一、事由
2014年中国集团公司促进会（以下简称中促会）响应国家创新驱动新战略，聘请倪光南院士在内的数位信息技术界泰斗成立了“中促会信息技术专业委员会”，通过推荐、选拔、吸纳了在智能技术领域颇有建树和创新突破的“天衍智（北京）科技有限公司”（以下简称天衍智公司）作为中促会会员单位，并于近期成立了“中国集团公司促进会智能技术研究院（简称为中促会智能技术研究院）”，推进智能技术向行业应用和产业化发展。“智能建造4.0”是该研究院提出的首个战略性建议。
二、关于“智能建造4.0”
（一）定义
“智能建造4.0”指的是大土木工程[1]全流程一体化智能建造，即将物联网技术、云计算技术、大数据技术、地理信息技术、虚拟现实技术、三维计算仿真技术、三维设计建模技术、人工智能技术等先进技术，融合贯穿于整个工程建设的规划、测绘、勘察、设计、施工和运营的全过程，并将流程再造为智能数据集采、智能硬件配套、智能流水线建造、智能综合服务和智能大数据运维等五大板块体系。
[1] 大土木工程涵盖建筑（机场）、工厂（电厂）、公路（高速公路）、城轨交通（地铁）、核电站、铁路（高铁）、水利工程、水电站、港口航道、海洋工程、油气管线、城市市政、军工、风电（太阳能）及电网等23个行业的建设工程。
（二）技术属性
“智能建造4.0”是面向工程建造行业应用开发的高端智能软件、硬件及信息技术服务体系工程技术包,技术性质属于《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》（2013年）中下一代信息网络产业类之网络设备范畴、新兴信息服务产业类之软件和应用系统范畴、信息服务范畴。
（三）作用
“智能建造4.0”对比 “中国制造2025”、德国“工业4.0”战略，其精髓是推进信息化与工业化深度融合和推进工业智能制造进程。大土木工程建设是目前世界上第二产业中仅存尚未能实现全流程作业流水线化的领域，“智能建造4.0”正是要改变这一状况。目前我国是世界工程建设领域中综合实力最强的国家，是最有资源、能力和条件实现这一改变。
智能技术是“智能建造4.0”的核心与灵魂，不仅完成大部分创意设计、分析工作，免除所有重复性的人工劳动和人工介入，还使工程建设全流程的各作业环节智能联动流水线化，实现“多最”效果：工程表达方式最直观、数据管理最便捷、设计质量最佳、管理最科学、建设效率最高、建设监管最透明、工程时间最短而综合成本最低，运营维护最便捷。培育发展和全面推广“智能建造4.0”，各类建造工程的各环节技术将能同步提升至智能化水平，整体转型为以“智能建造4.0”为核心技术支撑的新型纵向产业链，整体跨越工程建造2.5～3.0阶段，实现“蛙跳式”技术发展。
（四）技术状况
1.“智能建造4.0”研发进展
“智能建造4.0”是面向大土木工程行业应用，包括软件、硬件在内的高端智能技术体系。天衍智的核心技术团队潜心钻研16年，积淀有物联网、云计算、大数据、地理信息、虚拟现实、三维计算仿真、三维设计建模、人工智能等领域技术，自主原创了自己的核心算法体系、底层技术支撑平台、专业技术平台，开发成功了一些领域的原型系统，如全矢量三维数字地球、三维地质智能建模平台等；还有一批技术及产品如模糊特征智能模式识别、可复杂迭代的云计算技术、分布式矢量非结构化智能对象大数据技术等等，不同程度地取得阶段性成果或在研发中。
2.“智能建造4.0”的核心
高端智能技术体系是“智能建造4.0”的核心，包括图谱特征智能识别、频谱特征智能识别、时空整体智能重构、空间拓扑一致智能分析和大数据逻辑智能挖掘等智能算法及其实现技术。
3.水平和突破
