得顯著優(yōu)勢(shì)，快速搶占市 場(chǎng)份額，形成行業(yè)集中度提升趨勢(shì)。

當(dāng)前 AI 技術(shù)應(yīng)用僅處于初級(jí)階段，深度應(yīng)用落地前路漫漫。AI 在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域目前主要應(yīng) 用于方案設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)用相對(duì)較少，而施工圖設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)值占比最 高，達(dá) 50%，方案設(shè)計(jì)階段產(chǎn)值占比僅占 25%，在產(chǎn)值提升方面仍有較大空間。目前既有的 AI 設(shè)計(jì)軟件更多集中在前期的方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)于復(fù)雜項(xiàng)目或初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等更加深入環(huán) 節(jié)的應(yīng)用尚不成熟，并且目前的 AI 設(shè)計(jì)軟件主要用于標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容，造成設(shè)計(jì)方案大同小異、個(gè) 性缺失的現(xiàn)象，具體模型的輸出仍然依賴于通過人工進(jìn)行調(diào)試，AI 技術(shù)只能起到輔助作用。未來 AI 技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是 AI 模型的深度學(xué)習(xí)和運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)生成等智能屬性，以實(shí)現(xiàn) 三維空間的自主呈現(xiàn)，行業(yè)距此還有較大的成長空間。同時(shí)，由于建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景多 樣，AI 主動(dòng)學(xué)習(xí)和分析的過程中需要對(duì)不同的建設(shè)場(chǎng)景、建筑類型、建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料等進(jìn)行 識(shí)別，才能在應(yīng)用過程中對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有針對(duì)性地量化分析，這就要求企業(yè)擁有大量的、多種 類的設(shè)計(jì)底層數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)增強(qiáng)、合成數(shù)據(jù)、主動(dòng)學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)策略對(duì)模型開展訓(xùn)練，提升模型 的適配性和準(zhǔn)確度，增強(qiáng)模型的使用效果。因此，掌握大量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的龍頭企業(yè)擁有更多核心資 產(chǎn)，將更有機(jī)會(huì)開發(fā)出適配性更好的設(shè)計(jì)模型，未來將從中顯著受益。

2.工程咨詢：“BIM+”加強(qiáng)智能化工程項(xiàng)目管理

BIM 技術(shù)應(yīng)用顯著節(jié)省成本和工期。BIM 是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立 起三維的建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，在項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、施 工、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的共享、傳遞，有助于對(duì)建筑信息作出正確 理解和高效應(yīng)對(duì)，為業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方、運(yùn)營方等各方主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，從而提 高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本并縮短工期。這一模型既包括建筑物的信息模型，同時(shí)又包括建筑工程管理行為的模型，可以通過信息的共享和傳遞將兩者結(jié)合，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和施工團(tuán)隊(duì)提供協(xié)同工作的 基礎(chǔ)，從而提高施工效率、節(jié)約成本、縮短工期，有效實(shí)現(xiàn)建筑的全生命周期管理。

BIM 助力設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營模式從二維向三維、多維轉(zhuǎn)變。BIM 技術(shù)自 2002 年左右在美國誕 生以來，經(jīng)過十多年的發(fā)展，已在全球范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可，當(dāng)前已成為現(xiàn)代建筑施工運(yùn)營的重 要工具。2004 年左右我國開始引入 BIM 概念，從 2013 年開始，BIM 在我國進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí) 期。建筑設(shè)計(jì)是將三維的建筑設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)變?yōu)槎S設(shè)計(jì)圖紙的過程，建筑施工則是將二維的設(shè)計(jì) 圖紙轉(zhuǎn)化為三維建設(shè)過程，建設(shè)項(xiàng)目從概念誕生到建成實(shí)體的過程就是項(xiàng)目各項(xiàng)數(shù)據(jù)、信息不斷 從三維轉(zhuǎn)化為二維再展現(xiàn)為三維甚至更多維度的過程。CAD 技術(shù)雖然也具備三維建模、翻模功 能，但基于二維的設(shè)計(jì)理念。BIM 與 CAD 的主要差別在于所使用的圖形平臺(tái)不同，所收集及展示 的信息組織方式及信息量不同，CAD 是直接和工程分析、設(shè)計(jì)和制圖相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用方法， 而 BIM 是基于項(xiàng)目全生命周期內(nèi)不同階段不同利益相關(guān)方的協(xié)同、基于公開標(biāo)準(zhǔn)的共享數(shù)字表 達(dá)，是數(shù)據(jù)庫。相比于 CAD 技術(shù)所帶來的生產(chǎn)效率提升，BIM 技術(shù)的出現(xiàn)使得建筑行業(yè)真正擺脫 了二維圖紙，邁向了基于三維模型的設(shè)計(jì)和建造的全新模式，從根本上改變從業(yè)人員僅依靠符號(hào) 文字形式圖紙進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營管理的工作方式，實(shí)現(xiàn)在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)提高質(zhì)量與效 率，減少錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。

