原文發表于《科技導報》2025年第 9 期 《智能建造數字化平臺相關技術研究進展 》

智能建造數字化平臺作為建筑行業數字化轉型的關鍵支撐，在建筑信息模型（BIM）、云計算和大數據等核心技術的驅動下實現了突破性發展。《科技導報》邀請相關領域專家從相關研究總體特征、相關研究現狀和平臺案例分析3個維度對2010—2023年的相關研究進行分析，提出存在問題，并對未來發展提出建議。

建筑行業在國民經濟中占據著重要的支柱地位，對中國經濟建設有著不可替代的作用。隨著中國經濟社會發展步入新常態，建筑行業所面臨的挑戰與機遇也日益突出。在轉型升級的道路上，智能建造成為推動建筑行業實現數字化轉型的重要推動力。

智能建造是運用現代信息技術、自動化技術和智能化系統來提升建筑和基礎設施建設過程中的效率、質量和可持續性的方法。目前已有研究人員針對智能建造及其相關技術進行研究。這些研究為工程領域推動智能建造，提供了寶貴的理論依據。然而，鮮有研究從智能建造數字化平臺的視角對智能建造的相關技術進行綜述。為此，我們以智能建造數字化平臺為出發點，全面分析與該領域相關的技術研究現狀，并從技術層面和已有平臺案例層面對研究成果進行深入剖析，分析目前存在的問題，并對未來發展進行了展望。

1 智能建造數字化平臺研究總體特征

為系統、全面地把握國內外對智能建造數字化平臺的研究現狀，分別在中國知網（CNKI）及Web of Science（WOS）中檢索有關智能建造數字化平臺的論文。2010—2023年關于智能建造數字化平臺相關文獻每年的發文數量如圖1所示，該圖可以直觀地表現出近年來對于智能建造數字化平臺的研究趨勢。

圖1 年度發文量趨勢

聚焦于智能建造數字化平臺的研究熱點，從圖2、圖3國內外關鍵詞共現圖中可以發現智能建造相關技術物聯網、區塊鏈、云計算、大數據、人工智能等是研究的熱點。這些技術的集成應用提高了建筑項目的效率和質量。此外，智能建造數字化平臺的數字管理也是研究熱點之一，通過上述相關技術實現項目全生命周期的數據融合與數字化管控。

圖 2 國內關鍵詞共現圖

圖 3 國際關鍵詞共現圖

2 智能建造數字化平臺相關技術研究現狀

基于上述結果，進一步對檢索到的相關文獻進行篩選，以獲取與平臺相關技術的文獻。經分析，發現智能建造數字化平臺中主要應用的相關技術包括BIM技術、云計算技術、物聯網技術、大數據技術、人工智能技術等。其中，對BIM技術、云計算技術和大數據技術的研究文獻較多，高達80%以上。

2.1 BIM技術在平臺中的應用

BIM是建設項目和設施的數字化表達，這一概念標志著建筑領域的革命性技術進步，可視為繼計算機輔助設計（CAD）技術之后的又一重大進展。它實現了傳統建筑行業的范式轉變，從簡單的圖形表達轉向更為綜合的數據模型，同時也從二維的表現方式過渡到了三維。目前，BIM技術在智能建造數字化平臺中的應用取得了巨大的進展，正在逐步改變著建筑行業的面貌。

例如，金季嵐提出了以BIM為紐帶，在構建相關標準體系的基礎上，搭建建設信息資產管理平臺（圖4），對建設項目全過程的信息進行采集、流轉、沉淀，通過建立BIM模型關聯機制，將模型與設計資料、內業資料、清單文件、施工進度等信息關聯，實現資產的可視化定位及動態、在線化管理。

圖4 融合BIM的建設信息資產管理平臺架構

包勝等開發了一款基于云技術的BIM協同設計平臺（圖5），該平臺引入了創新的核心理念，旨在將工程建設所需的大量設計資料和信息存儲在云端。

圖5 基于云技術的BIM協同設計平臺架構

由此可見，BIM技術作為數字化集成交付的重要基礎，通過數字化建模、全過程管理、智能化決策支持和信息化協同作業等特點，為實現建筑項目的數字化集成交付提供了必要的技術支持和手段。

2.2 云計算技術在平臺中的應用

云計算（cloud computing）是分布式計算的一種，指的是通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然后通過多個服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。基于云計算技術，可以使智能建造數字化平臺的數據處理計算能力大幅提升，從而提高現場管理的速度以及擴大管理的范圍。在當今智能建造的領域探索中，云計算技術的應用尤為突出，尤其在其與BIM技術的緊密結合上呈現出顯著的發展態勢。

Sacks等提出并闡述了一種新的BIM模式（圖6），稱為“CBIM”。該平臺利用BIM+云計算技術實現。CBIM的目的是促進設計之間的多方協作，使目前保持跨領域模型一致性所需的大部分輔助工作自動化。

總體而言，云計算技術為平臺的實現提供了強大的技術支持和基礎設施，包括數據存儲與共享、計算資源和處理能力、協同作業與遠程訪問、安全性和可靠性等方面，促進了建筑行業的數字化轉型和智能化發展。

圖6 “CBIM”平臺架構

2.3 大數據技術在平臺中的應用

大數據技術在智能建造數字化平臺中的應用可以極大地提高建筑行業的效率、安全性和可持續性。大數據分析可用于監測建筑工地的各種參數，如工人活動、設備性能、材料使用情況等。通過對這些數據的分析，可以預測潛在問題，及早采取措施，降低風險，提高工程進度；還可幫助智能建造數字化平臺優化資源分配，包括人力、設備和材料。通過實時監測和數據分析，確保資源最佳利用，減少浪費，提高效率；大數據技術有助于了解和管理能源使用情況，減少能源浪費，提高建筑能效，對可持續建筑和綠色建筑實踐至關重要。綜上所述，大數據技術為實現平臺的數字化集成交付提供了強大的數據處理、分析和應用能力，可以幫助建筑行業實現數字化轉型、智能化管理和優化建筑運營。