技术水平方面，目前IBM、谷歌、脸谱、百度等全球顶级高科技公司投巨资研究的深度学习等人工智能技术仍处在弱人工智能领域，而中促会智能技术研究院指导下的天衍智公司，在强人工智能技术领域甚至超人工智能技术领域已取得了多项关键性突破，能有效地支撑“互联网+”与各行业领域的深度融合:
①自主原创全矢量三维数字地球技术，可解决“互联网+”与各行业深度融合所需的以矢量化、一致性为特征的基础性、体系化、集成化全球地理框架空间数据平台问题；
②自主原创可复杂迭代的云计算技术，突破了现有云计算框架（如Hadoop、Spark等）在行业计算、分析、应用中的瓶颈性难题；
③自主原创分布式矢量非结构化智能对象大数据技术，彻底解决行业一体化、信息化中具有矢量化、非结构化、对象化等复杂特征的大数据管理难题；
④自主原创模糊特征智能模式识别算法，实验性验证了数据采集模式从单纯数据采集向模糊智能识别分析的智能数据采集转变，将开启智能物联网新时代；
⑤自主原创三维BIM智能设计建模技术，解决了三维协同设计中以二维设计为主、而三维技术为协同，无法突破全三维设计与智能化三维设计的瓶颈性难题，将可推动三维协同设计升级为无人化、工业化、柔性化的智能设计及智能装备体系。
4.顶层框架（流程再造）
“智能建造4.0”流程示意图
①智能数据集采：提供工业化、大规模、无所不在、实时化、智能化的数据采集、加工、处理、管理支撑体系。基础环境信息的采集从传统的易产生大量碎片、重叠、低精度单一数据的即需即采模式向提供整体、高精度、系统化、多视角的整体大规模综合采集模式转变，大大降低成本并极大提高数据利用效率。
②智能硬件配套：提供个性化、柔性化、工业化、智能化的建造工程智能装备设计制造体系，使配套的智能化支撑设备从独立性的建造设备向与土木工程深度耦合的智能机器人化装备体系转变，基于不同的工程类型或阶段，动态组合、装配相应的智能设备体系。
③智能流水线建造：提供个性化、柔性化、工业化、智能化的计算、分析、设计、施工、管理支撑体系。其中，由“智能数据集采”板块智能提出数据需求；部分勘察、测绘和监测动态数据、更新数据等在建设实施过程中动态采集，形成机器可识别的勘察报告、设计报告和竣工报告；工程的智能化设计由基于人机协同交互方式向无人化、自动化、智能化设计方式转变，逐步替代传统人工交互的三维协同设计；整合软件、硬件技术，实现以机器人为主、集勘测、设计、施工为一体的智能工程建造流水线化体系。
④智能综合服务：提供分布式、非结构化、可动态扩展、一体化、集成化的智能综合服务平台，精准满足大土木工程全流程体系中政府、投资方、建设方的个性化的实时在线需求，同时为新型城镇化、智慧城市、海绵城市、公共安全、生态文明等建设提供支撑服务。
⑤智能大数据运维： 面向大土木工程全流程一体化与相关社会化应用，基于（移动）互联网,构建分布式、非结构化、智能化、对象化的一体化大数据平台，推动“互联网+”与大土木工程及相关产业的深度融合。
5.存在的主要问题
①民营小微企业攻坚前瞻性强的自主创新研发，在缺乏社会力量的有力支持下，十分有限的自筹资金集中用于维系核心技术人才团队和进行核心技术研发，很多配套工作亟待完善，包括工程化试验与验证、技术成果化（科技成果鉴定、产品化、标准和规范）、应用开发和应用示范等等。
②“智能建造4.0”相关技术及系统产品已具备基本的实施能力，进一步规模化工程建设所需的技术验证和应用验证的环境和条件，对科技型小微企业是瓶颈问题。
③随着“智能建造4.0”体系从技术研发逐步走向标准化、产业化，将可能面临诸多问题，亟待政府有关部门的指导和扶持帮助。
三、我国培育发展“智能建造4.0”的优势
（一）天时