BIM 技術(shù)可應(yīng)用于項(xiàng)目全周期或某一階段。根據(jù) 2017 年 6 月上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員 會(huì)發(fā)布的《上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指南（2017）》，BIM 技術(shù)的應(yīng)用模式分為兩種，一種 是方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備、施工實(shí)施、運(yùn)維的全生命期 BIM 技術(shù)應(yīng)用，另 一種是選擇上述生命期的某一階段或部分階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)。

3.施工建造：人工智能推動(dòng)建筑機(jī)器人等智能裝備的應(yīng)用

建筑機(jī)器人按應(yīng)用領(lǐng)域可分為設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維和破拆四大類。建筑機(jī)器人是指自動(dòng)或半自 動(dòng)執(zhí)行建筑工作的機(jī)器裝置，其可通過運(yùn)行預(yù)先編制的程序或人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)，替代或協(xié)助建筑人員完成如焊接、砌墻、搬運(yùn)、天花板安裝、噴漆等建筑施工，能有效提 高施工效率和施工質(zhì)量、保障工作人員安全及降低工程建筑成本。從理論上來說，建筑工程施工 中所有復(fù)雜工序都可以由相對(duì)應(yīng)的建筑機(jī)器人進(jìn)行替代或輔助施工，這也是建筑機(jī)器人未來的開 發(fā)潛力和開發(fā)方向。按照建筑工程施工工藝分類，主要包括土方工程、地基與基礎(chǔ)工程、砌筑工 程、鋼筋混凝土工程、防水工程、裝飾工程等幾大類，各類工程中又包括大大小小的各種工序以及具體的施工作業(yè)，因此建筑機(jī)器人可開發(fā)的種類非常豐富。建筑機(jī)器人可應(yīng)用在四個(gè)細(xì)分建筑 工程領(lǐng)域：設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維、拆除，每個(gè)細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?yīng)著不同功能的建筑機(jī)器人產(chǎn)品。

建筑機(jī)器人優(yōu)勢(shì)顯著，具備核心競(jìng)爭(zhēng)力。相較于傳統(tǒng)的人工，建筑機(jī)器人在減少現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤、 降低人工成本、保障施工安全、提高施工效率等方面有較大的優(yōu)勢(shì)。在施工效率方面，美國企業(yè) ConstructionRobotics 研發(fā)的半自動(dòng)“SAM100 砌磚建筑機(jī)器人”每小時(shí)鋪設(shè)的磚塊達(dá) 300-400 塊， 其速度是普通工人的 3-4 倍。澳大利亞企業(yè) FastbrickRobotics 于 2016 年推出的全自動(dòng)“HadrianX 砌磚建筑機(jī)器人”，其不僅可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)不間斷地工作，且每小時(shí)鋪設(shè)的磚塊達(dá) 1,000 塊；中國 企業(yè)盈創(chuàng)科技的 3D 打印建筑機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)在一天內(nèi)制造 10 個(gè)單層住宅。在施工質(zhì)量方面，現(xiàn)場(chǎng) 施工的建筑機(jī)器人具備環(huán)境感知、定位與建圖（SLAM 技術(shù)）、路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制等能力，輔 助其實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)、自主導(dǎo)航等功能，因此能夠在多變和未知的建筑工地環(huán)境上自由行走、避 障、移動(dòng)作業(yè)等。建筑機(jī)器人的普及和應(yīng)用，能夠有效減少建筑施工項(xiàng)目中人工的操作時(shí)間，減 少人力、物力成本，提升施工的效率和質(zhì)量，保證建筑施工的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，為建筑行業(yè)的智 能化和自動(dòng)化發(fā)展帶來了更加廣闊的發(fā)展前景。

建筑機(jī)器人核心零件依賴進(jìn)口，裝配式建筑的有望加速建筑機(jī)器人的發(fā)展。中國建筑行業(yè)規(guī) 模持續(xù)穩(wěn)定的增長和勞動(dòng)力短缺、安全事故高發(fā)、生產(chǎn)效率低等問題是驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)器人需求大幅 提升的兩大因素。中國企業(yè)雖已開始研發(fā)建筑機(jī)器人，但依然面臨核心零部件依賴進(jìn)口、人工智 能技術(shù)有待提高、“建筑+機(jī)器人”復(fù)合型專業(yè)人才緊缺、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未完善等問題，整體發(fā)展 依然落后于國外水平。我國政府從 2015 年起全面推廣裝配式建筑，2022 年住建部、國家發(fā)改委 發(fā)布《關(guān)于印發(fā)城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案的通知》，提出大力發(fā)展裝配式建筑，推廣鋼結(jié)構(gòu) 住宅，到 2030 年裝配式建筑占當(dāng)年城鎮(zhèn)新建建筑的比例達(dá)到 40%。裝配式建筑的特點(diǎn)是將大規(guī) 模的建筑構(gòu)件和產(chǎn)品，如外墻板、內(nèi)墻板、空調(diào)板、樓梯、預(yù)制柱等，施工的場(chǎng)地從現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移至 車間進(jìn)行生產(chǎn)加工，因此建筑機(jī)器人如墻板安裝機(jī)器人、自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人、砌磚機(jī)器人在裝配式 建筑生產(chǎn)中能夠起到非常重要作用。此外，由于建筑現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境較為復(fù)雜，以及人工智能技術(shù) 有待提高，裝配式建筑能夠?yàn)榻ㄖC(jī)器人提供相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)的難易程度相對(duì)較 低。因此，應(yīng)用于裝配式建筑的建筑機(jī)器人將會(huì)是產(chǎn)品應(yīng)用和落地的切入點(diǎn)，裝配式建筑滲透率 提高有望促進(jìn)建筑機(jī)器人的發(fā)展。

