什么是「智能建造」？
什么是「智能建造」？智能建造（Intelligent Construction, IC）集成了人工智能（Artificial Intelligence, AI）、物联网（Internet of Things, IoT）等新一代信息技术，被视为推动建筑业（Architecture, Engineering, Construction Industry, AEC Industry）转型升级的新途径。由于智能建造融合了多个学科，其相关文献数量非常庞大且分散发表于不同期刊中。因此，为了全面了解智能建造的研究现状，把握未来发展机遇，同时为发展中国家和发达国家提供发展建议，本文通过VOSviewer和Gephi对21世纪以来智能建造领域的相关文献进行了系统综述与对比分析。
首先，本文选择Web of Science（WOS）数据库并通过检索过滤得到2788篇相关文献；其次，对有关文献进行了整体共被引（co-citation）分析以及作者合作（co-authorship）分析；同时，为了进一步分析发展中国家与发达国家间的差异，研究选择中国作为发展中国家的代表，通过关键词共现（co-occurrence）分析对比了与发达国家的异同，并定性讨论了二者在领域知识学习，数据感知、融合及决策支持，以及具身人工智能（embodied AI）等智能建造相关方向的差异。最后，研究总结了智能建造未来研究的4个潜在方向：（1）数据感知、融合与决策（即数字孪生），（2）领域知识学习与利用，（3）领域大模型构建与应用，（4）具身人工智能。
希望本文研究能为不同发展水平国家建筑业智能建造的研究、发展提供了有益的参考和支持。
建筑业虽然是经济发展的支柱行业，但其在全球都面临着信息化、自动化水平低、安全风险高、劳动力短缺等挑战。近年来人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术与建筑业的融合有效地提高了建筑设计、施工和运维等阶段的效率。在这样的背景下，智能建造应运而生。
作为一个新兴的跨学科研究方向，许多研究人员对智能建造的研究往往基于自己以往的研究方向，这导致了智能建造领域的文献相当零散，对智能建造概念的定义也仍在发展，并未完全形成统一认识。
近年来，智能建造领域相关研究及探索蓬勃发展，在BIM、建筑/施工机器人、数据融合、知识抽取、三维重建等诸多子领域开展了大量探索，亟待通过综述对有关研究进行分析和总结。同时，考虑不同国家发展水平的差异，智能建造相关研究实践的方向、路径也存在不同，但尚未见到有关讨论。
因此，本研究针对上述问题，通过检索到的文献分析了智能建造领域影响力较大的期刊、作者和国家。随后，以中国为发展中国家代表进行了不同发展层次国家研究热点的对比分析。最后提出了未来的研究方向以供建筑行业有关学者与专家参考。
对中国文献分别进行关键词贡献分析得到的结果如图6所示。如前文所述，由于智能建造领域的文献相当零散，VOSviewer划分的聚类并不完全合理。因此，本文将VOSviewer的聚类进一步归并为了“信息集成与数字孪生”以及“建设项目全生命周期中的智能算法”两个聚类。他们的主要研究内容如下：
（1）信息集成与数字孪生：以BIM为载体，整合GIS、规范条文、物联网等多源数据。同时结合区块链技术，解决信息不平衡问题。
（2）建设项目全生命期中的智能算法：包括设计阶段基于GAN的生成式智能设计、基于自然语言处理（Natural Language Processing, NLP）的自动规则审查；施工阶段的目标检测与基于数据挖掘与预测的风险预警；运维阶段的结构损伤检测、基于计算机视觉（Computer Vision, CV）的缺陷检测等算法。
（2）建筑工业化与建筑机器人：目前的研究旨在通过脑机接口、人机协作等研究解决建筑业风险高、自动化程度低、劳动力短缺等问题。
（3）三维重建：主要研究如何通过激光扫描、点云、神经网络等技术，实现已建结构和在建结构的快速重构。
（4）信息集成：大部分文献以BIM为载体进行物联网、GIS与规范条文的集成，与中国相关研究不同的是，发达国家的部分研究实现了两个以上数据源的融合以及多数据源的分析与决策。
（5）结构运维：基于传感器的结构健康监测系统已经有了显著的成果。目前学者们正在寻找成本更低更便捷的检测方案，比如通过智能手机进行信号的发射与接收从而实现结构的监测。
从研究基础角度来看，发达国家在智能建造领域起步早于中国，这也是高被引作者多来自发达国家（美国、以色列、韩国和丹麦）的原因之一。
为了进一步发掘智能建造在时间上的发展趋势，本文通过VOSviewer中的时间线叠加网络（timeline-overlayed network）对二者进行了分析，其结果如图8，9所示。
从图中可以看出，发达国家的智能建造研究经历了“建设项目信息化管理与集成”、“结构运维”、“信息化与智能化”等阶段，目前正在探索物联网、区块链等多数据源融合与决策。中国学者对智能建造的研究则同时受到国内需求与发达国家学者研究的影响，研究方向更加多元。
。此外，发达国家对信息感知、融合和决策以及机器人等具身智能的研究更加深入。
BIM可以和物联网、物理引擎等技术结合来建立数字孪生模型。这类模型可以集成建设项目的各种信息，例如结构的几何属性、材料以及实时状态等，进而促进建设项目设计、施工到运维等全生命周期的协同设计和综合管理。
（2）提高领域知识学习和利用能力。建设项目中存在大量非结构化数据，尤其是文本数据。现有的非结构化文本处理方法准确率较低，且往往针对某一类文本。未来可以从
