从 19 世纪 40 年代到如今,美国的农业通过土地规模化组合和种植机械化配置,生产率提升 1512%。制造业通过全新的模块化和标准化设计,以及全流程自动化生产,生产率提升 760%。

而建筑业则只有 6% 的生产率增长,几乎停滞不前。要知道,几个世纪以前,建筑业也曾是技术创新的领导者。但时至今日,建筑业已经远远落后于其他行业。

10 月 25 日,2019 TIC PRO 科技创新大会在杭州召开,广联达高级副总裁兼 CTO 云浪生首先分享了上述一组来自麦肯锡的数字对比。广联达致力于建筑业的信息化和数字化 20 多年,“大多数房子建造的过程,或者管理,都用到了广联达的软件”。

落后也意味着充满后发优势,成长空间巨大。据麦肯锡的报告,建筑产业通过转型变革,以及新技术的应用来推动生产力的提升,增长空间可达到 50%-60%,拥有巨大的爆发潜力。

(云浪生演讲:数字建筑推动行业转型升级)

数字化的建筑方式

建筑业转型的关键是先对全流程进行数字化,实现“数字建筑”。

“在建筑业,你没法打造样品,每次建筑都是第一次建筑。但是有了数字化技术以后,就可以打造数字化样品。”云浪生说,“通过协同设计创造一栋数字化的楼,可以模拟整个生产和运维的过程,打造出一个全过程数字化的样品,然后再用数字化样品去驱动建造。”

实现建筑业全生命流程数字化并不是件容易的事。在接受 PingWest 品玩专访时,云浪生说:“建筑业是离散型作业,数据的集中和连通难度很大。”

广联达的做法是,结合精益建造理论方法,把 “人机料法环”各个要素的信息都收集了起来,通过数据和算法分析实现达到设计方案最优、施工方案可行、经济方案合理后,再将整套数字化的方案真实建造出来。

“数字建筑”理念带来了流程上的革新。比如在设计阶段,以前可能仅仅是设计师的专利。如今“协同设计”的出现,打通了 BIM 构件库、机电、水系统、通风系统、支吊架等全过程全流程,让施工方、运维方、业主都能参与到设计环节中来, 让方案更合理, 并实现个性化的设计和交付。

如今, 甚至还衍生出了智能设计, 几分钟就能扫描建筑物内部结构,并利用 BIM 技术进行处理,云端同步建模,借助机器学习来探索所有可能的设计方案, 并快速生成备选方案, 输出内装三维设计效果及部件精确的三维尺寸。同时,成本、进度等相关的施工数据也一应俱全。

建造阶段, 也有大量智能科技应用的创新。 例如在建造管理的数字化上, 从工地门禁系统人员进出,到施工单体进度,再到施工人员操作动作,“物联网+”的全面应用,打通工地神经脉络,全部一览无遗,所有数据了如指掌,自动分析关联数据为管理提供数据支持,实现了建造要素全面数字化(人员数字化、物资数字化、安全数字化、进度数字化)。

其中,分析与决策的智能化价值尤为突出, 通过智能预测和排序风险、 提供专家级调度分析建议, 并替代人力执行复杂任务、现场自动扫描和分析,这样一来,能够化解大量施工安全问题,保障工人生命安全。

不久的将来,施工建造还会涌现出更多智能替代技术,例如用于 3D 打印和砌砖的智能机械臂,工作效率能达到普通工人的 4 倍,并可以 24 小时连续作业,两天就能建好一座房子的基础结构。

除了兢兢业业、不知疲倦之外,它还可以看懂图纸,通过 3D 扫描技术,精确地计算出每一块砖头的位置,砖缝摆的分毫不差。再比如,可以自动绑扎钢筋的机器人,能够使用设计好的模型数据进行预编程,自动构建框架,快、准、稳、好地完成钢筋结构的工作。

而在运维阶段,智能化也有体现。通过 BIM 技术可以将施工和运维阶段的数据结合在一起, 不仅可以将数据通过模型动态立体的展示出来, 也可以结合数字建筑自适应的感知和预测技术,做到对温度湿度、空气质量、人流客流、设备运行状态、消防风险等多维的数据分析, 不仅提供全局的智慧决策, 并能有效预警并应对包括拥挤、 踩踏、 火灾等突发事故。

在智慧生活上,不仅可以在设计前期针对个人爱好提出对采光、热环境、照明、通风、室内噪音等的需求, 通过智能算法定制出最适合的居家生活方案进行建造, 在实际居住的时候可以通过对环境数据和体感数据采集,结合设计数据对比分析、智能调整设备数据达到最佳生活体验。

云浪生指出,在“数字建筑”理念下,上述充满未来科技感的新设计、新建造、新运维为代表的“三新”产业升级,将建筑业提升到现代工业级精细化水平,颠覆了未来人与建筑的互动体验, 让传统的建筑产业焕发出蓬勃的生机,并成为智慧城市、“数字中国”建设的必要一环。

广联达的“数字建筑”实践

云浪生告诉 PingWest 品玩,广联达已经将“数字建筑“的理念落实到不少项目中。比如北京大兴新机场旅客航站楼及综合换乘中心(核心区)工程,是钢结构BIM技术在工程造价领域的全面应用。

北京雁栖湖项目中,广联达采用 MagiCAD三维模型深化设计,减少现场拆改,控制材料成本,工期总共缩短2个月,费用总共降低1,410,000元。

广联达还将 BIM 升级为城市维度的 CIM(City Information Modeling,城市信息模型),典型项目有青岛中央商务区。通过以CIM城市信息模型为核心“数字孪生”的科技手段,构建CIM平台和各智慧应用系统,有效提高城市部件事件预测预警、现场感知和快速反应的能力。提高运维管理效率,降低人工成本,延长城市部件设备设施使用寿命,为政府提供精细化的城市治理与服务手段。

目前,广联达正在重点发展数字项目管理(BIM+智慧工地)平台,该平台可以概括为“114N”, 也就是一个理念、一个平台、四大技术和 N 个应用,能够为建筑产业数字化转型提供一站式服务。

一个理念是指“数字建筑”理念, 是建筑产业转型升级的核心引擎;一个平台是指广联达 BIM+智慧工地平台;四大技术分别为 IOT、BIM、大数据和人工智能;N 个应用是一套兼容应用、开箱即用、开放给客户和生态伙伴的应用。

除此,它对施工客户和合作伙伴的核心业务场景,将充分释放客户价值和伙伴价值,实现“三个转化”和“三项赋能”。

对于使用者施工企业而言,数字项目管理平台实现“三个转化”:一是作业数字化,实现信息实时传递与留存,使管理更加立体,全面实时感知;二是管理系统化,实现统一数据标准,达成业务动态协同;三是决策智慧化,可供项目负责人合理高效决策,并及时预警风险。

在实现数字项目管理后,广联达数字项目管理平台还可以为合作伙伴带来技术、营销和资金三大方向的赋能,提供生态化解决方案,并借助自身营销渠道和行业资源进行规模化推广,以新金融+产业创投基金,推动互联网+建筑领域创新性发展。

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