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智能建造导论笔记

一、智能建造概述

（一）智能建造的定义与内涵

1.从传统建造到智能建造的理念跨越：传统建造依赖人力经验、图

纸交底与分散流程，具劳动密集、效率局限、质量波动、安全被动、

资源浪费等特征。智能建造为范式革新，以数字化设计模型（BIM）

为核心集成多源数据，借物联网实时感知建造实体状态，用大数据分

析挖掘规律指导决策，凭人工智能实现智能规划调度优化、自动化作

业与智能监控诊断，达建造全过程高效精准、质量可靠、安全主动、

绿色可持续、协同创新目标，如自动化施工设备精准执行BIM指令、

AI优化进度计划，重塑建造逻辑与生态。

2.智能建造多学科融合的体系架构剖析：智能建造融合计算机科学、

土木工程、机械工程、控制科学、管理科学等多学科。体系含基础层

（云计算、数据中心供计算存储资源）、感知层（传感器、RFID等

采集环境、设备、人员数据）、网络层（5G、ZigBee等传数据）、

数据层（BIM集成多元数据建结构化数据库）、平台层（通用开发平

台、专业应用平台集成协同）与应用层（设计智能优化、施工智能管

控、运维智能决策、产业协同创新应用模块），各层依接口标准交互

协作，驱动建造从传统向智能高效协同转型，实现全要素数字化、全

流程智能化、全产业协同化。

（二）智能建造的发展驱动力

1.科技进步：数字化技术、人工智能、物联网的关键支撑：数字化

技术（CAD至BIM演进）创建筑虚拟三维模型、实现信息协同共享

与可视化分析，为智能建造核心；人工智能算法（机器学习预测进度、

计算机视觉监测安全）赋予机器智能决策、自动化处理能力；物联网

技术构建感知网络实时采集传输建造现场数据，支撑设备互联协同、

状态监测预警，三者融合驱动建造生产模式变革创新、作业流程智能

重塑、管理决策科学精准，提升建造全周期核心竞争力，如智能塔吊

依物联网与AI协同实现自动化吊运、防碰撞安全控制。

2.行业需求：提升建造效率、质量、安全与可持续性的迫切诉求：

城市化加速建筑需求飙升，传统建造效率低、工期长、人力紧，智能

建造自动化施工（3D打印建筑、机器人砌墙）、优化进度计划缩工

期提效率；质量控制上，智能检测技术（激光扫描检测、超声探伤AI

分析）精准控质量、预缺陷；安全管理中，实时监测预警（人员定位

追踪、危险行为识别）主动防风险；环保压力下，智能建造绿色设计

选材、节能设备应用、资源循环利用降能耗排废，满足行业高效优质、

安全绿色发展刚需，提升建筑品质价值、促产业升级转型。

3.政策导向：国内外智能建造政策梳理与解读：国际上，欧美日率

先布局，欧盟“建筑2050战略”设数字化节能目标、推BIM技术

标准；美国GSA规定新建项目用BIM，国防部采智能建造技术强军

建设；日本“i-Construction”战略促建筑工业化与信息技术融合、

制定智能建造路线图。国内住建部“十四五”规划强推BIM应用、

智能建造试点示范，各地补贴激励企业创新，政策从顶层设计引导、

标准制定规范、资金扶持推动，营造产业发展优环境，加速智能建造

技术推广应用、产业生态培育，提升国际竞争力，助建筑业现代化转

型、高质量发展。

（三）智能建造的发展历程与现状

1.萌芽起步阶段：早期技术探索与局部应用案例：20世纪末CAD技

术引入为起点，设计绘图效率升但协同性弱。21世纪初，BIM概念

萌芽，部分先锋企业探索应用于大型复杂项目设计协调；物联网技术

初用于设备远程监控，如建筑设备远程运维管理；自动化技术催生建

筑预制构件生产自动化线。早期案例多孤立分散、技术集成度低、未

改建造整体模式，为智能建造积累经验、培育市场认知、启发后续技

术融合创新发展，如德国某医院项目BIM设计协同初显优势、瑞典

某住宅预制构件自动化生产提效率质量。

2.技术积累阶段：关键技术研发与集成示范项目：2010年后，BIM技

术成熟、多专业协同深化，参数化设计优化功能拓展；物联网感知设

备多元、通信协议统一、大数据处理技术兴起，数据驱动建造管理初

现；人工智能图像识别、机器学习算法发展。集成示范项目涌现，如

英国某智慧城市项目BIM-IoT集成监控城市设施、中国某高铁站

BIM全周期应用创智能建造典范，此阶段技术融合集成、标准规范探

索、产业联盟组建，为智能建造规模发展蓄势，提升技术系统性协同

性、推动产业初步整合凝聚发展合力。

3.快速发展阶段：产业生态初成与大规模实践进展：近年，智能建

造产业生态初成，