本書以“智慧建造”作為主題，解析智慧建造的內(nèi)涵和特征、系統(tǒng)介紹國內(nèi)外智慧建造發(fā)展和政策，介紹一系列前沿信息新技術(shù)、新概念、新業(yè)態(tài)背后智慧建造轉(zhuǎn)型的技術(shù)邏輯，以及介紹建筑全壽命周期的智慧化應用場景。
建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。當前，我國正處于高速度發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)折期，我國正從“工程大國”向“工程強國”邁進。在2019年新年賀詞中，習近平總書記指出： “中國制造、中國創(chuàng)造、中國建造共同發(fā)力，繼續(xù)改變著中國的面貌。”全面建成社會主義現(xiàn)代化強國是我國必然發(fā)展趨勢，需要國家全面提高各方面的發(fā)展水平，建筑行業(yè)追求整體高質(zhì)量、高效率發(fā)展也不例外。時代變革大潮裹挾著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)呼嘯而來，正加速推進各行業(yè)實體經(jīng)濟與技術(shù)交叉和融合，在此背景下，建筑業(yè)亟須改變落后的生產(chǎn)方式，通過科技創(chuàng)新實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)變革，完成從數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化到智慧化的轉(zhuǎn)型，走出一條工程建造高品質(zhì)發(fā)展新路。
“智慧建造”抑或是“智能建造”將助推建筑行業(yè)邁向發(fā)展新時代。2020年6月，我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三個部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》（以下簡稱《意見》），強調(diào)建筑業(yè)向工業(yè)化、數(shù)字化、智能化方向升級，加快建造方式轉(zhuǎn)變，推動建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，打造“中國建造”品牌。《意見》指出，要以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級為動力，加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)的應用，推動建筑業(yè)由智能建造向智慧建造轉(zhuǎn)變，形成涵蓋科研、設(shè)計、生產(chǎn)加工、施工裝配、運營等全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系�！兑庖姟分卸啻翁岬搅酥悄芙ㄔ欤词乖诒緯髡叩南嚓P(guān)研究中也用過“智能建造”這一概念，而本書卻采用“智慧建造”命名。關(guān)于“智慧建造”與“智能建造”兩個概念有何不同，哪個概念更適合本教材的內(nèi)容，作者一直在推敲。其實，“智慧”應該是“智能”的下一個階段，無論當前稱為“智能建造”抑或是“智慧建造”均不會有太大差別，然而作為一本概論類的教材，我們更想給讀者呈現(xiàn)一個廣義的內(nèi)涵�！爸悄芙ㄔ臁北碚饕环N新型生產(chǎn)方式，即在信息化、工業(yè)化高度融合的基礎(chǔ)上，利用新技術(shù)對建造過程賦能，推動工程建造活動的生產(chǎn)要素、生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系升級，促進建筑數(shù)據(jù)充分流動，整合決策、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維整個產(chǎn)業(yè)鏈，而“智慧建造”是“智能建造”進階階段，用數(shù)據(jù)驅(qū)動工程建設(shè)活動各種技術(shù)或管理的自我學習和自我迭代，讓工程建設(shè)活動都變得“類人化”，更大范圍、更深層次實現(xiàn)機器換人，讓機器具備感知、辨析、判斷、決策、反饋、優(yōu)化的能力，徹底進入體力替代和腦力替代的時代，以提升工程建設(shè)活動的效率和品質(zhì)。
