建筑行业数字化困境和出路

       数字化包括协同已经成为建筑行业的共识和方向。建筑行业跟工业行业或者其他行业相比数字化的水平还是相对落后的，这跟建筑行业整体的特征有一定的关联关系。建筑行业的施工企业的人员大部分都是农民工，这种情况其实对数字化是一个很大的挑战，农民工未来就是建筑产业工人，具备数字化知识的产业工人的转化也是整个行业发展的基础。当然，其实在建筑工业、建筑行业，农民工为整个社会的就业提供了很大的支撑。所以在未来建筑行业数字化发展的背景下，也有很多的问题需要思考。目前来说建筑行业的数字化发展已经进入到了一定阶段，但是也存在一定的问题，特别是参与的各方（业主、施工、设计等）还存在着分割和割裂的情况。主要的原因还在于五方责任主体，参与建筑行业的各方各自的发展目标、各自的管理体系、还有各自的利益点实际上是存在不同步和分割情况的。

       这种行业的现状也导致了两个结果：

       第一，建筑的信息模型很难有效地传递到施工，很难有效地传递到运维。也就是对于大多数的项目来说，要做到一模到底其实是很困难的。这跟行业内的条块分割是有很大关系的。

       第二，设计其实决定了整个建筑工程项目的信息和造价的70%。设计虽然是前端，但是对整个建筑项目整体的影响比重是非常大的。设计企业也都在努力地进行数字化转型，前期的BIM设计数字化各方在尝试下都付出了很大的努力和代价。但是短期或者在近期我们在设计端付出的努力和得到的利益回报是不相称的。就是在这个阶段做出的大量数字化的投入是很难产生很明显匹配的利益对等的。这就造成了设计企业做数字化努力的动力不足；这是目前行业的整体现状。

      另外整个行业的数字化的本质就是让数据来说话，关键还是数据和信息。未来的发展方向是要改变凭借人工经验的决策模式，不管是设计也好，还是决策、业主的决策、施工管理也好，都要改变传统的人工经验的模式；转向由集成的全流程的事实数据驱动的流转方式来做转化，数据驱动是未来整个建筑行业的发展方向。

 

BIM正向设计实施和发展模式坚定

       中建西南院自2010年以来就在做BIM设计，目前已经实现了75%的BIM正向设计，除此之外也努力地在做全过程咨询、工程总承包、地产等这些板块和全产业链向数字化的延伸。其实主要原因就是设计企业短期内或者近期在设计主业阶段很难在数字化方面得到很好的利益回报。所以要获得长远的利益支撑，还是要向前端、向后端来延伸整个业务产业链。当然这也是数字化能够产生最大价值的一个很大的点，只有全产业链、全数据化的支撑才能够把数字化的价值发挥到最大。设计企业也希望在这种全产业链的延伸中能获得数字化给我们带来的利益回报。当然除了这样整体的思考以外，其实我们依然立足于设计主业的BIM正向设计的实施，因为这也是设计企业的一个必由之路。传统的二维模式已经到达了一个瓶颈，再在二维传统模式上实现提质增效、赋能或者是实现设计企业的整个转型，已经是一个过去时，是一个不可能的状态了。基于这个原因，也基于为了让设计院未来面临整个社会的发展，能够跟上时代的主流；也能够面对现在已经遇到的业主、很多政府已经对设计企业的数字化（包括数字化的产品和数字化的服务）提出的很高的要求。为了顺应时代的潮流，必须要向数字化的业务来进行转型；我们要为自己进行赋能，数字化的设计是必由之路，我们也立足于BIM正向设计。

      中建西南院在八个方面进行全流程的BIM正向设计，包括设计策划标准的制定、样板的制定、族库的建设与管理、模型的审核、报建、出图协助及管理教程、辅助管理协同设计这几个方面做全正向的流程。设计院的数字化转型在做BIM正向设计、数字化的设计过程中必然牵涉到原有的传统设计流程会发生重大改变，我们顺应数字化的要求、顺应数据驱动的要求，传统的工作模式其实都发生了很大的转变。

