-1984年創(chuàng)刊-
-住房和城鄉(xiāng)建設部主管-
-中國勘察設計協(xié)會+中建東北院主辦-
-中設協(xié)建筑分會會刊-
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我國勘察設計行業(yè)正邁進數(shù)字化時代
2021年是“十四五”開局之年，也是數(shù)字化高速發(fā)展之年，“十四五”規(guī)劃明確提出，要迎接數(shù)字時代，激活數(shù)字要素的潛能，以數(shù)字化轉型驅動生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式的變革。當前，隨著經(jīng)濟和行業(yè)的不斷發(fā)展，從CAD(計算機輔助設計)到BIM，新技術不斷發(fā)展，勘察設計單位要盡快融入到當前的發(fā)展中，應用先進的技術提高自身生產(chǎn)力。同時新技術的應用對于提高設計單位技術水平、設計質量起著關鍵作用，并將重新改變和定義勘察設計行業(yè)。
我國勘察設計行業(yè)70年，從小到大，從弱到強，特別是改革開放以來，發(fā)生了巨大的變化：從一開始的爬圖板，到上世紀90年代的“甩圖板鬧革命”并全面普及CAD等技術，以及到最近幾年的BIM、云、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術的涌現(xiàn)，勘察設計行業(yè)正在悄然發(fā)生一場新的變革?；仡欉^去、展望未來，大概可以概括為以下三個演變歷程：
階段 | 特征 | 變革 | 行業(yè)影響 |
爬圖板時代 | 人工繪圖——用丁字尺、計算尺、鉛筆和橡皮等進行人工繪圖 | —— | 效率低下，設計師成為體力勞動者 |
計算機輔助設計時代 | CAD、CAE等設計軟件的出現(xiàn)，讓一大批的設計師從體力勞動中解放出來 | 工具革命,讓設計師從手工勞動中解放出來 | 提高了設計質量、加快進度，而且通過多方案的比選優(yōu)化，一般可節(jié)約基建投資 3% ～ 5% |
數(shù)字設計時代 | 基于BIM、云、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈及人工智能技術等的出現(xiàn)，使得各專業(yè)能夠在同一個平臺協(xié)同，大大減少設計時間的重大浪費 | 系統(tǒng)性革命,重新定義設計，并帶動勘察設計及建筑工程全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新和生產(chǎn)方式變革 | 不僅提高了設計的效率，通過設計+引領了建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的整體效率提升 |
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數(shù)字設計開啟設計行業(yè)效率革命
和上世紀的CAD計算輔助設計不同，本次的數(shù)字技術的發(fā)展，呈現(xiàn)更多元、更復雜和更系統(tǒng)的局面，不僅是更高效的設計工具，更重要的是數(shù)字新技術衍生的數(shù)字化思維，勢必徹底改變勘察設計行業(yè)，帶來行業(yè)效率革命。如：
1、基于BIM的多專業(yè)協(xié)同,讓各專業(yè)、各參與方在一個“模型空間”上相互交流，在模型建立階段有效地發(fā)現(xiàn)并解決了機電管線在設計中存在的大量碰撞及不合理問題以及幕墻在建模過程與已有建筑、結構、機電以及其本身之間的相互碰撞；節(jié)約了大量的時間成本，防止了“建筑、機電、安裝設備的專業(yè)沖突和碰撞”，防止了后期的各種返工風險。在實際工程中基于BIM模型的討論能大大提高解決問題的效率，像如此眾多專業(yè)單位之間的協(xié)調，采用BIM協(xié)調能比傳統(tǒng)方式節(jié)約50%的協(xié)調時間。