本書中覆蓋了建筑業(yè)的策劃、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維全過程的智慧化升級，不僅是“機器換人”的智能化，還涉及“機器換腦”的智慧化。本書主要圍繞項目全生命周期，分別闡述了智慧建造的發(fā)展背景和意義、國內(nèi)外發(fā)展進程、智慧建造相關(guān)概念及特征，前沿信息技術(shù)在智慧建造中的融合應用，以及智慧設(shè)計、智慧生產(chǎn)、智慧施工和智慧運維的內(nèi)容。
本書由重慶大學毛超教授、劉貴文教授任主編，汪軍博士（澳大利亞迪肯大學）、傅晏副教授（重慶大學）、洪競科研究員（重慶大學）任副主編，感謝各位作者對本書提供的寶貴思想和資源。重慶大學研究生彭窯胭、蔣成陶、黃竹、馬欣瑤、鄒春、劉文麗、程建兵、岳奧博、趙澍銘、劉澤邦、王卓琪等為本書案例整理和編寫提供了支持和幫助。全書由毛超統(tǒng)稿審校。
本書的編寫不僅集成了作者對智慧建造、建筑工業(yè)化長期的關(guān)注、研究和思考，還參考了國內(nèi)外一些研究學者的思想觀點，在此謹向各位作者表示感謝。同時，特別感謝廣聯(lián)達科技股份有限公司、遠大住宅工業(yè)集團股份有限公司、中建海龍科技公司、林同棪（重慶）國際工程技術(shù)有限公司、北京地厚云圖科技有限公司、廣東博智林機器人有限公司、光輝城市（北京）數(shù)字孿生科技有限公司、上海點貿(mào)信息技術(shù)有限公司、重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會、金科地產(chǎn)集團股份有限公司、重慶市市政設(shè)計研究院等在本書收集資料過程中給予的大力幫助。
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。
第1章 智慧建造概述
1．1 傳統(tǒng)建筑業(yè)的困境
1．1．1 粗放式增長與高質(zhì)量發(fā)展的矛盾
1．1．2 勞動力供需之間的矛盾突出
1．1．3 生產(chǎn)環(huán)境與“以人為本”的理念沖突
1．1．4 高消耗、高污染與綠色發(fā)展理念的沖突
1．2 全球智慧建造的興起
1．2．1 美國
1．2．2 英國
1．2．3 德國
1．2．4 日本
1．2．5 中國
1．3 智慧建造的概念與內(nèi)涵
1．3．1 智慧與智能的本質(zhì)
1．3．2 智慧建造的概念
1．4 智慧建造的特征
1．4．1 技術(shù)特征
1．4．2 管理特征
1．5 智慧建造的實現(xiàn)途徑
1．5．1 新興信息技術(shù)的智慧化賦能
1．5．2 建筑工業(yè)化和建筑信息化的高度融合
1．5．3 智慧建造的演化階段
1．6 智慧建造各生命周期概述
1．6．1 智慧決策概述
1．6．2 智能設(shè)計概述
1．6．3 智慧生產(chǎn)概述
1．6．4 智慧施工概述
1．6．5 智慧運維概述
思考題
第2章 前沿信息技術(shù)在智慧建造中的融合應用
2．1 大數(shù)據(jù)與工程大數(shù)據(jù)
2．1．1 大數(shù)據(jù)
2．1．2 工程大數(shù)據(jù)及應用
2．2 物聯(lián)網(wǎng)與工程物聯(lián)網(wǎng)
2．2．1 物聯(lián)網(wǎng)（IOT）
2．2．2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及其應用
2．2．3 工程物聯(lián)網(wǎng)及其應用
2．3 機器人與工程機器人
2．3．1 機器人
2．3．2 工程機器人及其應用
2．4 增材制造與建筑3D打印
2．4．1 增材制造
2．4．23 D打印在其他領(lǐng)域的應用
2．4．3 建筑3D打印及其應用
2．5 工智能與工程AI
2．5．1 人工智能的概念
2．5．2 人工智能的應用
2．5．3 建筑工程AI及其應用
