宋兵：對新型建筑工業(yè)化的思考——模塊化、并行工程與數(shù)字化
導(dǎo)讀
建筑工業(yè)化是現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)。進入新時代，建筑工業(yè)化并不是新問題，也不是新理念，而是我國建筑業(yè)一直倡導(dǎo)的發(fā)展方向。早在中華人民共和國成立之初，我國就提出了實現(xiàn)建筑工業(yè)化的任務(wù)。經(jīng)過70多年的探索，特別是改革開放40多年的發(fā)展，我國已成為擁有一定程度的機械化、工業(yè)化和現(xiàn)代化水平的建筑業(yè)大國。但是，我國建筑工業(yè)化任務(wù)還沒有完成，總體上還處在工業(yè)化中期階段，在工業(yè)化方面與已經(jīng)實現(xiàn)建筑工業(yè)化的發(fā)達國家相比還有相當(dāng)大的差距。實現(xiàn)建筑工業(yè)化的任務(wù)不完成，建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化就不可能實現(xiàn)。推進新型建筑工業(yè)化，仍然是我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進程中艱巨的任務(wù)。什么是新型建筑工業(yè)化？模塊化、信息化與建筑業(yè)如何有效融合？在《對新型建筑工業(yè)化的思考——模塊化、并行工程與數(shù)字化》中，協(xié)會專家委員會資深專家、清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院建筑產(chǎn)業(yè)化分院副院長宋兵分享了他對新型建筑工業(yè)化的思考，為以裝配式建筑為代表的新型建筑工業(yè)化發(fā)展道路提出積極探索。
宋兵：清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院建筑產(chǎn)業(yè)化分院副院長、高級工程師、國家裝配式建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員會專家委員、深圳市建筑產(chǎn)業(yè)化協(xié)會專家委員會資深專家；出版著作《公共租賃住房居室工業(yè)化建造體系理論與實踐》；《公寓建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》主編；設(shè)計作品“北京市海淀區(qū)西北旺C2回遷安置房項目”榮獲2020年全國《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》A級范例項目。
對新型建筑工業(yè)化的思考——模塊化、并行工程與數(shù)字化
一什么是建筑工業(yè)化
建筑工業(yè)化是用現(xiàn)代化的、高效率的大工業(yè)生產(chǎn)方式替代傳統(tǒng)的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式的過程，是建筑行業(yè)完成工業(yè)化轉(zhuǎn)型的過程。建筑工業(yè)化的目的，是在建筑的建造、運營及拆除后循環(huán)利用的全生命周期中，實現(xiàn)“提高品質(zhì)、提高效率、節(jié)材省工、節(jié)能減碳”的目標(biāo)。用一句話概括，建筑工業(yè)化就是“好、快、省”地建設(shè)和運營高品質(zhì)的建筑。
二什么是高品質(zhì)建筑
綠色建筑的定義可以很好地詮釋高品質(zhì)建筑：在全壽命期內(nèi)，在節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染的前提下，能夠為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。綠色建筑的評價指標(biāo)體系由五類指標(biāo)組成：安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居，這五類指標(biāo)也完全可以用來評價高品質(zhì)建筑。對于建筑的使用者來說，高品質(zhì)建筑的具體感受包括：室內(nèi)空間布局合理、室內(nèi)功能動線設(shè)置順暢、設(shè)施設(shè)備齊全、材料經(jīng)久耐用、氣密水密性高、保溫隔音好、有良好的自然光照和自然通風(fēng)等。以手工操作為主建造的房子，只有當(dāng)工人同時具備熟練的技術(shù)和認真負責(zé)的態(tài)度時，才有可能建造出高品質(zhì)的房子。技術(shù)是靠師傅帶徒弟的方式一代一代的傳承下去的，這種口口相傳的傳授方式因受雙方個人因素影響，使得傳授的效果差異巨大。因此手工操作無法大批量地生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品。目前中國的城市化進程仍處于高速發(fā)展的階段，盡管每年建設(shè)量的增長放緩，但在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，對大批量生產(chǎn)房屋的需求仍然強勁。