當前建筑工業(yè)存在著(zhù)一些問(wèn)題，如從設計到施工各環(huán)節之間銜接不當而造成浪費；施工工地的環(huán)境污染；由于誤差或施工質(zhì)量問(wèn)題造成能源的浪費；勞動(dòng)力成本的快速上升導致人工勞動(dòng)密集型的建筑構件加工及施工成本越來(lái)越高。種種問(wèn)題迫使建筑工業(yè)進(jìn)行升級改造。建筑工業(yè)的升級方向何在？其實(shí)，建筑工業(yè)的發(fā)展同時(shí)面臨機遇，被稱(chēng)作工業(yè)4.0 的智能制造正在蓬勃興起，這就意味著(zhù)“數字建造”、進(jìn)而“智能建造”成為必然。

　　智能建造作為經(jīng)濟及社會(huì )發(fā)展戰略，在多種行業(yè)已經(jīng)有了長(cháng)足的推進(jìn)，建筑行業(yè)也開(kāi)始探索智能建造：如使用工業(yè)機器臂進(jìn)行建筑構件加工及建筑現場(chǎng)施工。包括機器臂切削各種材料成型、機器臂疊層或空間打印構件、機器臂熱線(xiàn)切割泡沫作為模具、機器臂多臂協(xié)同編織物件。在施工現場(chǎng)，機械臂自動(dòng)砌筑墻體、機械臂綁扎鋼筋、機械臂焊接作業(yè)、機械臂噴抹工作等等，這些自動(dòng)或智能加工和建造項目可以提升建筑質(zhì)量，可以大大節省加工及建造過(guò)程中人力成本的付出，可以提高復雜形體加工的精度和效率。更重要的是智能建造可以把工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，進(jìn)一步實(shí)現社會(huì )的平等與公平。

　　清華大學(xué)（建筑學(xué)院）-中南置地數字建筑中心研發(fā)的“機器臂自動(dòng)砌筑系統”與國際國內現有砌磚系統不同，首次把機器臂自動(dòng)砌磚與砂漿打印結合在一起，形成全自動(dòng)砌磚及3D打印砂漿一體化智能建造系統；并在世界上首次把“自動(dòng)砌筑系統”運用于實(shí)際施工現場(chǎng)，建成一座“磚藝迷宮花園”。在迷宮花園的設計及砌筑打印過(guò)程中，首先在犀牛軟件里生成曲面墻體并布置磚塊，接著(zhù)設計出機械臂運動(dòng)軌跡，并使用KUKA|PRC語(yǔ)言將其導出為機械臂可識別的程序語(yǔ)句；機械臂的動(dòng)作包括用真空吸盤(pán)取磚、在指定位置放磚、翻轉機械臂前端、根據磚塊排布在磚面上打印砂漿等幾個(gè)操作，運動(dòng)軌跡命令中整合了機械臂對氣泵等外部設備發(fā)出的控制指令，并經(jīng)過(guò)避障設計；在程序中模擬后，由PRC導出程序用于機械臂執行，從而實(shí)現從數字模型到實(shí)際建造物的精確轉化；這一自動(dòng)砌筑系統的實(shí)際工作過(guò)程只需兩人進(jìn)行操作，一人控制鍵盤(pán)及程序輸入，另一人準備磚塊及砂漿材料，可大大減少人工的投入。

　　西班牙建筑師高迪在18世紀開(kāi)始巴塞羅那圣家族教堂的設計施工時(shí)，一直通過(guò)繪制圖紙并配合手工制作石膏模型來(lái)推敲方案并指導建設，前后共40余年，只建成了一個(gè)耳堂和四個(gè)塔樓之一，相當于整個(gè)工程量的五分之一。20世紀70年代末開(kāi)始，圣家族教堂的建設運用了數字技術(shù)，將數字測量、數字建模、傳統工藝與機器臂數字建造技術(shù)相結合，大大加快了建設進(jìn)度。在構件設計、加工、建造過(guò)程中，先用3D打印構件的小比例石膏模型作為參考，經(jīng)設計師確認打印出的參考模型無(wú)誤后，再將構件模型設計文件輸入到數控設備系統中，然后操縱機械臂對復雜的石材構件進(jìn)行切割或雕刻加工，該建筑的大部分石材構件都是在工廠(chǎng)通過(guò)數控機器臂進(jìn)行加工完成。

　　隨著(zhù)建筑相關(guān)行業(yè)及相關(guān)學(xué)科如智能制造、材料科學(xué)、環(huán)境技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是目前大數據、云計算、人工智能、互動(dòng)技術(shù)、虛擬及增強現實(shí)技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，數字建造又無(wú)時(shí)不在尋求與這些新興的科學(xué)與技術(shù)相結合，引領(lǐng)著(zhù)建筑行業(yè)向著(zhù)新的方向拓展，從而形成新的數字建造產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈。在這一產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈中，房屋建筑的全過(guò)程及各專(zhuān)業(yè)將充分利用數字技術(shù)實(shí)現建造目標。房屋建筑的全過(guò)程包括設計階段、構件加工階段、施工階段、全壽命周期的物業(yè)管理階段等；房屋建筑的各專(zhuān)業(yè)包括建筑設計專(zhuān)業(yè)、結構設計專(zhuān)業(yè)、水暖電設計專(zhuān)業(yè)、施工組織管理專(zhuān)業(yè)等，以及相關(guān)行業(yè)如材料及配送、構件加工、施工機械、物業(yè)管理等。數字建造產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈的特點(diǎn)在于“全過(guò)程”自始至終，以及“各專(zhuān)業(yè)”相互之間具有連續且共享的數字流，它從建筑方案設計開(kāi)始，是經(jīng)過(guò)后續階段及各專(zhuān)業(yè)不斷添加、修改、反饋、優(yōu)化的建筑信息；以此數字流為依據，房屋建筑的物質(zhì)性建造依靠互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)、CNC（計算機數字控制機床）數控設備、3D打印等智能機械，實(shí)現高精度、高效率、環(huán)保性的房屋建造與運維服務(wù)。