吴忠泽演讲：新一代数字技术，引领智能建筑高质量发展

「今天分享一篇，科技部原副部长在2023年6月6日以“数字建筑.工业互联”为主题的第七届（2023）中国智能建筑节上的主题演讲——“新一代数字技术，引领智能建筑高质量发展”」

　　他表示，近年来，全球新一轮的科技革命和产业变革加速演进，特别是数字科技对建筑领域的渗透性、扩散性、颠覆性越来越强，正以新理念、新业态、新模式深刻改变建筑领域生产方式，引发建筑产业形态深度变革，形成发展智能建筑经济的强大动力。

　　智能建筑是指“以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。智能建筑也被称为数字化或数据驱动的建筑，是智能设备和系统与现代项目管理技术的集成。智能建筑已成为未来建筑业转型升级的重要方向。

　　智能建造正在改变全球建筑业。发达国家如日本、英国等都提出了建筑业的发展战略，要求通过智能化、数字化、工业化、绿色化等提升产业竞争力。

　　建筑业作为国民经济支柱产业，为我国经济持续健康发展提供了有力支撑。经过数十年的发展，中国建筑业已成为全球最大规模，约占全球建筑业50%的份额。2022年总产值达到32万亿元，建筑业增加值占国内生产总值的比重达到7%。

　　目前，智能化系统已在我国公共建筑、住宅及工业建筑领域得到广泛应用，持续、稳定的国民经济增长促进了建筑智能化行业的迅速发展，建筑智能化技术也日趋成熟，我国不少建筑智能化技术研发成果达到或接近国际水平。港珠澳大桥、北京大兴国际机场等一批世界级标志性重大工程也相继建成。

　　随着城镇化进入成熟期以及环保压力增大（2019 年全国建筑全过程碳排放总量占全国比重达到49.97%），建筑行业依靠资源投入、以总量和数量增长为特征的发展模式已逐渐成为过去。新形势下，虽然建筑行业与新一代信息技术不断融合，但相比国外成熟的建筑智能化市场，我国整体仍属于中等偏下的水平。

　　根据行业数字化指数显示，建筑业与其他行业相比，在数据资产消费、数据资产积累、数字化业务流程管理、员工数字化能力培育、数据资产挖掘、数字化人才等方面都处于较低水平。造成我国建筑业生产方式仍然比较粗放，传统工序效率低，与高质量发展要求相比还有很大差距，迫切需要加快研发应用智能建造产品技术，提升智能建造水平，加快建造方式转变，推动建筑业高质量发展。

　　“十四五”时期是加快我国建筑业转型发展的关键期。其中的重要目标是推动智能建造与新型建筑工业化协同发展，促进建筑业转型升级。

　　根据国家《“十四五”建筑业发展规划》，未来我国建筑行业技术发展趋势要求：智能建造与新型建筑工业化协同发展的政策体系和产业体系基本建立，装配式建筑占新建建筑的比例达到30%以上，打造一批建筑产业互联网平台，形成一批建筑机器人标志性产品，培育一批智能建造和装配式建筑产业基地等。

　　下面，我就以“新一代数字技术引领智能建筑高质量发展”为题，谈几点认识和体会，与大家交流，向大家学习。如有不当之处，请批评指正。

　　一、工业互联网加快新型建筑工业化与高端制造业深度融合

　　当前全球工业正处在一场重大技术变革之中，工业互联网作为第四次工业革命的重要基石赋能实体产业，实现制造信息系统和物理系统的高度同步与融合，优化制造工艺流程，支撑定制化生产、精准供应链管理、全生命周期管理等。通过全要素、全产业链、全供应链、全价值链的全面连接，实现工业经济数字化发展。

　　目前，全球工业互联网正处在产业格局未定的关键期和规模化扩张的窗口期。中国和美欧日等发达国家工业互联网都处在同一起跑线上。中国制造业又处在新一轮信息技术和产业变革的交汇期。这三个“处在”叠加在一起，是中国的战略机遇期。我们必须抓住互联网升级为工业互联网这一历史性机遇，加快新型建筑工业化与高端制造业深度融合，实现建筑业新旧动能转换。

　　国家“十四五”发展规划明确要求，将重点推进工业互联网等7个数字经济重点产业发展，在重点行业和区域建设若干国际水准的工业互联网平台和数字化转型促进中心，推动数字赋能全产业链协同转型。

　　利用工业互联网实现建筑行业数字化转型意义重大。打造融合新一代信息技术的建筑业工业互联网平台是破解行业痛点、优化提升产业链效率的重要路径之一。

　　一是提高研发设计效率。一方面，建筑企业可借助工业互联网平台对建筑设计全过程虚拟集成，将可能出现的问题前置化，有效解决设计过程中可能出现的“错、漏、碰、缺”等问题；另一方面，平台能够实现设计以及各参与方之间的协同工作，提高建筑设计效率，保证设计方案的最优化。