2、通過智能設計助手。隨著人工智能技術的發(fā)展，今后可以利用云端SaaS系統(tǒng)+機器智能快速地幫助設計師完成拿地方案、概念設計等環(huán)節(jié)的方案設計，提升整個設計前期的效率。設計師只需要輸入基地條件和容積率等參數(shù)，即可以利用機器算力枚舉出海量可能的設計方案，供設計師選擇。原本一個設計普遍需要耗費幾天的時間，但通過智能設計助手系統(tǒng)，可以壓縮到幾秒鐘，且錯誤率更低，將設計的成本由十萬級降低至千百元級別，節(jié)約大量成本。這將大幅減少設計人員。以數(shù)據(jù)驅動的一體化設計，將設計變得可計算、可分析、可優(yōu)化、可自動。
3、基于“數(shù)字孿生”技術，對建筑、施工和運維的全過程進行模擬。例如：過去設計生產(chǎn)火車，需要把火車生產(chǎn)出來，在京滬線上跑起來進行；今天可以通過虛擬高速列車在虛擬的京滬線上跑起來，測量不同的時速下高鐵的電流、電壓，穩(wěn)定性、安全性、可靠性，以及每個座位上的噪聲。在此基礎上快速地迭代產(chǎn)品的研究周期，提高研發(fā)效率。
4、基于大數(shù)據(jù)的線上設計中心，通過搭建數(shù)字設計平臺,設計師可以將設計過程中產(chǎn)生的各類知識資源以及業(yè)務經(jīng)營，沉淀為完整的知識資產(chǎn)庫，“內嵌”的各種標準化管理體系、構件、模型、標準、項目管理等知識庫，又可幫助產(chǎn)業(yè)鏈上下游的中小企業(yè)、設計師創(chuàng)客提高設計效能。通過平臺為項目和企業(yè)提供知識輸入，不斷夯實設計企業(yè)數(shù)字化基礎。
通過基于BIM促進了全參與方和全產(chǎn)業(yè)的協(xié)同，通過智能設計助手進一步解放設計師的腦力，并通過“數(shù)字孿生的全過程模擬”在一開始就避免了工程中的各種風險，將極大地提升設計行業(yè)的效率。
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“數(shù)字設計+”促進建筑工程行業(yè)
全產(chǎn)業(yè)鏈整合創(chuàng)新
過去的設計只是建筑產(chǎn)業(yè)鏈的一個“節(jié)段”，設計的引領性作用不夠。而數(shù)字時代，以數(shù)字設計+為引領,整合“建設方、施工企業(yè)、材料商、運維商”等上下游的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，實現(xiàn)設計育成到工程建設育成，改變生產(chǎn)模式、重構生產(chǎn)關系、促進商業(yè)模式變革，構建平臺+產(chǎn)業(yè)新生態(tài)：
1、搭建云端協(xié)同工作平臺，構建全過程數(shù)字咨詢生態(tài)。基于BIM、云、大數(shù)據(jù)集成的平臺，將業(yè)主、設計團隊、總包、分包、監(jiān)理、設材廠商、生產(chǎn)廠商等各參與方乃至最終建筑使用者連接在一起，以 BIM、 VR、移動等技術為手段，以集成消費者個性定制信息、不同專業(yè)設計信息、深化設計信息、施工建造信息、運維信息的虛擬化模型做為統(tǒng)一載體，實現(xiàn)單個專業(yè)內、多個專業(yè)間以及多參與方的異地協(xié)同設計與互動，并基于全生命周期的數(shù)字化設計、建造和運維模擬運行。形成建筑產(chǎn)品物理參數(shù)模型、項目管理過程模型、虛擬施工模型、虛擬運維模型等的“全過程數(shù)字化樣品”模擬。提前預見并解決設計、施工、運維中出現(xiàn)的問題。以很小的代價和最快速度實現(xiàn)建筑全過程的PDCA 的虛擬執(zhí)行和優(yōu)化調整，將后期生產(chǎn)、施工、運維產(chǎn)生的風險與問題前置。
2、打造建筑產(chǎn)業(yè)育成平臺，形成設計工程總承包生態(tài)。從數(shù)字設計院“一鍵導出”數(shù)字化圖紙、建材信息、虛擬施工模型、工序模型和項目橫道圖，通過建筑產(chǎn)業(yè)育成平臺和工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建立起工程項目全參與方的泛在連接，各方通過可視化的模型協(xié)作協(xié)同完成建筑工程的采購、施工、運維，更高效地實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的整合。