      所有的设计标准也变成了数字化的标准重新进行梳理和更新，然后进行调整。另外就是所有设计院的技术标准，都变成一个软件的标准，变成平台的标准，勘固在软件中、勘固在平台中，变成一个固化的标准。即便是一个新来工作的年轻设计师，他也不再会为去看规范、看标准或者看企业的标准去做大量的工作。他只要去按软件和平台、工具来做工作，他就必须按标准来执行，那么设立的标准也得到了深化和提升。

      族库建设也很重要，其中有三个很关键性的要素：

      第一，设计院的成功经验，包括标准、知识库、资源整个固化的成果，这是我们族库的第一个要素。

      第二，族库也是整个标准的落地和延伸。它体现了我们企业核心的技术实力

      第三，族库也是知识的沉淀，反过来它会对设计效率和设计人员设计的展开提供很大的支撑，起到很大的提高效率和提高质量的作用，所以我们投入了大量的力量来做族库建设；而且每年都由各个专委会来做族库的审核和更新，当然在这个过程中也会牵涉到包括流程中计划这样的一些更新和制定。

      另外我们也很重视多软件的数据交互，因为我们都知道在设计过程中特别是采用数字化设计以后，有很多软件需要进行数据交互。所以如何能够高效地实现软件之间无损失地进行大量数据转换，也是我们要去努力研究的方向。以上是我们中建西南院的在BIM正向设计上面所做的努力，这对我们设计院来说应该是自练武功，为了未来能够在整个行业立足所做的努力。

 

基于BIM的数字化协同设计云平台

       第二部分是数字云平台，正向设计是离不开这个平台的。我们数字云平台的建设其实也得益于一个契机，现在很多设计企业采用的图形软件都是国外的软件公司研制的，其实对国内的数据安全是一个很大的隐患，也是因为这个原因我们国家开始立足于进行大型BIM设计施工自主软件的研发工作，中建西南院也有幸参与到国家自主研发软件的课题中。西南院承担的是设计集成系统，通俗地说实际上也就是设计阶段的一个协同平台，并把它扩展成数字云平台。数字云平台是由三部分构成的：

       第一部分是资源平台，所有的知识库管理、资源、族库，所有的包括原来传统的二维资源，包括一些效率工具等等都是在资源库里面来承接的。

       第二部分是交付平台。交付平台是把以前跟业主，包括跟合作伙伴的所有业务流都集成到了交付平台上，作为第二个平台。

       第三个平台就是设计院内部的二三维一体化的协同平台，它既有图形平台端的协同，也有管理端、网页端的协同平台。

       第一部分是资源平台，所有的知识库管理、资源、族库，所有的包括原来传统的二维资源，包括一些效率工具等等都是在资源库里面来承接的。

       第二部分是交付平台。交付平台是把以前跟业主，包括跟合作伙伴的所有业务流都集成到了交付平台上，作为第二个平台。

       第三个平台就是设计院内部的二三维一体化的协同平台，它既有图形平台端的协同，也有管理端、网页端的协同平台。

       这三个平台共同构成了数字云平台的整个架构。数字云平台的底层是一个开放体系，承接了多种的图形平台的集成，既有国内的自主研发软件，也有第三方的国外商业软件。包括中建西南院的市政板块、景观板块、图形平台、软件、工具全部都集成在底层的数字平台架构下面。然后为协同设计和交付、服务、数字化的服务，包括全产业链的数字服务提供支撑；因此沉淀出中建西南院自己的数据库、数字资产，这个数字资产反过来反哺整个的业务决策、设计决策，包括管理数字化，包括资源的运用；同时也为中建西南院未来立足于全产业链的数字化服务，为业主提供数字化的数据服务打下很好的基础。

