夏巨偉 房霆宸

在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，數(shù)字化與工程建設(shè)的深度融合發(fā)展具有廣闊的前景，深刻影響和改變著建筑領(lǐng)域，使規(guī)劃設(shè)計、工程施工、運營管理乃至整個工程的質(zhì)量和管理效率得到了顯著提高。面對數(shù)字化技術(shù)帶給行業(yè)的機遇，切準(zhǔn)數(shù)字化建造技術(shù)發(fā)展方向，以熱點數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)對建筑全生命周期的服務(wù)，通過借鑒工業(yè)智能制造的先進技術(shù)思路和方法，積極探索實施綠色化、工業(yè)化和信息化三位一體協(xié)調(diào)融合發(fā)展數(shù)字化之路，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造和升級，是推動產(chǎn)業(yè)變革、加快我國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵。近年來，上海建工股份有限公司（以下簡稱上海建工）在數(shù)字化建造技術(shù)攻關(guān)、全面推動數(shù)字化建造技術(shù)工程應(yīng)用以及培養(yǎng)數(shù)字化建造專業(yè)人才和推動建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級等方面了開展了卓有成效的工作。

攻克數(shù)字化前沿技術(shù)

近年來，上海建工聚焦國家發(fā)展戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展需求，依托發(fā)揮國家級企業(yè)技術(shù)中心、上海建工集團院士專家服務(wù)中心等眾多研發(fā)平臺，聚焦建筑技術(shù)前沿，致力于解決行業(yè)發(fā)展共性關(guān)鍵技術(shù)以及重大工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)難題，積極整合上海建工、高等院校、科研院所等研發(fā)優(yōu)勢，累計承擔(dān)相關(guān)國家重點研發(fā)計劃等國家級、省部級重大科研項目、課題30余項，為數(shù)字技術(shù)與建筑行業(yè)的融合創(chuàng)新發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

在國家“十二五”科技支撐計劃課題“綠色建造虛擬技術(shù)研究與示范”研究中，上海建工集團研發(fā)出綠色建造的全過程模擬技術(shù)、施工全過程實時監(jiān)測與評估技術(shù)、綠色建造實時可視化控制技術(shù)以及虛擬綠色建造平臺系統(tǒng)，以實現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)建造過程中既能夠確保安全、質(zhì)量、進度，又能做到節(jié)約材料、能源和水資源，減少碳排放，減少施工對環(huán)境的影響，有效實施環(huán)境保護，真正實現(xiàn)“資源節(jié)約、環(huán)境友好”的綠色建造。在國家“863計劃”支持下，上海建工集團與同濟大學(xué)、香港理工大學(xué)、上海交通大學(xué)聯(lián)合開展“超高建筑安全施工狀態(tài)監(jiān)測與可靠性控制技術(shù)”項目研究，合作自主研發(fā)出了超高建筑安全狀態(tài)監(jiān)測與可靠性控制系統(tǒng)。該套系統(tǒng)支持動態(tài)采集10余種傳感器和800余個測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)并實時對超高建工的施工安全狀態(tài)和可靠性進行評估，已在廣州610米的新電視塔工程中得到成功應(yīng)用，保障了廣州塔工程施工過程的安全和質(zhì)量控制，也為維護結(jié)構(gòu)全壽命周期安全奠定了良好的基礎(chǔ)。

針對建筑行業(yè)事故多發(fā)、安全管理的信息化管理水平低、先進安全監(jiān)控技術(shù)缺乏等制約其高質(zhì)量發(fā)展難題，上海建工集團與中科院微系統(tǒng)所、華中科技大學(xué)、東南大學(xué)等優(yōu)勢互補、強強聯(lián)合，牽頭申報了2017年國家重點研發(fā)計劃項目“建筑工程施工風(fēng)險監(jiān)控技術(shù)研究”課題，通過系統(tǒng)的開展建筑工程施工重大風(fēng)險耦合機理與風(fēng)險控制基礎(chǔ)理論，借助建筑工程安全監(jiān)控技術(shù)與信息化技術(shù)的深度融合，最終建立建筑工程多維多級立體智能化防控技術(shù)，并開發(fā)集安全控制要素多源一體的智能化安全監(jiān)控平臺系統(tǒng);針對建筑工程施工現(xiàn)場勞動密集、機械化及自動化程度不高、機械裝備協(xié)同集成及通用性差等問題，上海建工集團與中國建筑設(shè)計院、中國建設(shè)科學(xué)研究院、東南大學(xué)等合作，牽頭成功申報了2018年國家重點研發(fā)計劃項目“建筑工程現(xiàn)場工業(yè)化建造集成平臺與裝備關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”，對設(shè)備設(shè)施一體化協(xié)同集成的工業(yè)化建造平臺技術(shù)、成型鋼筋骨架智能化加工與配送技術(shù)、與現(xiàn)場施工平臺一體化的布料關(guān)鍵技術(shù)、機電設(shè)備與管線模塊化裝配施工技術(shù)、組裝式大型3D打印設(shè)備及其3D打印技術(shù)等建筑工程現(xiàn)場工業(yè)化建造集成平臺與裝備關(guān)鍵技術(shù)開展系統(tǒng)攻關(guān)，最終研發(fā)形成建筑工程現(xiàn)場工業(yè)化建造成套技術(shù)體系，該項目的研究攻關(guān)最終將切實提高我國綠色建造、工業(yè)化建造及智慧建造水平。

