大模型技術的快速發展給智能建造帶來了全新的技術實現路徑,其中最重大的影響是:借助大模型的理解、邏輯、生成、記憶等能力,通過智能體實現對施工方案的理解,并將施工方案轉化為對現場人機料法環的智能調度指令,即施工方案智能化。
施工方案智化會進一步影響智能建造體系架構,推動智能建造五層架構的有效落地,助力扭轉建筑行業數智化轉型困局。
在技術落地層面,施工方案智能化包括六個環節:施工方案智能推薦、編寫、策劃、審核、執行、評價等,形成施工方案應用全流程管理。
在智能建造背景下,施工方案不僅是面向項目現場工程師,也面向項目現場智能建造終端,即施工方案能夠指揮調度現場機械設備,甚至是機械設備能夠讀懂施工方案。
結合大模型與Agent的方案理解、行動規劃、動作執行、工具調用等能力,通過施工方案驅動智能建造能力的自動化執行,是智能建造有效落地路徑。因此施工方案智能化在智能建造的整體落地路徑中,處于核心牽引的位置。

從短期來看,通過模型直接驅動智能終端的條件尚未成熟,需要在設計環節和施工環節之間有個過渡手段。施工方案是一個比較好的選擇,施工企業從施工方案切入,可以實現設計環節與施工環節的解耦,向下可以推進施工過程的智能化,向上可以承接設計階段的智能化成果。
從長期來看,“模型驅動、一模到底”的理念在施工階段的落地,需要將模型轉化為驅動智能終端的指令,目前并沒有具體的執行方案。施工方案能化是“模型驅動、一模到底”理念在施工環節落地的前期探索,未來的施工方案,不僅僅是文字版的文檔描述,可能是建造任務指令的集合。
在技術落地層面,施工方案智能化包括施工方案智能推薦、編寫、策劃、審核、執行、分析等六個環節,支撐施工方案應用全流程管理。
施工方案智能推薦指從企業方案中庫中推薦最適合當前項目實際情況的參考方案和參考素材。對于新方案的編寫,項目技術人員通常會基于自己的項目經驗和知識儲備,選擇一個歷史方案進行改寫調整。這個歷史方案的選擇的是否合適,會影響施工方案質量。
施工方案智能推薦確保從企業上萬份方案庫中,選取一份最適合當前項目情況的參考方案與相關參考素材,提升施工方案質量。
施工方案智能編寫指在推薦方案和素材的基礎上進行方案內容的詳細編制,通過方案內容的擴寫、縮寫、潤色等工具,提升寫作效率,通過關鍵技術方案匹配、應急預案動態構建的工具提升方案寫作質量。
施工方案智能策劃指借助大模型的理解生成能力,結合本項目實際情況,自動生成符合項目實際情況施工方案或施工組織設計,比如進度策劃、成本策劃、安全策劃等。
施工方案智能審核以專家對方案的歷史審核經驗知識為基礎,通過模擬專家決策過程,完成施工方案智能審核任務,快速獲得審核結果信息,為方案編制人員與審核人員提供有價值的參考意見,提升工作效率。
施工方案智能執行指借助大模型方案理解能力與規劃執行能力,將施工方案轉化為機械設備調度指令,實現施工任務的自動規劃與執行,包括構建施工任務活動鏈、任務動作執行建議、施工任務自動執行等。
施工方案智能分析指對采集到的施工過程數據進行綜合分析,對施工方案執行過程進行綜合評價,將方案執行結果進行評估反饋,指導優化施工方案或設計方案。

在施工方案智能化的六個環節中,推薦、編寫、審核的實現思路是基于歷史數據和經驗,結合大模型的能力,進行方案的生成和審核。推薦、編寫、審核的應用,目前市場已經有較為成熟的技術路線和應用案例。
施工方案策劃和執行的實現思路是基于項目實際情況與大模型的深度生成能力,進行創造性生成。目前這兩個環節的應用尚未成熟,僅有些點狀場景的試點。隨著大模型技術的快速發展,相信這兩個環節的應用也會隨之快速發展。
施工方案分析的技術路徑比較成熟,基于傳統大數據進行項目全過程數據分析。限于前幾個環節尚未體系性應用,施工方案知智能分析目前尚未真正展開。
面對土木建筑項目復雜靈活的施工過程以及每個項目的獨特性,施工方案的智能化,尤其是施工方案智能策劃和施工方案智能執行,能否有效落地?
本文提出“自頂向下與自底向上”相結合的實現路徑,同時提出了“全面策劃、自主執行”的策略,可有效支撐施工方案智能化的落地。
自頂向下與自底向上
通過自頂向下構建智能化工作與自底向上構建智能建造能力,為施工方案智能策劃和智能執行奠定良好基礎。

自頂向下構建智能化工作包,通過標準工藝管理和智能化工作包的構建,以自頂向下(top-down)的方式規范施工過程及施工活動,實現施工過程與施工活動的數字化,為智能建造平臺打下良好的規范基礎。
自底向上構建AIoT智能建造能力,通過迭代推進《智能建造AIoT能力應用規范》,以自底向上(bottomup)的方式規范AIoT技術在施工過程及施工活動中的應用,規范構建智能建造能力體系,實現AIoT智能建造能力平臺化。通過智能建造能力的逐步沉淀支撐工法工藝的智能化。
全面策劃、自主執行
以“智能設計、施組方案數字化”為牽引,通過“建造執行中樞”自主調用“智能建造能力”,實現少人化、無人化施工過程,支撐全面策劃、自主執行、實時感知、持續優化的閉環智能建造過程。

全面策劃指通過對施工方案中智能建造執行方案的全面策劃,大幅降低智能建造自主執行的技術復雜度,進而將施組方案拆解為智能化工作包,傳遞給智能建造執行中樞。
鑒于土木建筑項目復雜靈活的施工過程以及項目的獨特性,需要在項目施工方案中,對智能建造方案進行全面策劃,以降低自主執行的復雜度,即項目施工少人化、無人化的自主執行,是建立在全面策劃基礎自主執行。
通過自頂向下與自底向上的智能建造能力沉淀,結合對單個項目的智能建造的全面策劃,少人化、無人化的項目建造自主執行可逐步實現。
應用示例請見:第3篇:智能建造五層架構體系與落地示例?中的鉆爆法隧道智能建造案例。
截至2024年6月底,全國有施工活動的建筑業企業151901個,國有及國有控股建筑業企業10050個,占建筑業企業總數的6.62%,民營建筑企業約14萬家,占比93.38%。民營建筑企業的智能化轉型升級決定著中國建筑行業智能化轉型升級的成功。
本文認為,中國建筑行業智能化轉型升級首先是大型中央建筑企業智能建造轉型升級,中央建筑企業將其智能建造能力沉淀為標準化平臺能力,進而賦能中小建筑企業,實現中小建筑企業的智能建造轉型升級,這個過程即為智能建造產業化過程。如下圖所示:

施工方案智能化是智能建造產業化最具價值的切入點。隨著大模型技術的發展與成熟,施組方案寫作有可能成為建筑行業面向項目級應用的高效工具,類似于算量、造價、CAD等生產力工具。

施工方案智能化規模應用后的邊際成本快速下降,中小企業客戶數據安全性要求較低,適合采用公有云SaaS。同時,施組方案寫作的切入,可帶動后續項目現場智能建造能力的推廣,將有效帶動建筑央企數字產業化戰略落地,并助推中國建筑行業中小建筑企業的智能化轉型升級。
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