但在幾百萬包工頭加幾千萬農(nóng)民工的現(xiàn)狀條件下，把批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量寄托在所有工人都具備很高的技術(shù)水平和道德水準(zhǔn)上，顯然是不現(xiàn)實的。尤其是現(xiàn)代建筑與傳統(tǒng)建筑相比，增加了保溫、空調(diào)、給排水、強弱電等新的系統(tǒng)，使得建造過程變得更為復(fù)雜，更需要系統(tǒng)性地建立工業(yè)化技術(shù)體系和管理體系，從而擺脫改變傳統(tǒng)的作業(yè)方式，以“好、快、省”生產(chǎn)方式，完成建筑業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。
三建筑的成本
“好、快、省”是在建筑的設(shè)計、建造和運營全生命周期內(nèi)，實現(xiàn)“兩提兩節(jié)”，即“提高品質(zhì)、提高效率、節(jié)材省工、節(jié)能減碳”。其中，“省”是指“兩節(jié)”，是“節(jié)材省工、節(jié)能減碳”，不能簡單地理解為降低成本。首先，成本和品質(zhì)是相對應(yīng)的，高品質(zhì)必然對應(yīng)高成本，物美價廉是不存在的。其次，不能把高房價等同于高成本，建安成本只是房價的組成部分。建安成本不是太高，而是太低了。在建筑工業(yè)化領(lǐng)域流行的一句話叫做“像造汽車一樣地造房子”，我們就拿汽車和普通住宅造價做個比較。以一輛售價為10萬元的中檔轎車為例，銷售的成本和利潤約為4萬元，制造的成本加利潤約為6萬元，轎車的體積大約為3立方，因此中檔轎車每立方的造價約為2萬元。一棟住宅的地上部分樓面建安造價按照7000元/平米計算，其中包含了建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、全裝修、裝配式增量、綠建等各專業(yè)的綜合造價。地下室造價一般為5000元每平米，建筑面積按照經(jīng)驗值估算約為地上建筑面積的50%。把地下室的造價折算到地上，則地上部分的樓面綜合建安造價約為10000元/平米。這個造價包含了建造成本和利潤。住宅的層高按照3米計算的話，則住宅每平米的體積為3立方米。計算得出住宅每立方的造價為3300元。二萬元比三千元，相差了近六倍！
一輛中檔轎車應(yīng)具備的品質(zhì)大致有如下幾個方面：
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1.優(yōu)異的擋水性能：無論多大的暴雨，在靜止和行駛的狀態(tài)下，絕不能漏雨。
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2.優(yōu)異的氣密性：無論刮多大風(fēng)，車內(nèi)沒有感覺。
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3.良好的保溫隔熱性能：在沒有使用空調(diào)的情況下，仍能使車內(nèi)保持一定的溫度。
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4.符合人體工學(xué)的車內(nèi)空間尺度：雖然車內(nèi)空間很小，但并不會產(chǎn)生幽閉感。
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5.符合人體工學(xué)的車內(nèi)家具：座椅可以保證長時間坐著不會難受。
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6.運行良好的空調(diào)系統(tǒng)：保證車內(nèi)恒定的舒適溫度。
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7.先進的智能終端系統(tǒng)：例如自動駕駛功能、防撞功能、保障車內(nèi)的空氣、溫度、聲、光環(huán)境等始終處于舒適狀態(tài)的功能。
按理說，一個售價每平米動輒幾萬甚至十幾萬的普通住宅，最起碼應(yīng)該具備汽車同樣的品質(zhì)，還要加上高品質(zhì)建筑的所有要求。但實際情況是，普通住宅的品質(zhì)遠遠達不到普通轎車的品質(zhì)。其實，上述對住宅的造價估算已經(jīng)非常高了，在全國大部分地區(qū)甚至連一半的造價都達不到。住宅的成本遠遠低于汽車的成本，我們還無法做到“像造汽車一樣的造房子”。目前，建筑成本始終受限于建筑定額。目前執(zhí)行的建筑定額制初定于1955年，是符合當(dāng)時的計劃經(jīng)濟體制的管理辦法。這以后預(yù)算定額的編制和管理工作下放到各省、市、自治區(qū)，例如北京市于1996年制定了96概算定額，時隔八年后制定了04概算，時隔十二年后又制定了16定額。但定額的調(diào)整永遠趕不上市場價的變化。