4.運(yùn)營維護(hù)：數(shù)據(jù)要素發(fā)揮智慧交通新價(jià)值

我國智慧交通市場(chǎng)前景廣闊。根據(jù)交通強(qiáng)國建設(shè)綱要的規(guī)劃目標(biāo)，到 21 世紀(jì)中葉，中國的 交通運(yùn)輸行業(yè)將處于高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。根據(jù)艾媒咨詢、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)， 2018-2027 年中國的智慧交通市場(chǎng)將保持高速增長的趨勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模將在 2027 年達(dá)到 6400 億 元，其中 2021-2027 的 CAGR 為 9.86%。近年來我國積極推行數(shù)字交通建設(shè)，出臺(tái)了多個(gè)相關(guān)政 策，為數(shù)字交通發(fā)展提供政策依據(jù)。2023 年，交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)公路數(shù)字化轉(zhuǎn)型加快智 慧公路建設(shè)發(fā)展的意見》，提出到 2035 年，全面實(shí)現(xiàn)公路數(shù)字化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建公路設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng) 護(hù)、運(yùn)營等“一套模型、一套數(shù)據(jù)”，建立健全適應(yīng)數(shù)字化的公路標(biāo)準(zhǔn)體系，公路建設(shè)、管理、 養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行、服務(wù)數(shù)字化技術(shù)深度應(yīng)用，提升質(zhì)量和效率、降低運(yùn)行成本。

圍繞不同領(lǐng)域創(chuàng)造智慧交通運(yùn)用場(chǎng)景。完整的智慧交通體系需要交通領(lǐng)域各要素協(xié)同發(fā)展， 從建筑行業(yè)的角度來看，主要從基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營、維護(hù)等環(huán)節(jié)為智慧交通做出提升 和貢獻(xiàn)。在交通領(lǐng)域中，建筑企業(yè)通常基于“建、管、養(yǎng)、運(yùn)”四大業(yè)務(wù)，搭建不同領(lǐng)域的智慧 應(yīng)用場(chǎng)景，充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建全面感知、泛 在互聯(lián)、協(xié)同運(yùn)行、高效服務(wù)和可持續(xù)發(fā)展的交通運(yùn)輸系統(tǒng)。智慧交通的運(yùn)用場(chǎng)景通常包括智慧 公路、智慧軌交、智慧港航、車路協(xié)同等。 數(shù)據(jù)要素是智慧交通的核心支撐。數(shù)據(jù)要素是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，作為新型生產(chǎn)要 素，是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的基礎(chǔ)。加快培育數(shù)據(jù)要素市場(chǎng)，有利于進(jìn)一步激活數(shù)據(jù)要素潛 能，釋放數(shù)據(jù)要素價(jià)值。在交通領(lǐng)域，基礎(chǔ)設(shè)施智慧化是基于動(dòng)態(tài)感知數(shù)據(jù)，并通過智能算法實(shí) 現(xiàn)決策的過程，對(duì)交通流及環(huán)境等狀態(tài)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知、對(duì)數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)用是支撐智慧交通基 礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，交通數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)景內(nèi)，如貿(mào)易分析、運(yùn)力運(yùn)價(jià)、無人駕 駛、新能源汽車、區(qū)域經(jīng)濟(jì)活躍指數(shù)、風(fēng)險(xiǎn)控制等。當(dāng)前交通數(shù)據(jù)的需求主要來自研發(fā) AI 模型的 科技企業(yè)、進(jìn)行科研工作的政府和學(xué)校等機(jī)構(gòu)、提升效率的基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商、進(jìn)行產(chǎn)品增值的交 通行業(yè)第三方數(shù)據(jù)服務(wù)商等。建筑企業(yè)因?qū)煌ɑA(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營、維護(hù)等產(chǎn)生了巨 大的交通數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，未來可通過開發(fā)成各類交通數(shù)據(jù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的變現(xiàn)。近年來我國相關(guān) 數(shù)據(jù)產(chǎn)品持續(xù)探索中，已有部分落地案例，包括上海公共交通卡數(shù)據(jù)、上海隨申行智慧停車數(shù) 據(jù)、隧道股份低空作業(yè)車數(shù)據(jù)等。