高端信息技术是在20世纪90年代中期后发展的产物，中国处在建设发展时期，大规模基础建设恰逢信息技术高速发展和智能技术涌现良机。而此前发达国家已基本完成了大规模基础建设，导致工程技术与信息技术全面融合失之交臂，至今没有提出智能建造方面的技术标准和整体解决方案。因此，在现有信息产业基础上，面向工程建设领域的智能建造，中国最有望实现整体性突破，形成新一极全球核心竞争力，并将驱动发展全球新型信息产业。
（二）地利
目前中国依旧是世界上工程建设密度最高、建设持续期最长、体量最大的经济发展体，城市建设、交通、电力、水利、矿山、石油、海洋、环境、自然灾害治理等行业工程建设市场巨大，能为培育智能建造产业提供广阔的发展空间。此外，第三世界国家工程建设的极大发展机遇，也将为中国智能建造产业发展提供宽广的国际舞台。
（三）人和
当前我国经济社会发展的主题是创新和创业，国家实施优先鼓励发展高技术产业和培育发展战略性新兴产业战略，“中国制造2025”、 “互联网＋”战略导向制造业和信息产业发展，企业纷纷向‘工业4.0’时代看齐迈进，培育发展“智能建造4.0”与国家意志和全民共识相向。依靠自主独创的智能建造核心技术，争当世界工程建设领域智能建造标准的领跑者和产业主导者必是人心所向。
四、培育发展“智能建造4.0”及产业的必要性和意义
①能够以点带面拓展“智能建造4.0”相关软件、硬件、信息服务支撑产业，提升产业技术自主创新能力，进一步增强全球核心竞争力。
②能够推动我国大土木工程建设由目前“各环节相互独立的信息技术应用模式”向“全流程各环节智能流水线化和流程再造模式”的转变，各类建造工程的各环节技术将能同步提升至智能化水平，整体转型升级为“智能建造4.0”新型纵向产业链。
③能够掌握全球工程建造领域核心科技竞争的战略主动权，促进工程建造业发展方式转变，进一步促进产业结构的优化、升级，催生新型高技术产业，加快经济发展方式转变。
④能够支撑国家“一带一路”战略所推动的产能与基础建设输出，促进境外基础设施建设 由“资本+劳动密集型”模式向“资本+高科技型”模式转变，降低投资所在国对我国传统输出模式的抵触、减少国家交往摩擦、提升中国国际形象。
五、建议
①政府有关部门对培育和发展我国自主创新的“智能建造4.0”予以应有的关心和关注，在“中国制造2025”战略引导下，研究将“智能建造4.0”作为我国建筑工程领域目标解决方案纳入国家“十三五”规划体系；将“智能建造4.0”相关技术及产品列入国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》、《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》。
②政府有关部门研究对“智能建造4.0”给予重点培育扶植，包括将“智能建造4.0”有关的技术研究和产品开发列入国家重大科学技术研究计划、产业关键性技术研发、重要领域技术研发和重大产业技术开发等专项。帮助和扶持涉事企业的创新能力建设，建立完善基本实验场地、实验设施及装备条件。指导、帮助和支持完成国家重大科技成果鉴定工作。
③由于“智能建造4.0”技术的应用对象是大、中型建设工程，为加快其技术体系完善成型，政府有关部门研究出台支持重大创新的政策或开辟专门通道机制，以利于“智能建造4.0”有关技术及产品在相关行业大、中型建造工程进行技术验证或应用验证，解决该项重大技术研发所需验证环境和条件的瓶颈问题。
④政府有关部门和行业支持和指导智能建造领域相关企业，共同研究、推进制定“智能建造4.0”有关标准及规范，并组织相关行业、机构开展“智能建造4.0”技术评估和技术推荐。
⑤根据《中华人民共和国中小企业促进法》第三十四条关于“政府采购应当优先安排向中小企业购买商品或者服务”的规定，对“智能建造4.0”的成熟技术及产品纳入政府采购清单目录。
六、材料起草单位
中促会智能技术研究院
天衍智（北京）科技有限公司