　　二是优化生产建造方式。建筑企业利用工业互联网平台，借助数字化、智能化手段实现施工现场人、机、料、法、环的集中管控，一方面，通过打造智慧工地让施工现场感知更透彻、互联更全面、智能更深化，有效提升现场作业效率；另一方面，平台能够整合施工现场资源，通过优化任务工序、提高工艺水准，有效提升精益建造水平。

　　三是增强运营监管能力。建筑企业通过端+网+云，实现施工现场信息的实时传输和数据的清洗整合。一方面，可以增强安全生产的感知、监测、预警、处置和评估能力，推动企业由事后处置向事前预防转变，为企业安全生产保驾护航。另一方面，能够通过智慧楼宇对建筑能耗进行实时监测、分析、预警，实现节能、减排、脱碳，加速绿色建筑的建设。

　　四是提升资源协作水平。一方面，工业互联网集成大数据、数字孪生、5G等新一代信息技术，连接政府、施工团队、客户等建筑建造、使用各参与方，实现供需双方的信息互通和互利互惠。另一方面，工业互联网将分散闲置的设备、资金、人才、产能、知识库等社会化资源整合聚集，实现物流、资金流、信息流配置优化，提高资源利用率。

　　五是满足建筑个性化需求。建筑企业可利用工业互联网准确对接用户个性化需求，将建筑的地域文化特点、功能，以及消费者的偏好、行为习惯等因素汇总分析并归类，一方面，赋能建筑业个性化产品的规模化定制，另一方面，能够更好地满足建筑服务定制化需求。

　　二、人工智能建筑重新定义建筑的功能和价值

　　人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力，经过60多年的演进，在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下加速发展。特别是2000年提出云计算和2006年出现大数据后，以深度神经网络DNN为代表的人工智能第三次崛起，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主超控等新特征，发展进入了新阶段。科技界称之为“新一代人工智能”。

　　例如，去年11月30日美国人工智能研究实验室Open AI发布的聊天机器人程序ChatGPT，就是人工智能技术驱动的自然语言处理工具。（以机器翻译、智能对话、文本挖掘等为代表的自然语言处理技术被业界誉为人工智能皇冠上的明珠）。ChatGPT通过对自然语言输入进行建模和预测，并经过训练，学习和理解人类的语言来进行对话，还能根据上下文进行互动，像人类一样来聊天交流，甚至能完成撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码、写论文等任务。ChatGPT将开创全新的信息探索体验，成为传统搜索引擎的颠覆者。由于对话非常接近人类、结果相对准确，ChatGPT刚刚问世就受到了广泛欢迎，风靡全球，人工智能由此掀起了震撼世界的科技浪潮。

　　可以预见，未来十年，以人工智能为核心驱动力的智能经济将成为中国经济的新标签。人工智能必将进一步带动包括建筑业在内的各行业数字化转型、智能化升级。因此，要以人工智能技术为核心，加速与建筑业的深度融合，强调未来生产方式、服务方式的换场，也就意味着“重塑建筑业”。

　　人工智能建筑，可以称之为传统建筑基础上发生的一次巨大的行业变革，人工智能建筑不仅给建筑重新定义了功能和价值，同时还给建筑管理者和居住者带来了更多的便利。（比如，人工智能建筑中的楼宇管理系统：降低运营及维护成本；控制能源使用，可持续发展；提升居住环境；自动数据监测分析等。）

　　一是融合了人工智能等数字技术打造的建筑信息模型技术（BIM），已经开始被建筑行业接受和使用。它是一种新型的计算机辅助设计和施工技术，以三维数字模型的形式来描述建筑的空间和构造特征，并以此模型为基础，为建筑施工提供数字化支持，更有效地管理施工现场，改善工作流程，加快施工进度，降低施工成本，改善工程质量，提高施工安全性。

　　二是在智能建筑中应用建筑机器人等智能工程设备，辅助和替代“危、繁、脏、重”的人工作业，可实现建筑的自动化管理及运行，提高工程建设机械（600984）化、智能化水平。加快推广智能家居、智能办公、楼宇自动化系统等人工智能在智能建筑中的实际应用，不仅提高建筑的安全性，同时让居住者享受到更舒适的体验。

　　三是通过人工智能融合传感器网络、低功耗广域网、5G、边缘计算、射频识别（RFID）及二维码识别等物联网技术在智慧工地的集成应用，能够实现建筑数据的共享，并通过监测数据，对现场的施工情况进行及时的了解，优化现场的管理条件。提高建筑工人健康及安全检测能力，推动物联网技术在监控管理、节能减排和智能建筑中的应用。

　　四是通过人工智能推动大数据技术在工程项目管理、招标投标环节和信用体系建设中的应用，依托全国建筑市场监管公共服务平台，汇聚整合和分析相关企业、项目、从业人员和信用信息等相关大数据，支撑市场监测和数据分析，提高建筑行业公共服务能力和监管效率。探索智能建造AI评价体系建设。