       此平台支持50种格式的模型文件，可以直接上传至服务器端来进行转换，不占本地的资源，这是很重要的一点。同时，也集成了各种各样的效率工具，不管是外部商业的工具也好，还是自主研发的工具也好，都集成在这个平台上。平台有以下特点：

       第一个就是由封闭转向了开放，原来传统的二维只立足于设计企业内部；现在的业主能够参与到我们的决策过程中，能够在过程中为业主提供产品的展示服务，包括决策服务等等，包括我们也为合作伙伴、生态环境提供合作服务。我们的数据都是结构化的数据，与造价数据有一个很好的接口，我们是实现的二三维一体化，融合一体，满足现阶段市场服务需求。

      另外图形平台是兼容开放的，不是谋定在某个单一的软件和平台上，而是一个开放的平台。然后我们也利用国产化、轻量化的引擎实现内部的高效协同，也实现为业主提供很好的对外交付服务。包括对未来的数据服务，也提供很好的引擎。在这个基础上也更新了BIM标准，包括资源标准、管理办法，包括我们自己内部的导则流程的制定，都勘固在平台中。

     此数字云平台也通过了国家课题的验收，通过了国家检测中心的自主化评估、功能性检测、安全测试、科技创新、创新评价，也是国内领先，获得软著32项，发明专利五项。

 

自主数字化BIM设计软件

       现在设计院包括很多行业在做数字化转型的时候都遇到软件最后1公里的瓶颈问题。所以我们西南院成立了专门的研发团队，利用自己的知识沉淀实现数字化转型，来进行软件最后1公里的研发，当然基础的平台软件还是有合作伙伴。但是引以为傲的，西南院的研发团队自主研发了二三维一体化的图形引擎，在大型机场、超高层建筑项目上都得到了很好的应用，这个是非常值得骄傲的。

       在自主图形引擎的基础上开发了大型的结构施工设计软件的CSWADIEasyBIM，已在多个项目中投入使用，并向全国销售，获得好评。软件有400余个功能模块，实现了计算模型与BIM模型的双向联动。因为考虑到设计人员的苦恼，研发了很多效率工具，能够大大地提升效率。可以关联模型，计算模型和BIM模型一模到底；可以映射平面，快捷编辑；可以智能工具，出图无忧；可以提供轴网的布置、标高的检查等等多个智能工具；还可以一键板图，等于是一键就能生成楼板配筋图与标注说明；还能够定位楼板，一键校审；还能够智绘板筋，提供板筋合并等等一系列的工具，快速完成板筋配筋图；还可以匹配计算，自动梁图；还可以动态关联，一键校审。这些都大大地提升了设计效率，实现我们的最后1公里；真正地让设计人员在现在动力缺乏的情况下，自己要去做正向BIM设计；我们自己来赋能的情况下能够变得更轻松，设计人员也更主动。经过我们自己的测试，平面模板的绘制及修改的效率提升30～40%，我们的结构板筋绘制修改提升50%，得到了大家的一致好评。我们院也会向建筑专业包括机电专业进一步研发这样的一些效率工具来提升我们的质量，我们设计院在这方面也获得了很好的社会效益。

 

未来发展方向

      从未来的整个发展方向来说，设计企业除了立足于主业的正向设计数字化，也立足于全产业链，也希望向前端、向后端，来向业主、来向城市输出我们的智慧，输出数字化服务理念和产品。

       从整个行业的发展方向来说三个层面：

       第一个层面在金字塔的底端是设计、施工、运维。各自在各自的数字化业务板块实现高数字化的状态。

       第二个层面实际上就是在产业链的基础上实现整个行业的系统解决方案。我们会去关注BIM加装配，然后全过程咨询，包括EPC和数字化的关联关系。让数字化在整个产业链的过程中发挥它最大的价值和效能，这也是我们努力的一个方向。

       最后一个层面就是像孪生城市和智慧城市更大的一个层面延伸，不管未来的梦想有多大，它的立足点和起点都在于我们实现设计端的BIM正向设计，设计端是整个未来要实现所有梦想的基础。

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