根據(jù)標(biāo)定司2022年2月15日發(fā)布的人工工日單價為：最低價127和最高價143（不含五險一金），通常情況下一個工人可以做到2~3熱定額工日，即可以掙到最低254元至429元。但工地的現(xiàn)實情況是，泥瓦工兩夫妻每天要1500元。這個差價用什么方法找回來？所有人都認為定額偏低，但是又不得不按照定額進行招投標(biāo)、概算、預(yù)算和結(jié)算。在定額已經(jīng)偏低的情況下，又被各種程序漏洞和管理問題消耗了微薄的利潤。沒有足夠的利潤，就不可能生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品。更不可能投入資金進行技術(shù)研發(fā)，技術(shù)進步就無從產(chǎn)生。整個行業(yè)就這樣陷在一個惡性循環(huán)的怪圈里。這就是為什么建筑行業(yè)的工業(yè)化水平在整個國民經(jīng)濟的所有行業(yè)中，始終處于最低水平。只有大幅提高利潤，才能實現(xiàn)整個行業(yè)的良性發(fā)展。今年的兩會有代表提出要提高設(shè)計費，我認為問題的關(guān)鍵不僅僅是提高設(shè)計行業(yè)的收費標(biāo)準(zhǔn)，而是應(yīng)該提高整個建筑行業(yè)的收費標(biāo)準(zhǔn)。
從全生命周期角度，看一棟建筑的成本構(gòu)成為：
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1.直接成本：建安成本。
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2.間接成本：時間成本、資金成本、維護成本。
如前所述，直接成本應(yīng)該大幅增加，輔以建筑工業(yè)化的技術(shù)手段，反而可以降低間接成本。一方面，工業(yè)化的高效率，可以節(jié)省大量的時間成本。節(jié)省了時間成本，資金成本也就相應(yīng)節(jié)省了。另一方面，工業(yè)化帶來的高品質(zhì)大規(guī)模生產(chǎn)，又會大大提升整體建筑的品質(zhì)，從而減少維護成本。因此，提高建安造價，并不簡單地等同于提高成本。成本一定要與品質(zhì)相對應(yīng)，成本一定要與建筑的全生命周期各階段的能耗相關(guān)聯(lián)。
提高行業(yè)的利潤率可以帶來如下好處：
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1.產(chǎn)品品質(zhì)極大提高，產(chǎn)品壽命延長，維修費用降低。有效地實現(xiàn)了節(jié)能減碳。
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2.企業(yè)有足夠的利潤可以培養(yǎng)自己的產(chǎn)業(yè)工人，產(chǎn)品品質(zhì)進一步提高，企業(yè)的經(jīng)營進入良性循環(huán)，行業(yè)從業(yè)人員收入普遍提升，又將帶動相關(guān)行業(yè)的投資和消費。
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3.整體國民經(jīng)濟的發(fā)展進入良性循環(huán)。
目前中國一二線城市的房價已經(jīng)與國外發(fā)達國家的房價不相上下了，有些地方甚至超過發(fā)達國家的房價，但是中國的建安造價卻相對低很多。例如香港的公屋，其地上部分的建安造價約為18000元/平方米。再比如日本的一戶建，建安造價也在10000元-20000元/平方米之間。日本的建安造價組成中，材料費跟中國不相上下，但是人工費占的比重較大。人工費占比較大意味著從業(yè)人員收入很高，收入高其消費能力就高，整個經(jīng)濟就是一個良性循環(huán)。我認為中國今后應(yīng)該大幅提高人工成本，讓設(shè)計師、技術(shù)工人等從業(yè)人員進入高收入的行列，讓建筑行業(yè)實現(xiàn)良性循環(huán)。
四系統(tǒng)性思維
早在2000多年前，亞里士多德概括了系統(tǒng)學(xué)的精髓在于“整體大于部分之和”。一棟房子是由鋼筋水泥形成的地面、墻體、屋頂圍合而成若干功能空間組成的，在這里，所謂“整體大于部分之和”包含了如下含義：
- 1. 這是由鋼筋水泥形成的可以滿足使用功能的空間，而不是一堆建筑材料的簡單堆砌。它產(chǎn)生了一個新的功能：供人們居住使用，這在系統(tǒng)學(xué)上稱為“涌現(xiàn)”。
- 2.這棟房子結(jié)構(gòu)是安全的。
- 3.這棟房子應(yīng)該能夠遮風(fēng)避雨，可以保溫隔熱。