　　三、元宇宙将成为未来建筑设计的重要工具和平台

　　去年以来，在互联网世界，似乎是在突然之间，元宇宙就火了。以至于在资本市场，很多企业都想和元宇宙攀上点关系，生怕找不到话题或讲不出故事。全国超1/2省份也开始加快布局元宇宙产业发展，抢占先机。

　　元宇宙是什么？目前众说纷纭，尚没有一个约定俗成的定义。我们不妨简单理解为，元宇宙就是利用各种前沿数字技术连接与创造的新型融合应用形态。作为沉浸式虚拟世界，元宇宙有两条建设道路：一是现实-虚拟，即通过影像工具建设，把现实空间映射到虚拟空间；二是虚拟-现实，即通过算力工具建设，将人类的想象延伸出的虚拟空间加载到现实空间。两条道路殊途同归，牵引经济和社会发展进入一个平行宇宙共存、跨界文明共生、虚实世界共融的新阶段。

　　由于元宇宙的基本特征是“群智赋能，跨界融合”，尤其是与人工智能、区块链、先进通信、脑机接口、数字孪生等综合式场景驱动相辅相成，通过开源共享、相互借鉴、循序发展，将成为继计算机和互联网之后科技创新新高地；继电商和平台经济之后的经济发展新动能；继广电和社交网络之后的生活新空间。所以元宇宙具有广阔的发展空间和巨大的潜力，未来有可能成为数字经济发展的重要依托和关键新赛道。

　　有研究表明，元宇宙与实体经济深度融合后，将带来更为可观的市场联动和叠加、倍增、放大效应，可以说商机无限。哪个国家率先发展元宇宙，尽早抢占元宇宙高地，哪个国家就更有可能引领数字经济发展，掌握下一代互联网的话语权和主动权。

　　技术为本，场景为王。元宇宙与数字化应用场景的深度融合，衍生出来的新产业（300832）新业态新模式将充满着机会，需要大家主动把握。

　　例如，元宇宙+智能建筑设计。近来建筑设计师纷纷进军元宇宙，虚拟建筑将成为自由展示创意设计的空间。（有人甚至说，虚拟建筑将是元宇宙第一赛道？）主要有以下几项应用： 一是提供虚拟建筑展示。传统的建筑设计展示方式通常是通过平面图、立体图来展示设计方案，难以直观地展示建筑的空间感和氛围，而实物模型则需要耗费大量的时间和成本，同时也难以实现灵活的变化和调整。元宇宙基于扩展现实XR（包括VR 、AR、MR）和脑机接口技术提供沉浸式体验，它将建筑设计和氛围由平面的信息交互状态变成一个立体、多维、实时的交互空间，让客户和观众可以通过虚拟现实头盔或者增强现实眼镜，进入虚拟世界，感受建筑的真实性和空间感。

　　二是推广虚拟建筑设计协作。

　　传统的建筑设计协作方式通常是通过线下会议、邮件或者共享文档等方式进行协作，存在着信息传递不及时、效率低下等问题。元宇宙可以提供一个全新的虚拟设计协作平台。设计师在虚拟空间创建自己的虚拟建筑工作室，通过虚拟现实技术和语音交流，更加直观和高效地传递信息和意图，与其他设计师和专家进行实时的协作交流，共同编辑和调整设计方案，完成复杂的建筑设计任务。

　　三是助力建筑模拟和测试。

　　传统的建筑测试方式通常是通过物理实验和试验室测试来进行，需要耗费大量的时间和成本，同时也存在着危险性和不可控因素。元宇宙可以为建筑设计师提供一个全新的测试方式，通过集成运用扩展现实、多维仿真等技术，对建筑的各种因素进行全面的测试和分析。设计师可以在元宇宙中对建筑的结构、材料、光线、气候等因素进行模拟和测试，不仅可以快速和准确地找到问题和解决方案，同时也可以在虚拟空间进行多次测试和优化，最终达到更好的设计效果。

　　四是赋能建筑教育和职业培训。

　　传统的建筑教育和培训方式通常是通过课堂教学、实习和现场训练等方式进行，存在着时间和空间上的限制，同时也难以获得真实的建筑设计和操作经验。元宇宙可以为建筑教育和职业培训带来全新的机遇。以扩展现实技术开展职业技能培训和仿真实践，让学生和实习生可以在虚拟课堂进行建筑设计和操作的实践和训练。同时可以探索多点协作教学、远程互动教学、课后效果评价等融合应用。

　　总之，元宇宙在建筑设计中的应用具有广阔的前景，将逐渐成为建筑设计的重要工具和平台，为设计师带来全新和高效的工作方式，同时也为客户和观众带来更加真实和直观的建筑体验。

　　新的视野、新的开端、新的跨越。

　　面对“新时代建筑智能化”带来的变革与重塑的历史性机遇，相关企业和从业者要积极推进信息基础设施建设，前瞻布局工业互联网、人工智能、元宇宙等新型网络与智能设施，加快在智能建筑领域的实际运用，开启数字化赋能企业发展新篇章，行稳致远，再创辉煌。为我国建筑业高质量发展做出更大的贡献！