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摘要：针对当前传统建造项目存在的施工管理、安全管理等方面不足，提出将大数据智能制造的思想应用至建造业，从建构阶段、施工智能预警、建筑健康诊断多阶段融合智能制造技术体系 ;构建 “智能建造 + HCPS”框架;提出大数据智能制造下建造业的发展对策建议，从而在建设项目中发挥作用，为促进智能建造体系构建提供参考。
关键词：智能制造 ;建造业 ;智能建造 ; HCPS;多阶段应用
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-16-376
1.研究綜述
在新一轮工业革命的驱动和智能制造的不断演进过程中，中国大数据智能制造已由自动化和集成技术纵深发展转向新一代智能制造——数字化网络化智能化制造，这是应对各国政府普遍重视智能制造环境下中国智能制造的全新布局[1]。发展智能制造是推动发达国家或地区制造业进步的内在要求，同时可运用其中的原理引导中国建造业从传统建造向智能建造转型升级，最终形成大数据智能建造的新型范式。
大数据智能制造在中国建造业的多阶段应用大致可分为建构阶段、施工智能预警阶段、建筑健康诊断阶段。学术界对于建造行业实施运用智能制造的思想，已有一定的研究成果。在智能建构方面，袁烽等[2]从人机协同角度提出，作为技术发展中的一个重要的过程环节就是人与机器的协同建构施工，它能在一定程度上推动建造业的产业化新升级，并设想在未来将人机协作技术继续应用在钢结构、建筑幕墙、复杂建筑形体的实践项目中以推动建造业的智能化发展。李飚等[3]认为对于某些大型建造项目，通过构建多智能体系统在施工建造项目中发挥系统作用，通过自组织、自执行的智能化方式呈现项目施工管理不断趋于优化的结果。Weinstock M等[4]认为在一个建设项目的规划设计乃至建构施工的过程中，融入数字化内容、注入智能化血液，必将为建设项目甚至整个建筑学提供无限的潜力与可能。在施工智能预警方面，吴炜巍等[5 - 6] 指出以RFID、ZigBee 等技术为核心的无线传感网络和传感器技术，已经在主动识别及预警施工安全事故中取得成效，信号预警方式也已经在土木、安装等建筑项目安全事故的预警中成功应用。Montaser A 等指出可以有效利用无线射频识别（ RFID） 技术进行建筑工人定位、危险源监控、施工活动权限管理。Yang H 等指出可以利用BIM 与RFID 集成系统对施工现场安全进行监控和管理。在建筑健康智能诊断方面，王少伟认为将建筑智能化系统侦测到的数据通过传感感知，传递到已经搭建好的物联网数据服务平台进行挖掘分析，更好地对建筑产品的运行健康情况进行智能诊断。何愉舟等认为可以从物联网和大数据两个方面分别构建并最终集成智能建筑健康信息服务管理系统，达到对建筑运维阶段的智能监控、诊断、档案建立、遥控、诊疗、预见的效果。卢梅认为可以借鉴医学健康诊断和机械维护诊断的基本原理，利用医学或机械诊断方法定期地对建设工程项目的每一环节进行拟人化的科学诊断，及时预防制止建筑施工的隐患存在，从全生命周期管理视角减少工程建设过程中问题的累积。
国内外研究从三个方面论述了建造业应用大数据智能制造的可能性和应用效果的适宜性，但对于传统建造向智能建造转型过程中应用大数据智能制造的思想，鲜有系统性的思考，研究较为分散，没有提出智能建造推进建造业新一轮优质发展的技术体系。本文在此基础上系统阐述大数据智能制造在建造业的应用，构建智能制造向智能建造渗透模型和“智能建造+ HCPS” （ HCPS： Human - Cyber -Physical Systems，人- 信息- 物理系统） 框架，并展示智能建造系统层级示意图，为建造业应用大数据智能制造提供理论依据，为大数据智能制造的国家战略实施和建造业的蓬勃发展提供一点参考。
2.传统建造业问题以及应用大数据智能制造的必要性
2.1大数据智能制造特征
智能制造是指在产品全生命周期过程中，在新一代人工智能、信息通信、先进制造、传感射频、拟人化智能等技术的基础上，通过智能手段达到智能化感知、交互、执行，实现制造装备和制造过程智能化。大数据时代，智能制造驱动传统制造业走向智能化，笔者认为还可以借助大数据智能制造的思想在更多传统行业发挥作用，大数据驱动制造业以及更多行业不断往精益化方向转变。
2.2传统建造业存在的问题
中国建造业的发展经历了一段从明显加快到逐渐缓慢的过程，建设能力和技术装备能力进一步提高，建造业作为国民经济发展主要支柱之一，也面临着一系列不确定性风险，在人工智能产业如火如荼的机遇下，建造业也要采取相应的对策措施。
2.3建造业应用大数据智能制造的必要性