3 北京城市副中心智能建造數字化平臺案例分析

以北京城市副中心智能建造數字化平臺為例，這些技術在實際應用中展現了顯著的優勢，助力政府投資項目的數字化集成交付與管理。北京城市副中心智能建造數字化平臺是通過云計算、物聯網、BIM數據管理、大數據分析和區塊鏈等技術實現的產業級數字化平臺，以期達成政府投資項目的數字集成交付與管理。該平臺提供數據交換與共享、項目管理、協同設計、在線審批和仿真評審等功能，從而打造一個功能完備的數字化應用生態，促進技術、知識和經驗的跨項目流通共享，最終實現項目的高效執行和管理。

該平臺具有如下3項主要創新點。

1）提出適用于我國政府投資項目的數字集成交付模式。創新提出引入數字化技術的解決思路，通過與現有政策制度相配套的系統性改進，將傳統“鏈式”項目組織方式變為“環狀”集成交付，構建完整的、適用于我國政府。

2）研發產業級數字化平臺支撐數字集成交付。提出面向產業的數字化資源供給與配置邏輯，利用信息化技術手段，研究搭建數字集成交付產業級平臺，促進技術、知識和經驗跨項目流通共享，為政府投資項目中進一步應用提供支撐。該平臺的架構如圖7所示。

圖7 “智能建造數字化平臺”產業級架構

3）建設數字集成交付在政府投資項目中應用的示范項目。從審批提效、投資管控、決策支持、變更消除、進度優化、資源調度等方面，綜合分析實現成效，驗證該創新模式解決“三超”等問題的可行性，平臺數字化集成交付流程如圖8所示。

圖8 “數字化平臺”數字集成交付項目實踐流程

4 存在的問題

研究發現，現階段智能建造數字化平臺具有促進產業鏈數據融合、信息高效協同、保護數據資產安全、企業降本增效、催生新產業等優勢，但仍然存在缺陷需要繼續完善。

1）現階段智能建造數字化平臺相關應用局限于項目層面，受技術條件和個人能力影響較大，相關案例研究也多為點狀的“盆景”式應用，且研究多分散在不同建設環節，缺乏站在行業角度，通過產業化思維將技術要求進行規模整合的產業級智能建造數字化平臺。

2）智能建造數字化平臺研究和開發缺乏普遍接受的標準。不同的研究團隊和公司使用不同的技術和方法，標準化的缺乏意味著在不同平臺之間共享和集成數據變得復雜，限制了系統的可擴展性和可維護性。

3）智能建造涵蓋了多項重要技術，包括BIM、人工智能、云計算、大數據、區塊鏈、數字孿生等，然而，目前研究的重點主要集中在BIM、云計算和大數據方面，導致其他相關技術的研究相對較少，這在一定程度上限制了領域的全面發展，建筑全生命周期應用未能得到實現。

4）數據隱私也可能限制數據的共享和使用，智能建造數字化平臺處理大量敏感數據，包括建筑設計、計劃和施工數據。確保這些數據的安全性和隱私是一個重要挑戰。

5）BIM模型作為未來數字化集成交付的標的物，其本身也是一種數據資產。而大多數平臺缺少數據資產交易功能，進行數據資產交易伴隨而來的就是面臨數據資產定價、質量、版權等問題。

5 展望

針對上述不足，支持項目全生命周期數字化集成交付的產業級智能建造數字化平臺可以著重從以下方面取得進展。

1）多功能需求。智能建造數字化平臺應具備協同工作、應用軟件共享、應用軟件實訓、數據資產交易、虛擬仿真服務等功能。

2）標準化和互操作性提升。未來的發展應該著眼于建立統一的標準和協議，以確保各個智能建造數字化平臺之間可以互相操作。這將促進更廣泛的數據共享和集成，提高系統的可擴展性和靈活性。

3）多技術融合。智能建造數字化平臺應綜合應用各種智能建造相關技術，以使平臺適應各種領域，并擴大其應用范圍，促進不同領域之間的經驗交流和技術共享。

4）數據安全與隱私保護。智能建造數字化平臺需要更加強大的數據安全和隱私保護機制，防止數據泄露和未經授權訪問。

5）數據資產交易。智能建造數字化平臺需具備數據資產交易功能，能夠實現數據資產的便捷交易，簡化交易流程，確保交易的合法性。

智能建造數字化平臺在推動數字化建筑產業發展方面發揮著重要作用，對提高建筑行業的效率、質量和可持續性至關重要。政府、行業從業者和技術提供商需要共同努力，以確保數字化建筑行業朝著創新、智能化和可持續的未來發展。

本文作者：曾勃、馬智亮、李帥勇、曲寒冰、孟凡銀、趙琉濤

作者簡介：曾勃，清華大學土木工程系，北京市通州區住房和城鄉建設委員會，高級工程師，研究方向為工程管理、智能建造；馬智亮（通信作者），清華大學土木工程系，教授，研究方向為工程信息、智能建造、BIM技術、IPD和數字化精益建造。

文章來 源 ： 曾勃, 馬智亮, 李帥勇, 等. 智能建造數字化平臺相關技術研究進展[J]. 科技導報, 2025, 43(9): 84?92.

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