無論是用傳統(tǒng)的建造模式還是用工業(yè)化的建造模式，一棟房子的建造都 必須實現(xiàn)“系統(tǒng)性集成”，否則就不可能實現(xiàn)整體大于部分之和的目的，也就不能稱之為房子。把一棟建筑當(dāng)作一個完整的產(chǎn)品來看待，是系統(tǒng)性思維在建筑行業(yè)的具體表現(xiàn)。工業(yè)化的建造模式是又快又好地建造高品質(zhì)的房子，這種模式就需要把房子分解成若干模塊，在工廠加工后運至施工現(xiàn)場進行組裝。模塊應(yīng)該如何分解？是按照功能空間模塊來分解還是按照專業(yè)來分解？模塊化設(shè)計方法是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的組織架構(gòu)。
五模塊化
模塊化是建立工業(yè)化體系最有效的技術(shù)手段（《設(shè)計規(guī)則－模塊化的力量》卡麗斯•鮑德溫、金•克拉克著）。
1. 模塊的定義：
模塊是一個單元，其單元內(nèi)部的結(jié)構(gòu)要素緊密地聯(lián)系在一起，而與其它單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素的聯(lián)系相對較弱。復(fù)雜系統(tǒng)的管理可以通過將系統(tǒng)分割成子系統(tǒng)，然后分別處理來實現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)要素的復(fù)雜性超過了特定限制，可以將這種復(fù)雜性分離抽象出來，作為獨立的具有簡單界面的一部分。
2.模塊的分類：
模塊并不能簡單地等同于一個物理意義上的三維體塊，它可以是任意形狀的，甚至可以是無形的。比如WIFI系統(tǒng)就可能是由一個發(fā)射臺加上電磁波組成的，亦或是由一組網(wǎng)線加上路由器再加上電磁波組成的。因而WIFI系統(tǒng)就是由有形組件和無形的電磁波共同組成的。模塊的分類大致如下：
1）系統(tǒng)性模塊：也可以理解為按照專業(yè)來分。
- i.建筑模塊：外維護墻體系統(tǒng)、內(nèi)隔墻系統(tǒng)等。
- ii.結(jié)構(gòu)模塊：框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、剪力墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等。
- iii.設(shè)備模塊：空調(diào)系統(tǒng)、強弱電系統(tǒng)（例如供電系統(tǒng)、WIFI系統(tǒng)等）、給排水系統(tǒng)等。
- iv.裝修模塊：墻、頂、地、廚房、衛(wèi)生間等。
- v.家具模塊：桌椅、床、收納系統(tǒng)等。
2）空間模塊：
- i.零維模塊：固定裝置，如螺絲、螺母等。
- ii.一維模塊：梁柱等桿件。
- iii.二維模塊：整體樓蓋、墻體、屋頂?shù)取?/strong>
- iv.三維模塊：箱式建筑等。
模塊的分類體現(xiàn)了模塊化體系的多樣性，不同的模塊化體系適用于不同的建設(shè)項目。例如在城市更新的項目中，當(dāng)施工場地和運輸?shù)缆藩M小時，采用桿件模塊化系統(tǒng)就是最好的選擇。箱式模塊工業(yè)化水平最高，但還要綜合考慮其運輸?shù)木嚯x、路況條件等因素。采用何種體系一定要站在建筑全生命周期的角度去綜合考量。
3.模塊化的定義：
將一個復(fù)雜系統(tǒng)按計劃分解為一系列相對簡單的、準(zhǔn)獨立的子系統(tǒng)（單元）的過程就是模塊化，這些子系統(tǒng)（單元）統(tǒng)稱為模塊。模塊化是一種特殊的設(shè)計結(jié)構(gòu)，其參數(shù)和任務(wù)結(jié)構(gòu)在模塊內(nèi)是相互依賴的，而在模塊之間是相互獨立的。
4.設(shè)計規(guī)則的定義：
每個模塊的分解及設(shè)計必須遵守某種共同的設(shè)計規(guī)則，以保證這些模塊能夠和諧地組合成一個完整的復(fù)雜的新系統(tǒng)，以實現(xiàn)“整體大于部分之和”的目的。這類共同的設(shè)計規(guī)則就是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計規(guī)則包含了如下內(nèi)容： 1）設(shè)計架構(gòu)：即系統(tǒng)的各部分模塊的特性，它們扮演什么角色。 2）界面：即描述不同模塊之間如何相互作用，包括它們之間如何匹配、連接、傳遞信息等。 3）集成協(xié)議及測試標(biāo)準(zhǔn)：即設(shè)計者安裝系統(tǒng)的方法，并決定系統(tǒng)如何運行、某一特定模塊是否符合設(shè)計規(guī)則。
5. 模塊化系統(tǒng)的優(yōu)點：
模塊通過組合和搭配，在某一特定條件下可以實現(xiàn)系統(tǒng)最高價值的 配置。系統(tǒng)設(shè)計者不必確切地知道模塊內(nèi)部是怎樣設(shè)計的，只需要大致地知道模塊會做什么，模塊是如何裝配的，以及什么樣的模塊才具備好的性能。
6. 模塊化設(shè)計的兩個功能：
1）模塊化設(shè)計創(chuàng)造了選擇權(quán)：