及其API，探索领域知识引入及大模型微调技术，面向建筑业构建专属大模型并开展应用。（4）发展具身智能相关研究。以机器人、AI助手为代表的具身智能将数据获取、融合分析、规划决策及任务执行融为一体，为独立或与工人协作执行复杂建造任务带来了更多可能，将受到更多学者关注。
智能建造是以建造过程中所使用的材料、机械、设备的智能为前提，在建造的设计与仿真、构件加工生产、安装、测控、结构和人员的安全监测、建造环境感知中采用信息技术与先进建造技术的建造方式。智能建造包括以下多方面的技术和管理体系：
借助BIM技术，可以对复杂的构件进行三维建模，在此基础上，对其受力特征、建造全过程、与周边环境的关系进行仿真模拟。
工厂预制加工技术(Prefabrication & 3D Print)。根据数字化的几何信息，借助先进的数控设备或者3D打印技术，对构件进行自动加工并成形。预制加工技术的应用同时促进了模块化生产和现场装配。
机械化安装技术(Mechanization & Robot)。采用计算机控制的机械设备或机器人，根据指定的建造过程，在现场对构件进行高精度的安装。
精密测控技术(Precision Measurement & Control)。利用GPS，三维激光扫描仪等先进的测量仪器，对建造空间进行快速放样定位和实时监测。
结构安全、健康监测技术(Structural Safety & Health Monitoring)。利用先进的传感技术、数据采集技术，系统识别和损伤定位技术，分析结构的安全性、强度、整体性和可靠性，对破坏造成的影响进行预测以尽早修复，或利用智能材料自动修复损伤破坏。
建造环境感知技术(Construction Environment Perception)。对建造周边环境进行分析识别、确定位置、匹配感知、实时预测与预警的技术。
人员安全与健康监测技术(Personnel Safety & Health Monitoring)。对施工人员的生理指标进行监测，对其施工行为进行警示指导，保证其安全健康的技术。
信息化管理技术（Information Management）。智能建造除了以上技术体系外，还包括以BIM为平台、以建造领域知识本体为基础，构建规则、利用推理方法的智能信息化管理体系，主要由项目信息管理平台、多方协同工作网络平台、4D施工管理系统以及现场信息采集与传输系统组成，对建造过程中涉及的多方、动态的信息进行智能管理。
就像楼上有人提到的建筑行业工业化、智能化水平低，现在中国建筑业的风生水起有很大一部分原因就是仍然在吃着人口红利。要想真正实现智能建造，中国仍然还有很长的路要走。智能建造从概念设计到建造完成中间环节众多，数字化设计、数字化建造需要借助物联网、大数据、BIM等先进的信息技术，实现建筑全产业链数据集成，为建筑周期提供支持。
固建机器人根据建筑行业全生命周期，提供适合中国国情的机器人建造解决方案。从工厂端到工地端，提高建造过程的智能化水平，减少对人的依赖，达到安全建造的目的，提高建筑的性价比和可靠性。
固建机器人通过自主研发的机器人控制系统，搭配简单易用的图形化操作界面，可以实时控制各种特种建筑机器人进行操作。图形化界面易于上手，并且支持外部轴与工具套装，可自定义机器人+外部轴+工具+移动平台，更值得一提的是支持3D打印和建材加工。>
固建机器人通过这两项核心技术不断推动建筑数字化、透明化、智能化。1、通过工业大数据优化生产工艺和流程，提高生产效率。
钢结构作为建筑行业不可或缺的一环，能够实现智能制造，能满足更高精度和更高标准的要求。钢结构智能生产线作为固建机器人基于BIM和机器人技术研发且具有46项自主知识产权的智能生产线米,可实现从钢板到钢结构件的全数字化生产。
为了保证塔吊片式标准节的垂直程度和钢度，对标准节各个部分的尺寸要求比较高。于是固建机器人在生产塔吊片式标准节的时候，批量使用建筑焊接机器人对其进行焊接处理，使用专用的反变形技术，防止焊接变形，提高产量和质量，减轻劳动强度，能起到非常好的经济效益和社会效益。>
智能建造是在当前建筑行业劳动力短缺、人力资源成本提高的情况下，被迫进行的转型升级，说白了就是想实现最终的无人化或者少人化建造目标。建造的精度低是多重因素影响的结果，也对自然地一种适应的结果，没必要跟工业的精度相比较。地基是天然的，没有人能准确详细高精度的描述，基础坐落在地基上，上部结构又安放在结构上，风荷载、地震荷载、活荷载、温度荷载等等不同的荷载影响，导致建筑结构的精度不需要那么高。建筑的最终功能是让人舒适安全健康的生活在其中。智能建造更关注前端，设计和施工过程中要做到可控，就是要有一个能够对建筑整体的三维模型信息管理平台，包括尺寸、材料、力学、热工等等各种信息的集成、运算和分析，在前端就做好模拟，模拟施工过程的人机料法环的安排和布置，减少施工过程中的浪费和返工，同时尽量采用施工机器人来施工，减少现场的人工作业强度，要是能实现无人化的施工那是最好了，但是这个成本太高，不同的工序之间的协作过于复杂，目前的阶段还不能做到全部无人化，现场的作业场地业有限。智能建造是想将计算机技术、人工智能、大数据技术、物联网、互联网、VR等等技术借鉴进来，改进现有的建造模式和技术手段，克服建筑业面临的劳动力短缺、资源浪费、破坏环境等等问题，最终来实现建造过程的成本最优、环境友好、安全高效等目的。智能建造应该是多学科的交叉融合，同济大学开设这样一个智能建造新专业显示了学校对行业发展的敏锐度，但是如何能够发挥学校多学科的优势，怎么集合这么多优势学科培养智能建造方面的人才是一个挑战，需要不断摸索。教育都要遵从规律，如何帮助学生建立多种思维模式，启发他们思考学科交叉，碰撞出火花很重要。很看好同济大学的智能建造专业！