科技日报记者 吴叶凡
在办公室里遥控整个工地、在施工现场上演“机器人总动员”……近年来,大数据、物联网、人工智能等技术加快与建筑业融合,传统建筑业逐步实现提质增效,焕发新生机。
尤其今年以来,在政策赋能下,建筑业与数智技术融合步伐不断加快。今年3月,住房城乡建设部印发《智能建造技术导则(试行)》,加快推进智能建造技术在工程建设全生命周期应用。
如何进一步推动人工智能技术与建筑业融合?智能建造提速,还需迈过几道坎?科技日报记者近日就此采访了多位专家。
重庆东站施工现场,工作人员在操作幕墙安装机器人。 受访单位供图
数字平台成“得力干将”
2024年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见》。在推动智能建造与建筑工业化协同发展方面,该文件提出多个任务方向:深化应用建筑信息模型(BIM)技术;推动自动化施工机械、建筑机器人、三维(3D)打印等相关设备集成与创新应用;推进智慧工地建设等。
今年,科技日报记者走访多个施工现场时发现,上述许多技术已然“落地开花”。例如,在深化BIM技术应用方面,一些项目团队尝试把BIM技术与GIS(地理信息系统)相结合,打造集管理、生产、监控和服务于一体的智慧工地平台。
6月,重庆东站正式开通运营,这是西南地区规模最大、功能最全的铁路综合交通枢纽。中铁建工集团重庆东站项目BIM与信息化负责人段先航说,重庆东站总建筑面积123万平方米,建筑体量庞大,施工内容繁杂。在建设过程中,基于“BIM+GIS”技术搭建起的重庆东站智慧建造管控平台,成为管理团队的“得力干将”。
平台页面中央是重庆东站的GIS模型。段先航介绍,通过创新航线设计方法与优化建模算法,建筑团队可以用普通消费级无人机进行摄影、测量,大大节约建模成本。当仿真建模图被放大后,每条道路、每个塔吊、每栋建筑都清晰可见。
平台不仅可完成面积测算等基本操作,还能与现场智能化装备联动,通过物联网监测风险点位,传输实时数据,护航工地施工安全。“当我们点击页面上这个绿色的点位,它就能显示出塔吊的高度、力矩比、点位风速等信息。”段先航告诉科技日报记者,“为了实现分钟级监测,项目团队在施工现场布设了骨干网桥。它就像一个大Wi-Fi,能把数据迅速分发给平台服务器。”
平台为项目带来了巨大效益。段先航介绍,在安全管理方面,它填补了人眼看不到的盲区,为工人生命安全保驾护航。在施工规划方面,曾经需要开无数次会、反复协调的施工道路组织问题,也在平台的帮助下迎刃而解。
AI应用仍处起步阶段
数字信息技术应用不断深化的同时,人工智能技术也逐步渗透到建筑行业中。一些企业开展探索,以DeepSeek大模型为底座,搭建建筑行业大模型。这类大模型有的可用于施工成本测算、收支对比等财务领域;有的可用于建筑知识问答、业务内容讲解等问答领域。然而,科技日报记者发现,在图纸设计、方案分析等建筑施工核心环节,大模型应用情况却不乐观。
对此,段先航坦言,当前人工智能技术在建筑行业应用仍处于起步阶段,应用范围较为有限。这背后主要有数据和算法双重原因。
大模型好用靠的是“题海战术”,足够的训练数据才能“喂饱”大模型。就建筑行业而言,大模型的算法“黑箱”会降低业内对其的信任度与接受度。企业往往对大模型数据的安全性、隐私性存有疑虑,担心上传的关键施工数据被泄露。尤其很多工程的BIM模型、合同文件等信息都属于保密范畴,确保信息安全是首要任务。
此外,同济大学土木工程学院教授卢昱杰分析,一个施工项目可能涉及多个部门,数据系统往往彼此独立,难以互联互通,数据收集难度较大。现有工程建造数据质量往往参差不齐,工程图文数据标准不统一,无法保证数据的有效性和质量。
“巧妇难为无米之炊”,没有高质量、丰富的训练数据,大模型目前在应用过程中存在较严重的“AI幻觉”,无法正确理解指令,难以执行复杂任务。
段先航对此深有感触。“我曾试着给大模型一张测试图纸,让它据此生成一份施工方案,结果发现它连最基础的CAD图形识别都做不到,只读得懂文字。”段先航摇着头说,“在建筑施工行业里,读不懂图就意味着被淘汰。”
成本性能为落地关键
虽然人工智能落地建筑行业仍面临诸多难题,但其应用潜力不容小觑。段先航举例,在数据互通方面,人工智能有望通过整合数据,打破信息壁垒,解决因数据不连通、接口不统一导致的“信息孤岛”问题。在技术管理方面,人工智能有望优化施工图纸管理、编制施工计划,提升工作效率。在安全管理方面,人工智能可智能识别风险点位,全时段护航施工安全。
要促进人工智能在建筑行业落地,段先航认为,首先要解决本地化部署问题。将大模型部署到用户本地服务器或设备上,有助于保障用户数据隐私。然而,高昂的算力成本让许多施工团队望而却步。且不谈模型性能,据业内估算,一个较小规模的模型,总体部署下来都需要一二十万元,后续还会有各种维护成本。
可喜的是,随着技术不断升级,大模型算力成本不断降低。段先航认为,随着成本进一步下降,大模型本地部署或成为行业的主要选择。这有利于促进人工智能在建筑行业的广泛应用。
此外,还应推动行业大模型性能升级。当前,医疗、金融、教育等领域的行业大模型不断涌现。科技日报记者发现,其背后都有各类联盟、协会等行业共同体的推动。从成本看,训练高性能的行业大模型需要投入巨大人力物力,远非一家之力可以完成。
对此,段先航建议,共建行业大模型,推进数据共享,打破信息壁垒。“在重庆东站智慧建造管控平台的建设中,为解决多源异构数据的难题,我们做了大量‘体力活’,为不同信息化设备开发大量数据接口。这为后续开展大模型建设积累了经验。”段先航说,可通过建设建筑行业大模型行业协会等方式,推动行业数据标准统一,为大模型提供更加充足、高质量的训练数据。