一旦設(shè)計規(guī)則以集中式的、自上而下的方式進行設(shè)定時，每個模塊只要遵守共同的設(shè)計規(guī)則，模塊內(nèi)部的設(shè)計就以分散化的方式相互獨立。這就使得每一個模塊能夠同時以多種方式而不是單一方式進行設(shè)計，然后從中選擇最好的設(shè)計構(gòu)成最終的產(chǎn)品系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的改進可以通過各個獨立模塊的改進或用更好的模塊替代，這種改進的方式產(chǎn)生了聯(lián)系松散且縱向分散的“模塊族群”，這些族群由統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)則（產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）聯(lián)系起來。
模塊化設(shè)計創(chuàng)造了選擇權(quán)，只要符合設(shè)計規(guī)則的產(chǎn)品都可以被系統(tǒng)接納。模塊化設(shè)計促進了市場競爭，使得行業(yè)可以形成良性發(fā)展的業(yè)態(tài)。
2）模塊化設(shè)計可以演進：
通過分割，模塊可以被進一步細分；通過替代，它們可以得到改進；通過擴展，新的模塊可以被創(chuàng)造出來；通過排除，新的系統(tǒng)可以被試驗；通過歸納，多余的活動可以被合并為單一模塊；通過移植，系統(tǒng)可以借助共同的模塊聯(lián)系在一起。通過模塊的上述行為，就可以設(shè)計和實施新的產(chǎn)品系統(tǒng)，模塊化設(shè)計使得產(chǎn)品不斷地產(chǎn)生迭代。
7.模塊化的作用：
1）模塊化提高了復(fù)雜性的“可控”范圍。通過限制模塊之間交互作用的范圍，模塊化可以減少設(shè)計或生產(chǎn)過程中發(fā)生循環(huán)的次數(shù)，縮小發(fā)生循環(huán)的范圍，從而縮短設(shè)計和生產(chǎn)的時間。
2）模塊化使大型項目的不同部分可以同時進行設(shè)計。模塊化任務(wù)結(jié)構(gòu)中的獨立模塊可以同時進行設(shè)計，這就是并行工程。并行工程所節(jié)省下來的時間和上述循環(huán)中節(jié)約的時間加在一起，將節(jié)約非?？捎^的時間成本。
3）模塊化可以包容不確定性。模塊化設(shè)計的一個獨特特點是它將設(shè)計參數(shù)分為可見參數(shù)和隱藏參數(shù)兩類。隱藏參數(shù)對其它模塊來說是獨立的，隱藏參數(shù)可以改變。如果后來出現(xiàn)新知識，從而使模塊的設(shè)計獲得更好的解決方案，就可以直接將新方案納入，而不用改變系統(tǒng)的其它部分。
8.模塊化與工業(yè)化：
通過工業(yè)化的手段，模塊化可以獲取生產(chǎn)的規(guī)模和范圍優(yōu)勢。同種類型的模塊化可以支持“大規(guī)模定制”，從而能夠以大規(guī)模生產(chǎn)的成本來實現(xiàn)更高水平的多樣化。因此，建筑行業(yè)可以通過模塊化的分解建立建筑工業(yè)化技術(shù)體系和管理體系，同時，通過模塊化的組合實現(xiàn)建造過程的工業(yè)化。
六建筑工業(yè)化的主要特征
1.標(biāo)準(zhǔn)化：
建筑的標(biāo)準(zhǔn)化不能簡單地等同于樓棟的標(biāo)準(zhǔn)化。以集合住宅項目為例，由于每個建設(shè)用地的條件不同，例如地塊形狀、規(guī)劃條件（容積率、建筑密度、綠地率、日照、限高等）不同、設(shè)計水平不同、公攤面積不同等，同樣建筑面積的戶型就會產(chǎn)生不同的使用面積，其長寬尺寸也不盡相同。其套內(nèi)戶型都無法標(biāo)準(zhǔn)化，因此戶型和樓棟的標(biāo)準(zhǔn)化是不成立的。建筑是一個復(fù)雜系統(tǒng)，所謂的建筑標(biāo)準(zhǔn)化，是采用模塊化的方式將建筑分解成多層級、相對簡單的子系統(tǒng)，從而形成一系列標(biāo)準(zhǔn)化的模塊族群，或者叫標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品族群。建筑的建造過程則是在一系列的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品族群中，選擇適合的產(chǎn)品組合成一個多樣化的系統(tǒng)。這樣，才能形成產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，才可以在提高品質(zhì)、提高效率的基礎(chǔ)上，降低生產(chǎn)成本。標(biāo)準(zhǔn)化的終極表現(xiàn)形式就是產(chǎn)品化。
2.規(guī)?；?/strong>
一般情況下，異形部品的成本肯定是高的。但如果生產(chǎn)批量足夠大，其生產(chǎn)成本仍然可以大大降低，也仍然可以視其為標(biāo)準(zhǔn)化的部品。但是，在后續(xù)的運輸和安裝過程中，如果需要采用專用的運輸和安裝工具以及特殊的工藝流程時，整體建造成本又將升高。所以，僅僅做到生產(chǎn)過程的規(guī)?；圆皇峭暾墓I(yè)化。