2．6 區(qū)塊鏈與工程區(qū)塊鏈
2．6．1 區(qū)塊鏈
2．6．2 區(qū)塊鏈在其他行業(yè)的應用
2．6．3 工程區(qū)塊鏈及應用
2．7 虛擬技術(shù)與建筑信息模型
2．7．1 虛擬樣機技術(shù)
2．7．2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
2．7．3 增強現(xiàn)實技術(shù)
2．7．4 建筑信息模型（BIM）與工程仿真技術(shù)
思考題
第3章 智慧設(shè)計
3．1 概述
3．2 建筑設(shè)計工具的數(shù)字化
3．2．1 二維圖樣設(shè)計
3．2．2 計算機輔助設(shè)計
3．3 工程數(shù)字化設(shè)計方法
3．3．1 參數(shù)化設(shè)計
3．3．2 生成式設(shè)計
思考題
第4章 智慧生產(chǎn)
4．1 概述
4．2 智慧工廠
4．2．1 智慧工廠的特征
4．2．2 智慧工廠的基本構(gòu)架
4．2．3 智慧工廠的建設(shè)內(nèi)容
4．3 智慧生產(chǎn)的CPS技術(shù)
4．3．1 CPS技術(shù)與起源
4．3．2 CPS的技術(shù)體系
4．3．3 CPS技術(shù)支持下的智慧化生產(chǎn)應用
4．4 智慧生產(chǎn)的MES技術(shù)
4．4．1 MES技術(shù)的定義
4．4．2 MES功能定位和功能模塊
4．4．3 MES與其他系統(tǒng)的集成應用
4．4．4 MES技術(shù)支持下的智能化生產(chǎn)應用
4．5 建筑部品部件的工廠化生產(chǎn)
4．5．1 游牧式預制生產(chǎn)
4．5．2 固定模臺生產(chǎn)線
4．5．3 自動化流水生產(chǎn)線
4．5．4 建筑部品部件工廠生產(chǎn)數(shù)字化的應用
思考題
第5章 智慧施工
5．1 概述
5．2 智慧施工的實現(xiàn)路徑
5．2．1 智慧施工的技術(shù)時代
5．2．2 智慧施工的實現(xiàn)進程
5．3 施工裝備的智能化
5．3．1 智能施工機械機具
5．3．2 工程建造機器人
5．4 施工技術(shù)的智慧化
5．4．1 施工虛擬仿真建造技術(shù)
5．4．2 施工過程的智能監(jiān)測技術(shù)應用
5．4．3 施工裝備和機械設(shè)備的智能化安全控制技術(shù)應用
5．5 施工工地的智慧化
5．5．1 智慧工地的勞務管理
5．5．2 智慧工地的物料管理
5．5．3 智慧工地的設(shè)備監(jiān)測
5．5．4 智慧工地的進度管理
5．5．5 智慧工地的安全監(jiān)測
5．5．6 智慧工地的質(zhì)量監(jiān)測
5．5．7 智慧工地的環(huán)境監(jiān)測
思考題
第6章 智慧運維
6．1 概述
6．2 智慧運維的內(nèi)容
6．2．1 運維管理的內(nèi)容
6．2．2 運維管理的形式變遷
6．2．3 運維管理的基本工作
6．3 智慧運維的關(guān)鍵技術(shù)框架
6．3．1 智慧運維的數(shù)據(jù)感知層
6．3．2 智慧運維的數(shù)據(jù)傳輸
6．3．3 智慧運維的數(shù)據(jù)存儲
6．3．4 智慧運維的核心算法
6．3．5 業(yè)務引擎及中間件
6．3．6 功能模塊層
6．3．7 主要用戶層
6．4 智慧設(shè)施運維的應用范疇
6．4．1 建筑設(shè)施運維智慧化
6．4．2 社區(qū)內(nèi)設(shè)施運維智慧化
6．4．3 城市級設(shè)施運維智慧化
6．5 能源管理的智慧化
6．5．1 能源管理
6．5．2 智慧能源管理的功能
6．5．3 智慧能源管理系統(tǒng)的應用
6．6 應急管理的智慧化
6．6．1 應急管理
6．6．2 智慧應急管理的技術(shù)實現(xiàn)
6．6．3 應急管理的智慧化應用
6．7 空間運維的智慧化
6．7．1 空間管理
6．7．2 智慧化空間管理的技術(shù)實現(xiàn)
6．7．3 智慧空間運維的應用展望
思考題
參考文獻
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