通過持續(xù)性的技術(shù)攻關(guān)，目前上海建工已經(jīng)基本建立了涵蓋數(shù)字化建造技術(shù)方法、數(shù)字化加工與拼裝技術(shù)、數(shù)字化虛擬建造與控制技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計及控制技術(shù)、大型機械設(shè)備數(shù)字化技術(shù)、智能化人員安全控制技術(shù)、數(shù)字化集成管理技術(shù)、數(shù)字化輔助施工技術(shù)、數(shù)字化協(xié)同平臺系統(tǒng)的數(shù)字化建造技術(shù)體系和管理平臺系統(tǒng)，數(shù)字化建造技術(shù)研發(fā)走在了行業(yè)發(fā)展的前列。開展數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

近年來，上海建工以上海中心大廈、上海迪士尼樂園、國家會展中心、南京金鷹天地廣場等為代表的一批重大工程建設(shè)為契機，不斷突破傳統(tǒng)工藝方法，在探索面向工程建設(shè)全生命周期的數(shù)字化建造技術(shù)方面取得了大量創(chuàng)新成果。

在超高層建筑領(lǐng)域，中國第一、世界第二高樓上海中心大廈工程率先在建筑全壽命周期采用數(shù)字建造技術(shù)，運用基于三維建模和數(shù)值分析的數(shù)字建造模型分析方法，實現(xiàn)對工程建造、空間環(huán)境、質(zhì)量與安全作為控制對象的數(shù)字化管控。建立了綠色建造虛擬技術(shù)方法，實現(xiàn)了一體化深化設(shè)計、一體化加工制作以及一體化施工建造的數(shù)字化管理新模式。在世界最高的非對稱三塔連體超高層建筑南京金鷹天地廣場工程中，綜合運用了“互聯(lián)網(wǎng)+”、BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、視頻監(jiān)控等數(shù)字化技術(shù)，通過自主研發(fā)的液壓千斤頂將重達2800噸的空中連廊鋼結(jié)構(gòu)桁架從130.3米穩(wěn)穩(wěn)地抬升到200米高空，成功實現(xiàn)了世界首例三塔連體非對稱高空連廊整體提升。

在大型公共建筑領(lǐng)域中，上海迪士尼樂園夢幻城堡工程綜合運用了三維可視化、BIM深化設(shè)計、4D模擬、三維掃描、3D打印和雕刻等數(shù)字化技術(shù)，在節(jié)約人力、財力和工期的前提下，成功構(gòu)造了童話感與科技感并存的現(xiàn)代化夢幻城堡奇景。在世界面積最大的建筑單體和會展綜合體國家會展中心工程中，通過深度應(yīng)用BIM技術(shù)，在計算機中實現(xiàn)了不同的各個專業(yè)工程的“碰撞實驗”和仿真模擬，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中可能出現(xiàn)的問題并在深化設(shè)計期間就可以及時作出調(diào)整，解決了鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、屋面、機電安裝、內(nèi)裝飾等交叉配合施工難題，確保了“四葉草”大屋面造型的～次成型。

在城市更新領(lǐng)域，上海玉佛寺大雄寶殿平移頂升改造工程中，上海建工集團研發(fā)出融合2D影像和3D點云數(shù)據(jù)的建模技術(shù)，實現(xiàn)了大雄寶殿造型的數(shù)字化重構(gòu)。開發(fā)出“互聯(lián)網(wǎng)+移位遠(yuǎn)程智能監(jiān)控評估平臺”，確保了整體建筑（含內(nèi)部佛像、文物）30米平移和1.05米頂升的有效實施。另外，東方醫(yī)院、新華醫(yī)院兒科綜合樓等眾多改擴建工程則采用了基于BIM的醫(yī)院建筑智慧運維技術(shù)，實現(xiàn)了工程品質(zhì)的提升。