需要注意的是，規(guī)?；侵复笈可a(chǎn)，但并不等同于單一企業(yè)規(guī)模的大型化，而是實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)?；?。因此要克服對大企業(yè)的盲目崇拜，通過更分散、更有效的模塊化設(shè)計規(guī)則，以鼓勵全社會共同參與競爭的方式整合來自底層的創(chuàng)新和競爭。
3.社會化：
產(chǎn)業(yè)標(biāo)注的制定使得行業(yè)可以采用分散加工、集中裝配的方式，從而實現(xiàn)跨行業(yè)整合產(chǎn)業(yè)鏈。這里著重強調(diào)的是鼓勵全社會共同參與競爭，由此帶來的效果，一是能夠產(chǎn)生新的業(yè)態(tài)和產(chǎn)品，二是鼓勵中小企業(yè)參與競爭。新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生是因為建筑行業(yè)幾乎和所有行業(yè)都會產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生隨時在發(fā)生。例如，制造業(yè)和建筑業(yè)的整合產(chǎn)生了部品生產(chǎn)，信息行業(yè)與建筑業(yè)的整合產(chǎn)生了數(shù)字化設(shè)計和建造等等。無論是新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生和中小企業(yè)的參與，都可以使行業(yè)產(chǎn)生新的經(jīng)濟增長點。
4.規(guī)范化：
在建筑全生命周期中，建立從設(shè)計、生產(chǎn)、安裝直至運維全流程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這樣，一方面使得技術(shù)的傳授可以采用現(xiàn)代化的教育方式進行，擺脫傳統(tǒng)的師傅帶徒弟的方式。另一方面也使得全流程的管理難度降低。因此，規(guī)范化中也包含了簡化。
5.專業(yè)化：
把每個模塊的品質(zhì)做到極致，就是專業(yè)化的體現(xiàn)。瑞士的鐘表業(yè)就是典型的模塊化基礎(chǔ)上的專業(yè)化，有的家族幾代人只做機芯。把一件事情做到極致的過程，也是技術(shù)不斷演進的過程，技術(shù)的演進和產(chǎn)品品質(zhì)的不斷提升就是專業(yè)化。專業(yè)化并不等同于高科技，要避免盲目追求炫酷的高科技，因為即便每個模塊都采用了高科技，也不代表整個系統(tǒng)的品質(zhì)就可以順理成章地達到極致了。高科技產(chǎn)品模塊如果采用了低級的集成技術(shù)，同樣無法實現(xiàn)高品質(zhì)的系統(tǒng)。相反，低科技但是高品質(zhì)的產(chǎn)品模塊如果采用了高級的集成技術(shù)，同樣可以組成高品質(zhì)的系統(tǒng)。采用哪種方式，取決于項目對產(chǎn)品的品質(zhì)和成本要求。
6.可制造性和可裝配性：
DFMA是英文Design For Manufacturing& Assembling的縮寫，意為“基于制造和安裝的設(shè)計”，即在設(shè)計的時候應(yīng)考慮制造和安裝的可能性和成本。這是目前裝配式建筑中普遍存在的問題，在設(shè)計方案時不考慮如何造和組裝，而是施工圖完成后再找專業(yè)的拆圖機構(gòu)拆成部件加工圖。由此造成了生產(chǎn)的非標(biāo)準(zhǔn)化、運輸和裝配復(fù)雜化，使管理難度提升，建造成本提高。
7.可控性和可測試性：
這是產(chǎn)品化的重要標(biāo)志，即產(chǎn)品在生產(chǎn)和裝配的每一個階段，其品質(zhì)都是可控和可測試的，這樣才能保證最終產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，如何用工業(yè)產(chǎn)品的檢測方法，控制建筑部品在生產(chǎn)和裝配的各階段的品質(zhì)，是建筑工業(yè)化亟待解決的難題。
七關(guān)于BIM
BIM是英文Building InformationModeling的縮寫，其中Modeling是“模擬和建模”的意思，因此BIM的含義應(yīng)該是建筑的模擬和建模的過程。但是國內(nèi)卻翻譯成“建筑信息模型”，僅強調(diào)了模型，而失去了模擬和建模的意思（引自《給建筑師的人工智能導(dǎo)讀》何宛余著）。正是“失之毫厘、謬之千里”！BIM應(yīng)該翻譯成“建筑信息化模擬”才對！BIM的作用不是二維設(shè)計做完后建一個三維的模型糊弄完事，而是在項目初期就組織全產(chǎn)業(yè)鏈以并行的方式，一體化地共同參與設(shè)計。BIM是并行工程的三維工作平臺和工具，以BIM為工具，采用并行工程的工作模式，是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的有效途徑。
八并行工程
