随着人民生活水平的日益提高和现代科学技术日新月异的发展,各种用途、各种档次、各种功能的智能建筑在各地如雨后春笋般兴起,甚至连许多房地产开发商在开发经济适用房时,也必冠之以“智能化”的名称,而不考虑其面向的对象,一时之间,似乎所有建筑都是智能化程度越高越好。对于智能建筑,设计、施工等各方面的专家和广大技术人员已有很多很详实的论述,本文只想从更广泛一些范围与广大同行和前辈讨论一下“智能化”在建筑领域中的含义。众所周知,工程项目建设的主体是包括业主、承包商在内的各方实体组织,而承包商又包括工程咨询、设计、监理、施工等在项目建设各个阶段起着不同作用的实体组织,工程项目建设的客体与之相对应,也同样包括招标文件、设计图纸、建筑实物等不同表现形式的目标实体,我们通常所说的智能建筑实际上只是工程项目建设的一个组成部分。事实上,智能建筑技术,作为信息技术、建筑技术、自动化技术、计算机技术、材料技术、通信技术等许多门类学科的综合体,应当而且也可能并正在渗透或贯穿于工程项目建设的全过程。 1. 项目决策阶段的智能化当前,高新技术空前迅猛发展,信息量正以爆炸式速度急剧增加,世界正从工业大生产走向以知识经济为基础的信息时代,各种重要的、次要的,有用的、无用的,真实的、虚假的信息交织在一起,给我们做出正确、可行的决策带来了极大的困难,同时,随着资源的不断减少,环境的恶化以及人们环保意识的提高,要求我们在决策时再也不能像以前那样,单纯考虑经济效益,而要同时兼顾政治需要、社会效益,将短期利益与长期利益有机地结合起来。另外,各学科、各门类的知识也时刻在向边缘、向纵深发展,互相渗透,这使当今的决策者再也不可能是政府的某一部门或企业内部的某一个人,而更多地需要充分发挥群体的作用,利用集体智慧的优势,在这方面,专家系统ES(Expert System)正受到了越来越多人的重视。无论是美国的星球大战计划还是我国的三峡水利工程,许多项目都凝结了各学科、各方面专家的智慧的结晶;政府决策也越来越多地依靠专家智囊团的作用,但是,即使是专家也要随着技术的发展,不断更新知识,并在决策过程中收集无数的信息,进行整理、加工,去伪存真。从项目的立项到可行性研究,到项目目标的确定,每一个阶段如果单纯依靠过去传统的方法是无法满足时效性、准确性、可靠性、经济性、合理性的要求的,所以在决策过程中,我们必须对所有信息进行整合,建立有针对性的信息数据库,并运用相应的软件,对项目进行分析,计算出项目方案的动、静态投资,投资回报率,投资回收期等,分析项目的可用资源、项目所处环境的条件,以及环境的动态变化、项目的不确定性风险等,进行方案比较,最终提出建议方案供决策者参考,这就是决策支持系统DSS(Decision Support System)所要完成的任务。 决策支持系统的核心即专家系统(参见图1),它实际上包含了以下几个子系统:人机对话系统、模型库管理系统、数据库管理系统、知识库管理系统、问题处理系统。其中模型库是一个存储模型的库及相应的管理系统,提供业务性、战术性、战略性决策所需要的各种模型,同时也能随实际情况变化、修改、更新已有模型;知识库则包括一切相关决策的知识,它的知识是共享的、独立的、系统的,并可以通过学习、授予等方法扩充及更新;问题处理系统实际完成知识、数据、模型、方法的综合,并输出决策所必需的“参考意见”及“方案”。在此过程中,从项目的立项、项目建议书到可行性研究、项目评估直至项目审批,对投资规模、投资方向、投资结构、投资分配以及投资项目的选择和布局等方面进行的技术经济分析都有赖于决策支持系统。
现代控制技术、人工神经网络技术、模糊控制技术及计算机技术的发展,为项目决策阶段的智能化提供了条件,而网络技术的兴起,更是有可能使不同国籍、不同肤色、不同语言的专家跨越时空和地域的界限,为某一项目提供全方位的、及时的咨询服务,从而突破了固定、传统模式的专家系统。 图1 2.项目实施阶段的智能化 2.1设计的智能化管理其实从很早开始,伴随着计算机科学的分支——计算机辅助技术(包括CAD、CAM等)的出现,国内外很多软件开发商就已着手进行设计智能化的开发与研究,但是由于技术标准等诸多方面的限制,设计智能化还仍然停留在设计人员“甩图板”的阶段,虽然目前已有很多优秀的辅助设计软件,涵盖了很多专业,使设计人员只需输入一些必需的参数,系统就能自动计算并生成其它的设计参数,并提出设备材料的选型,但至今尚未有一套系统能够上升到设计方案的层次,对设计人员在总体方案的选择上提供辅助参考。另外,过去设计方对设计的管理是以内部会签制度和控制设计概算为主,这样一来就不可避免地会出现专业之间的冲突和设计方案投资超标的情况,而采用智能化设计方法以后,就可以彻底解决这些问题,智能化设计系统(参见图2)会在设计过程中,随时向设计人员提供其它相关专业的信息,并根据设计工作的进展,随时做出准确的概、预算,使设计人员只需专心致力于自己的设计,而专业协调和预算控制则由智能化系统帮助完成。随着技术的发展,我们完全有理由相信,不久的将来,计算机设计软件系统一定能够超越目前的“辅助”阶段而上升到真正的智能化层次。