建造业没有完全走出粗放式发展模式的原因之一在于中国建造企业没有将大数据时代下的新兴技术思想： 大数据驱动下的智能制造（ 数字化网络化智能化先进技术） 运用到建造工程项目上，自主生成制造装备和制造过程智能化的范式。大数据驱动下的智能制造技术体系能帮助改善施工建设项目中多阶段资源优化、技术优化，达到安全、优质、绿色、智能地建设产品和运营企业的战略效果。将大数据智能制造技术体系应用到建造项目和建造企业中，能更好地驱动建造业向着“安全建造、优质建造、绿色建造、智能建造”的理念发展。
本文针对当前建造行业发展不足之处，基于大数据智能制造提出适合建筑业特色的智能建造理论模型和层级框架。在传统建造与“人- 物理系统”的理论基础上构建新一代智能建造与“人- 信息-物理系统”，从而在建造项目中追求安全、优质、绿色、智能的建筑理念。在未来建造业转型升级的浪潮中，大数据智能制造的思想能一直指导建造项目的实施和建筑成品的运营，促进建筑业朝着智能化方向发展。另一方面，大数据智能制造在建造业的应用落实可以给其他行业应用大数据智能制造思想提供参考思路，使得智能制造不断发展完善。而智能制造作为中国制造2025 的主攻方向，发展好了，中国制造2025 的战略目标也就更近了。另外，本文研究仍存在一些不足，对于建造业多阶段应用大数据智能制造，只考虑了其中主要的施工和运营阶段，还可以选取另外的项目阶段进行研究，如智能规划、智能设计阶段，这将是本文未来的可拓展研究方向。
参考文献
[1]王友发，周献中. 国内外智能制造研究热点与发展趋势[J]. 中国科技论坛，2016（ 4） ： 154-160.
[2]袁烽，胡雨辰. 人机协作与智能建造探索[J]. 建筑学报， 2017（ 5） ：24-29.
[3]李飚，郭梓峰，季云竹. 生成设计思维模型与实现： 以“赋值际村”为例[J]. 建筑学报，2015（ 5） ： 94-98.
[4]WEINSTOCK M. Advanced simulation in design[J]. ArchitecturalDesign，2006， 76（ 2） ： 54-59.
[5]WU W，YANG H，CHEW D A S，et al. Towards an autonomous real-time tracking system of near-miss accidents on construction sites[J]. Automation in Construction，2010，19（ 2） ： 134-141.
[6]吴炜巍. 施工现场安全危险源实时监控与安全风险预测方法研究
关键词：智能制造 ;建造业 ;智能建造 ; HCPS;多阶段应用
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-16-376
1.研究綜述
在新一轮工业革命的驱动和智能制造的不断演进过程中，中国大数据智能制造已由自动化和集成技术纵深发展转向新一代智能制造——数字化网络化智能化制造，这是应对各国政府普遍重视智能制造环境下中国智能制造的全新布局[1]。发展智能制造是推动发达国家或地区制造业进步的内在要求，同时可运用其中的原理引导中国建造业从传统建造向智能建造转型升级，最终形成大数据智能建造的新型范式。
大数据智能制造在中国建造业的多阶段应用大致可分为建构阶段、施工智能预警阶段、建筑健康诊断阶段。学术界对于建造行业实施运用智能制造的思想，已有一定的研究成果。在智能建构方面，袁烽等[2]从人机协同角度提出，作为技术发展中的一个重要的过程环节就是人与机器的协同建构施工，它能在一定程度上推动建造业的产业化新升级，并设想在未来将人机协作技术继续应用在钢结构、建筑幕墙、复杂建筑形体的实践项目中以推动建造业的智能化发展。李飚等[3]认为对于某些大型建造项目，通过构建多智能体系统在施工建造项目中发挥系统作用，通过自组织、自执行的智能化方式呈现项目施工管理不断趋于优化的结果。Weinstock M等[4]认为在一个建设项目的规划设计乃至建构施工的过程中，融入数字化内容、注入智能化血液，必将为建设项目甚至整个建筑学提供无限的潜力与可能。在施工智能预警方面，吴炜巍等[5 - 6] 指出以RFID、ZigBee 等技术为核心的无线传感网络和传感器技术，已经在主动识别及预警施工安全事故中取得成效，信号预警方式也已经在土木、安装等建筑项目安全事故的预警中成功应用。Montaser A 等指出可以有效利用无线射频识别（ RFID） 技术进行建筑工人定位、危险源监控、施工活动权限管理。Yang H 等指出可以利用BIM 与RFID 集成系统对施工现场安全进行监控和管理。在建筑健康智能诊断方面，王少伟认为将建筑智能化系统侦测到的数据通过传感感知，传递到已经搭建好的物联网数据服务平台进行挖掘分析，更好地对建筑产品的运行健康情况进行智能诊断。何愉舟等认为可以从物联网和大数据两个方面分别构建并最终集成智能建筑健康信息服务管理系统，达到对建筑运维阶段的智能监控、诊断、档案建立、遥控、诊疗、预见的效果。卢梅认为可以借鉴医学健康诊断和机械维护诊断的基本原理，利用医学或机械诊断方法定期地对建设工程项目的每一环节进行拟人化的科学诊断，及时预防制止建筑施工的隐患存在，从全生命周期管理视角减少工程建设过程中问题的累积。