在市政工程領(lǐng)域，上海首個采用全預(yù)制技術(shù)的嘉閔高架工程借助BIM技術(shù)和基于二維碼技術(shù)的預(yù)制工廠信息管理平臺，打造高效的數(shù)字化預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線，實現(xiàn)全流程信息化和標(biāo)準(zhǔn)化管理。被譽為上海軌交系統(tǒng)“數(shù)字大腦”的軌交網(wǎng)絡(luò)調(diào)度大樓工程中，全面應(yīng)用BIM、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，打造出數(shù)字化工地，既實現(xiàn)了節(jié)材、節(jié)地等綠色化目標(biāo)，也確保了建筑質(zhì)量的有效提升。

據(jù)不完全統(tǒng)計，上海建工集團已在近干項工程建設(shè)項目中應(yīng)用了數(shù)字化建造技術(shù)，數(shù)字化建造技術(shù)應(yīng)用貫穿于房產(chǎn)開發(fā)、設(shè)計咨詢、施工建造、運營維護等整個產(chǎn)業(yè)鏈，業(yè)務(wù)發(fā)展呈現(xiàn)出依托上海、輻射長三角、遍布全國、海外布點等特點，工程范圍包含超高層建筑、高架橋梁、隧道、大型公共建筑、預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)、改擴建項目等，數(shù)字化建造技術(shù)應(yīng)用綜合實力全國領(lǐng)先，市場占有率居上海首位。

培育數(shù)字化技術(shù)人才

數(shù)字化技術(shù)的廣泛和深入應(yīng)用帶動工程建造不斷刷新紀(jì)錄，上海建工的企業(yè)愿景已經(jīng)從傳統(tǒng)的工程承包商躍升至“廣受贊譽的建筑全生命周期服務(wù)商”。在轉(zhuǎn)型升級的背后，有一支強大的科研團隊為轉(zhuǎn)型發(fā)展持續(xù)注入新動能。經(jīng)過持續(xù)的科技攻關(guān)和大量的工程應(yīng)用，上海建工集團已經(jīng)初步建立了兩級數(shù)字化建造技術(shù)研究體系。在集團層面，組建了由集團總工程師統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的“上海建工數(shù)字建造創(chuàng)新團隊”，同時在上海建工集團工程研究總院設(shè)立了信息技術(shù)研究所、BIM技術(shù)研究所和施工控制研究所等數(shù)字化研究機構(gòu)，專職從事數(shù)字建造技術(shù)研究工作。在下屬子公司層面，組建了由總工程師統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的數(shù)字化建造技術(shù)應(yīng)用研究團隊，同時各大型子公司相繼組建工程研究院并設(shè)立了BIM、信息化技術(shù)等數(shù)字化建造研究機構(gòu)，現(xiàn)有數(shù)字建造相關(guān)研究所（工作室）近20家。經(jīng)初步統(tǒng)計，上海建工集團現(xiàn)有專兼職從事數(shù)字化建造技術(shù)工作人員1000余人，約占員工總數(shù)的3%。人才隊伍的學(xué)歷、年齡、職稱等結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，人才分布遍及開發(fā)、設(shè)計、施工、運營維護等整個工程建設(shè)領(lǐng)域。

在進行數(shù)字化技術(shù)科研攻關(guān)和工程應(yīng)用的同時，上海建工注重與兄弟單位、各級學(xué)會及協(xié)會及專家學(xué)者進行交流和探討，探索我國工程建設(shè)領(lǐng)域數(shù)字化發(fā)展模式與理念。近兩年，上海建工集團先后承辦了“2017工程建設(shè)創(chuàng)新論壇暨中國建筑學(xué)會數(shù)字建造學(xué)術(shù)委員會年會”、“中國圖學(xué)學(xué)會建筑信息模型（BIM）專業(yè)委員會第三屆全國BIM學(xué)術(shù)會議”等大型學(xué)術(shù)會議10余場，通過交流和學(xué)術(shù)探討，上海建工集團更加明確了數(shù)字化建造技術(shù)的發(fā)展前沿和最新動態(tài)，并積極主動地將集團科研和應(yīng)用成果向社會推介，引發(fā)了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。

近年來，作為中國建筑協(xié)會數(shù)字建造學(xué)術(shù)委員會副主任單位、中國BIM發(fā)展聯(lián)盟的常務(wù)理事單位（14家發(fā)起單位之一）、上海建筑信息模型應(yīng)用推廣中心副主任單位、上海BIM技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長單位，上海建工集團主參編了《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等30余項數(shù)字建造技術(shù)相關(guān)的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，數(shù)字化建造技術(shù)相關(guān)科研項目和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作涉及房產(chǎn)開發(fā)、設(shè)計咨詢、施工建造、運營維護等整個工程建設(shè)領(lǐng)域，極大地推動和促進了我國建筑工程數(shù)字建造技術(shù)發(fā)展。