1.現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)CIMS：
ContemporaryIntegratedManufacturingSystems是信息時代提高企業(yè)競爭力的綜合性高技術(shù)。它將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期（從市場分析到最終報廢處理）的各個階段。通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、資金流的集成和優(yōu)化運行，達到人（組織、管理）、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成，以縮短企業(yè)新產(chǎn)品（Ｐ）開發(fā)的時間（Ｔ）、提高產(chǎn)品質(zhì)量（Q）、降低成本（C）、改善服務(wù)（S）、節(jié)能環(huán)保（E），從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭能力（《并行工程的理論與實踐》熊光楞著）。CIMS的現(xiàn)代化特征是數(shù)字化、信息化、虛擬化、集成化和綠色化，CIMS技術(shù)體系是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要手段。
2.串行工作模式：
這是一種傳統(tǒng)的項目開發(fā)模式，即按照設(shè)計、制造、安裝、運維的固定順序完成項目建設(shè)的工作模式。這是一種“拋過墻”式的產(chǎn)品開發(fā)方式。項目成員按要求完成本職工作后將成果拋向下游，出現(xiàn)問題后則拋回上游。
串行工作模式的問題：
- 1）由于設(shè)計周期占整個項目周期的比重較小，因此設(shè)計時間較短，考慮不周。
- 2）設(shè)計過程是一個剛性序列，靈活度不高。
- 3）部門之間缺乏交流，設(shè)計問題只有到了生產(chǎn)和裝配階段才被發(fā)現(xiàn)，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，不得不返工重新修改設(shè)計，造成資金浪費和時間延誤。
- 4）設(shè)計時不考慮可制造性和可裝配性。
- 5）設(shè)計時不考慮可控性和可測試性。
- 6）設(shè)計師不知道成本信息，因此不能把成本作為設(shè)計目標(biāo)之一。
- 7）設(shè)計數(shù)據(jù)零散分布于建造過程，數(shù)據(jù)無法保持一直，無法變成后續(xù)項目的經(jīng)驗積累。
3.并行工程（CE）的定義：
ConcurrentEngineering是現(xiàn)代集成制造技術(shù)中的一種。它是針對企業(yè)中存在的傳統(tǒng)串行產(chǎn)品開發(fā)方式的一種根本性的改進，是一種新的設(shè)計哲理與產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括生產(chǎn)過程和支持過程）進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化的工作模式。這種工作模式力圖使開發(fā)者從項目初始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度和用戶需求。
4.并行工程對項目的影響：
1）周期（T）：設(shè)計及相關(guān)過程并行，使項目開發(fā)周期縮短４０－６０％。2）質(zhì)量（Q）：設(shè)計質(zhì)量改進，使項目建設(shè)減少變更５０％以上。3）成本（C）：多專業(yè)小組一體化設(shè)計，使成本降低１０%以上。
5.并行工程的四個關(guān)鍵要素：
1）產(chǎn)品開發(fā)隊伍重構(gòu)：將傳統(tǒng)的部門制或?qū)I(yè)組變成以產(chǎn)品為主線的多功能集成產(chǎn)品開發(fā)團隊（IPT：IntegratedProductTeam）。
2）過程重構(gòu)：從傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)流程轉(zhuǎn)變成集成的、并行的產(chǎn)品開發(fā)過程。并行過程不僅是活動的并發(fā)，以及各專業(yè)的協(xié)同，更重要的是使信息流動與共享更有效率。
3）產(chǎn)品的數(shù)字化：
- i.產(chǎn)品模型的數(shù)字化。
- ii.產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)管理。
- iii.數(shù)字化工具的應(yīng)用：如CAD、CAM、DFMA、DFC等。
4）協(xié)同工作環(huán)境：用于支持IPT協(xié)同工作的網(wǎng)絡(luò)與計算機平臺。
6.并行工程與建筑工業(yè)化：