2. 2施工承包方的智能化管理长久以来,我国的施工承包管理始终是“粗放型”的,并普遍存在片面追求进度目标或质量目标的问题,即使是全面实行项目管理制以后,对许多计划、目标的管理实施仍然只是定性的、主观的,管理者对进度、质量、投资的控制多数只是凭借过去的经验,而且往往以反馈控制为主,在出现了问题以后才会采取措施补救,缺乏系统性、前瞻性,这样就很容易出现较大的偏差,纠偏成本过高,甚至无法纠偏,最终只能修正计划或目标,导致工期延误、投资超出预算。 近几年来,已有一些软件开发商针对某一行业或某一类别的工程项目开发出了相应的工程项目管理软件,这些软件基本都具有自动生成网络计划图,确定关键工序(关键线路),生成资源曲线、费用曲线及各种报表等,在实际运用中,也确实取得了较明显的经济效益。同时许多设计单位、施工单位等也自己开发了比较实用的概、预算软件,用户可自己创建定额库、工程量计算方法,自动生成单位估价表,套取和换算定额,用户也可根据不同地区的政策规定修改新定额等。但多数工程项目管理软件和概预算软件都是自成系统,缺乏有机的联系,而在实际中,对工程项目的管理是一个综合性的控制系统,是对人员、机械、材料、设备、施工工序、施工环境等的统一管理,对任何一个方面都不能忽视,并且项目的管理还必须与财务的管理相结合。现有的无论是项目管理软件还是财务管理软件,都缺少一个通用的程序接口进行互相的数据通信,共享部分开放的资源。根据以上情况,我们急需一套适合我国国情的智能化项目管理系统(参见图3),在网络环境下能对工程项目的实施进行综合管理,从项目的融资、资金平衡、资金分配到工程款的结算、材料的供应、人员的调配、施工机械的调度、施工计划的调整等统筹安排,综合平衡。尤其是目前为了与国际惯例接轨,在国内推广实行工程量清单形式的工程造价管理,对于同一个项目、同一套设计方案和设计图纸,在统一的工程量计算规则下,不同的企业或个人计算出的工程量清单或多或少地都会存在差异,有时甚至相差很多,这就急需开发一套智能化的工程量计算软件,尽量减少工程量计算中由于人为因素造成的误差,使投资方、承包方、监理或咨询公司不在因为工程量的差异而产生纠纷,尤其是对于投资方和承包方来说,可以专注于在相对确定的工程量下,如何通过节约挖潜、加强管理来降低企业成本,实现工程造价的降低,真正实现建筑市场的市场化调节。
3施工监理方的智能化管理近年来,在项目法人责任制、工程招投标制的基础上,我国开始全面推行工程项目监理制,由第三方对项目进行独立、科学、公正的监督管理,以适应市场经济形势下的要求,并与国际惯例接轨,而监理方的任务是根据相关的法律、法规和有关合同文件,运用合同管理、信息管理对项目的投资、进度、质量进行控制。在这个过程中,智能化的管理信息系统MIS(Management Information System)起到了承上启下的至关重要作用(参见图4)。它使监理方变事后管理为事前管理,变被动管理为主动管理,根据收集的信息以及通过与业主、承包方的信息共享,对投资、进度、质量这三个既对立又统一的目标进行全面、及时、动态、有效的控制,避免了人为因素、非主要、不相干信息的干扰。国内外一些公司已相继开发出适用于工程监理的软件,例如同济大学的监理软件包、重庆建筑大学的项目进度控制软件以及微软公司的Project For Windows等等,这些软件经过几年的实践运用,取得了良好的经济效益和社会效益,但是由于监理公司业务范围、组织结构等特点的不同,这些软件都有其一定的局限性,且都偏于事务性信息管理,缺乏决策支持及专家系统的帮助。从软件本身来说,有一些甚至还是基于非主流的操作系统和数据库,还没有一套真正面向对象、可视化程度高、操作界面友好且支持大型数据库并适合网络环境的智能化软件系统。
同时,目前国内的监理公司都着重于施工阶段的监理,而缺少对项目全过程的监理,当然,这与当前的国家法律、法规以及管理体制有关,在施工阶段中,又都偏重于对质量和进度的控制,利用信息化、智能化的手段进行全方位的控制管理方面还很薄弱,与当前信息化技术的飞速发展相比,滞后很多。 3. 项目竣工后的智能化管理对于我们关注的重点——智能建筑来说,项目竣工后的智能化管理实际上也就是物业管理的智能化,而物业管理的智能化是以智能化建筑为基础的,二者紧密联系、相互依存,如果没有智能化建筑,就根本无法实现智能化物业管理;而如果不采取智能化的物业管理,建造智能化的建筑也就失去其意义。物业管理智能系统联系其它各个系统,例如:设备管理系统、信息管理系统、信息网络系统等(参见图5),从某种意义上说,也是一种系统的“集成”。当任何设施发生故障,物业管理中心可立即从智能网络上得知,并马上通知值班的工作人员,工作人员从网络上观察现场环境,并立即采取相应措施,该系统也同样包括决策支持系统DSS。例如:当消防报警系统发出火灾警报时,管理系统根据事先制定的消防预案,向上一级消防中心报告,打开紧急出口,发出火灾警报,指导、组织人员疏散,启动消防联动设备,跟踪记录现场情况等。
但目前尚未有比较成熟的物业管理集成系统应用于实际,现有的物业管理软件主要侧重于事务管理,比如各项费用的收取、统计,用户情况的记录等等。综上所述,智能化建筑仅仅是智能建筑技术的一个组成部分,是智能技术在建筑领域中应用的具体表现,我们决不能片面地理解为智能化建筑就是智能建筑本身,也决不能认为建筑物内部采用了一些运用智能技术的软硬件系统就代表了智能建筑的全部。我们的目的不是单纯为了建造智能化建筑,而是要全面应用智能化技术,通过智能化的生产过程,创造出智能化的产品,使其发挥出巨大的经济效益和社会效益,更好地满足人们对生产、生活环境日益提高的要求。







