當前建筑工業(yè)存在著一些問題，如從設計到施工各環(huán)節(jié)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)量問題造成能源的浪費；勞動力成本的快速上升導致人工勞動密集型的建筑構件加工及施工成本越來越高。種種問題迫使建筑工業(yè)進行升級改造。建筑工業(yè)的升級方向何在？其實，建筑工業(yè)的發(fā)展同時面臨機遇，被稱作工業(yè)4.0 的智能制造正在蓬勃興起，這就意味著“數(shù)字建造”、進而“智能建造”成為必然。

　　智能建造作為經(jīng)濟及社會發(fā)展戰(zhàn)略，在多種行業(yè)已經(jīng)有了長足的推進，建筑行業(yè)也開始探索智能建造：如使用工業(yè)機器臂進行建筑構件加工及建筑現(xiàn)場施工。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、機器臂熱線切割泡沫作為模具、機器臂多臂協(xié)同編織物件。在施工現(xiàn)場，機械臂自動砌筑墻體、機械臂綁扎鋼筋、機械臂焊接作業(yè)、機械臂噴抹工作等等，這些自動或智能加工和建造項目可以提升建筑質(zhì)量，可以大大節(jié)省加工及建造過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中解放出來，進一步實現(xiàn)社會的平等與公平。

　　清華大學（建筑學院）-中南置地數(shù)字建筑中心研發(fā)的“機器臂自動砌筑系統(tǒng)”與國際國內(nèi)現(xiàn)有砌磚系統(tǒng)不同，首次把機器臂自動砌磚與砂漿打印結合在一起，形成全自動砌磚及3D打印砂漿一體化智能建造系統(tǒng)；并在世界上首次把“自動砌筑系統(tǒng)”運用于實際施工現(xiàn)場，建成一座“磚藝迷宮花園”。在迷宮花園的設計及砌筑打印過程中，首先在犀牛軟件里生成曲面墻體并布置磚塊，接著設計出機械臂運動軌跡，并使用KUKA|PRC語言將其導出為機械臂可識別的程序語句；機械臂的動作包括用真空吸盤取磚、在指定位置放磚、翻轉(zhuǎn)機械臂前端、根據(jù)磚塊排布在磚面上打印砂漿等幾個操作，運動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)過避障設計；在程序中模擬后，由PRC導出程序用于機械臂執(zhí)行，從而實現(xiàn)從數(shù)字模型到實際建造物的精確轉(zhuǎn)化；這一自動砌筑系統(tǒng)的實際工作過程只需兩人進行操作，一人控制鍵盤及程序輸入，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世紀開始巴塞羅那圣家族教堂的設計施工時，一直通過繪制圖紙并配合手工制作石膏模型來推敲方案并指導建設，前后共40余年，只建成了一個耳堂和四個塔樓之一，相當于整個工程量的五分之一。20世紀70年代末開始，圣家族教堂的建設運用了數(shù)字技術，將數(shù)字測量、數(shù)字建模、傳統(tǒng)工藝與機器臂數(shù)字建造技術相結合，大大加快了建設進度。在構件設計、加工、建造過程中，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誤后，再將構件模型設計文件輸入到數(shù)控設備系統(tǒng)中，然后操縱機械臂對復雜的石材構件進行切割或雕刻加工，該建筑的大部分石材構件都是在工廠通過數(shù)控機器臂進行加工完成。

　　隨著建筑相關行業(yè)及相關學科如智能制造、材料科學、環(huán)境技術的迅速發(fā)展，特別是目前大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、互動技術、虛擬及增強現(xiàn)實技術的不斷開發(fā)，數(shù)字建造又無時不在尋求與這些新興的科學與技術相結合，引領著建筑行業(yè)向著新的方向拓展，從而形成新的數(shù)字建造產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈。在這一產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈中，房屋建筑的全過程及各專業(yè)將充分利用數(shù)字技術實現(xiàn)建造目標。房屋建筑的全過程包括設計階段、構件加工階段、施工階段、全壽命周期的物業(yè)管理階段等；房屋建筑的各專業(yè)包括建筑設計專業(yè)、結構設計專業(yè)、水暖電設計專業(yè)、施工組織管理專業(yè)等，以及相關行業(yè)如材料及配送、構件加工、施工機械、物業(yè)管理等。數(shù)字建造產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈的特點在于“全過程”自始至終，以及“各專業(yè)”相互之間具有連續(xù)且共享的數(shù)字流，它從建筑方案設計開始，是經(jīng)過后續(xù)階段及各專業(yè)不斷添加、修改、反饋、優(yōu)化的建筑信息；以此數(shù)字流為依據(jù)，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(shù)字控制機床）數(shù)控設備、3D打印等智能機械，實現(xiàn)高精度、高效率、環(huán)保性的房屋建造與運維服務。