1）目前建筑行業(yè)普遍采用的是傳統(tǒng)的串行工作模式，設(shè)計師對設(shè)計成果的最終體現(xiàn)是無法掌控的。因為設(shè)計方案更偏重于“概念”和“構(gòu)想”，具體怎么實施往往要依賴于技術(shù)工人的手藝和道德水平。而并行工程可以通過系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的部品選型，組合成一個建筑，使得設(shè)計過程和建造過程實現(xiàn)可控。
2）并行工程與BIM的結(jié)合可以真正實現(xiàn)數(shù)字化建造。
2020年，深圳市在兩個隔離酒店項目上采用了IPMT＋監(jiān)理＋EPC的模式，就是并行工程與建筑工業(yè)化的完美結(jié)合，實現(xiàn)了政府工程建設(shè)項目全流程的一體化管理和高效建設(shè)。
九新型建筑工業(yè)化
新型建筑工業(yè)化就是在建筑工業(yè)化的基礎(chǔ)上，以模塊化、并行工程的方式。對建筑行業(yè)進行數(shù)字化重構(gòu)的過程。數(shù)字化重構(gòu)將對建筑行業(yè)產(chǎn)生革命性的影響：
1.伴隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化實現(xiàn)了實體建造與虛擬建造融合，推動建造方式從傳統(tǒng)的“試錯法”到基于數(shù)字仿真的“模擬擇優(yōu)法”轉(zhuǎn)變，構(gòu)建了建筑工業(yè)化快速迭代、持續(xù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動的新生產(chǎn)方式。借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)字化重構(gòu)可以用模塊化的方法搭建建筑工業(yè)化產(chǎn)品族庫，使得建設(shè)項目從傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計——現(xiàn)場施工模式，轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化模塊的選擇和組合模式，可以實現(xiàn)建筑行業(yè)的產(chǎn)品化轉(zhuǎn)型。產(chǎn)品化才是標(biāo)準(zhǔn)化的終極表現(xiàn)形式。
2.伴隨著CAD、CAM、CAPP等新研發(fā)工具的大規(guī)模使用，通過建立高度集成的數(shù)字化模型及研發(fā)工藝仿真體系，將傳統(tǒng)串行的、碎片化的項目建設(shè)過程在時間和空間上交叉、重組和優(yōu)化，將原本在產(chǎn)品生命周期下游的制造、安裝和運維的技術(shù)工作提前到上游進行，有效整合跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨企業(yè)的技術(shù)資源，數(shù)字化重構(gòu)推動了項目建設(shè)過程從串行向并行演進，實現(xiàn)了從碎片化向全過程、全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期的行業(yè)重構(gòu)。
3.與其它行業(yè)相比，建筑行業(yè)的建造者與最終用戶之間的聯(lián)系是最弱的，最終用戶往往對建筑產(chǎn)品的設(shè)計沒有任何發(fā)表意見的機會。但數(shù)字孿生技術(shù)可以實現(xiàn)建造者與最終用戶在虛擬空間的共同設(shè)計，使生產(chǎn)者和消費者合二為一，從而產(chǎn)生了一個新的身份：產(chǎn)消者（Prosumer）。例如，如果居住建筑采用了SI框架體系，就可以讓住戶用VR的方式實現(xiàn)自己設(shè)計室內(nèi)布局，而設(shè)計師則可以幫助住戶在標(biāo)準(zhǔn)化的室內(nèi)產(chǎn)品族庫中選擇適合的產(chǎn)品，從而達到“標(biāo)準(zhǔn)化輸入和多樣化輸出”的效果。而這個過程可以在住戶的全生命周期中不斷的循環(huán)，室內(nèi)布局可以很方便的變化以適應(yīng)住戶家庭人口結(jié)構(gòu)和生活方式的變化，從而實現(xiàn)“不換房的人生”。
4.數(shù)字化與區(qū)塊鏈的結(jié)合，將會形成一個開放的共享平臺，從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、共享制造等新模式，數(shù)字化重構(gòu)推動生產(chǎn)地點從集中化走向分散化，跨地域、跨行業(yè)、跨企業(yè)的協(xié)同成為常態(tài)，從而實現(xiàn)建造的社會化，形成更為公平的、充分的市場競爭環(huán)境。
5.最終，數(shù)字化重構(gòu)的目標(biāo)是資源優(yōu)化。通過資源優(yōu)化以實現(xiàn)建筑產(chǎn)品更好的質(zhì)量、更高的效率、更合理的成本。
深圳市建筑產(chǎn)業(yè)化協(xié) 會公眾平臺