国内外研究从三个方面论述了建造业应用大数据智能制造的可能性和应用效果的适宜性，但对于传统建造向智能建造转型过程中应用大数据智能制造的思想，鲜有系统性的思考，研究较为分散，没有提出智能建造推进建造业新一轮优质发展的技术体系。本文在此基础上系统阐述大数据智能制造在建造业的应用，构建智能制造向智能建造渗透模型和“智能建造+ HCPS” （ HCPS： Human - Cyber -Physical Systems，人- 信息- 物理系统） 框架，并展示智能建造系统层级示意图，为建造业应用大数据智能制造提供理论依据，为大数据智能制造的国家战略实施和建造业的蓬勃发展提供一点参考。
2.传统建造业问题以及应用大数据智能制造的必要性
2.1大数据智能制造特征
智能制造是指在产品全生命周期过程中，在新一代人工智能、信息通信、先进制造、传感射频、拟人化智能等技术的基础上，通过智能手段达到智能化感知、交互、执行，实现制造装备和制造过程智能化。大数据时代，智能制造驱动传统制造业走向智能化，笔者认为还可以借助大数据智能制造的思想在更多传统行业发挥作用，大数据驱动制造业以及更多行业不断往精益化方向转变。
2.2传统建造业存在的问题
中国建造业的发展经历了一段从明显加快到逐渐缓慢的过程，建设能力和技术装备能力进一步提高，建造业作为国民经济发展主要支柱之一，也面临着一系列不确定性风险，在人工智能产业如火如荼的机遇下，建造业也要采取相应的对策措施。
2.3建造业应用大数据智能制造的必要性
建造业没有完全走出粗放式发展模式的原因之一在于中国建造企业没有将大数据时代下的新兴技术思想： 大数据驱动下的智能制造（ 数字化网络化智能化先进技术） 运用到建造工程项目上，自主生成制造装备和制造过程智能化的范式。大数据驱动下的智能制造技术体系能帮助改善施工建设项目中多阶段资源优化、技术优化，达到安全、优质、绿色、智能地建设产品和运营企业的战略效果。将大数据智能制造技术体系应用到建造项目和建造企业中，能更好地驱动建造业向着“安全建造、优质建造、绿色建造、智能建造”的理念发展。
本文针对当前建造行业发展不足之处，基于大数据智能制造提出适合建筑业特色的智能建造理论模型和层级框架。在传统建造与“人- 物理系统”的理论基础上构建新一代智能建造与“人- 信息-物理系统”，从而在建造项目中追求安全、优质、绿色、智能的建筑理念。在未来建造业转型升级的浪潮中，大数据智能制造的思想能一直指导建造项目的实施和建筑成品的运营，促进建筑业朝着智能化方向发展。另一方面，大数据智能制造在建造业的应用落实可以给其他行业应用大数据智能制造思想提供参考思路，使得智能制造不断发展完善。而智能制造作为中国制造2025 的主攻方向，发展好了，中国制造2025 的战略目标也就更近了。另外，本文研究仍存在一些不足，对于建造业多阶段应用大数据智能制造，只考虑了其中主要的施工和运营阶段，还可以选取另外的项目阶段进行研究，如智能规划、智能设计阶段，这将是本文未来的可拓展研究方向。
参考文献
[1]王友发，周献中. 国内外智能制造研究热点与发展趋势[J]. 中国科技论坛，2016（ 4） ： 154-160.
[2]袁烽，胡雨辰. 人机协作与智能建造探索[J]. 建筑学报， 2017（ 5） ：24-29.
[3]李飚，郭梓峰，季云竹. 生成设计思维模型与实现： 以“赋值际村”为例[J]. 建筑学报，2015（ 5） ： 94-98.
[4]WEINSTOCK M. Advanced simulation in design[J]. ArchitecturalDesign，2006， 76（ 2） ： 54-59.
[5]WU W，YANG H，CHEW D A S，et al. Towards an autonomous real-time tracking system of near-miss accidents on construction sites[J]. Automation in Construction，2010，19（ 2） ： 134-141.
[6]吴炜巍. 施工现场安全危险源实时监控与安全风险预测方法研究