平臺提供生產(chǎn)協(xié)同、項目管理、知識管理、人才共享、財務共享、合約法務、供應鏈金融、技術集成等綜合服務，并圍繞建筑工程項目的全生命周期，整合中小建筑企業(yè)的設計方、施工方、材料供應商、智能家居企業(yè)等生態(tài)鏈企業(yè)，實現(xiàn)新要素整合、生產(chǎn)線數(shù)字化整合、供應鏈整合，實現(xiàn)數(shù)字化轉型的系統(tǒng)集成。
通過“項目大腦”，將生產(chǎn)對象，生產(chǎn)要素、管理要素等通過各類終端進行鏈接和實時在線，并對施工生產(chǎn)、商務、技術等管理過程加以優(yōu)化。實現(xiàn)“設計造價一體化、設計采購一體化、設計施工一體化”，精準控制建筑項目成本，實現(xiàn)建造的全過程、全參與、全專業(yè)的協(xié)同建造。大幅提升行業(yè)生產(chǎn)力水平，提高數(shù)據(jù)資源的利用效率，加速產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉型步伐。
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“數(shù)字設計+”賦能全要素
智慧城市建設與運營
“數(shù)字設計+”不僅促進建筑工程設計效率提升及建筑產(chǎn)業(yè)鏈的整合協(xié)同，也將賦能勘察設計、測繪工程、巖土工程、軌道交通、化工、冶金、水利水電工程等工程領域的全面數(shù)字化轉型，如：在城市的區(qū)域能源、水生態(tài)體系、市政環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、數(shù)字巖土等基礎設施領域，通過數(shù)字設計形成“數(shù)字孿生模型”，不僅可以指導基礎設施的智慧施工和建設，同時在運營階段集成各種IoT技術和算力算法形成“基礎設施運營大腦”，實現(xiàn)對基礎設施的運行狀態(tài)實時監(jiān)測，在線分析診斷，當基礎設施的狀態(tài)存在故障隱患時，自動觸發(fā)預警機制，派發(fā)任務單讓工作人員及時地進行檢測與維護，實現(xiàn)預測性維護，確保各類工程基礎設施始終處于良好的運行狀態(tài)，形成融合型新基建，打造數(shù)字孿生空間和場景載體高度融合、智能互動的運營體系。
同時，數(shù)字設計+也將助力全要素智慧城市建設：一是在城市設計階段，通過構建BIM+GIS+IoT等技術構建的時空一體化云平臺，以可視化的一張圖輔助設計模型系統(tǒng)，實現(xiàn)對地理信息、建筑設計、基礎設施、區(qū)域能源等數(shù)據(jù)集成，各專業(yè)可以在統(tǒng)一的設計平臺模擬，避免各專業(yè)“專業(yè)的碰撞”，并通過對水文地理、土地信息、氣候環(huán)境、建設項目、市政工程等城市數(shù)據(jù)的集成計算，實現(xiàn)針對城市發(fā)展、市政、交通、公共服務等關鍵決策領域資源的智能動態(tài)設計。協(xié)助城市管理者更直觀與全面地對比城市設計方案。
二是通過在城市設計階段大量的數(shù)據(jù)資產(chǎn)沉淀，構建城市的“數(shù)字底盤”、疊加、集成和融合城市和園區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)、區(qū)域能源數(shù)據(jù)、生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)及水、電、交通、綜合管廊設施運行狀況數(shù)據(jù)，形成城市的全要素的“數(shù)據(jù)中臺”，賦能智慧交通、智慧能源、智慧應急和智慧管廊建設，提升城市的運營效率；創(chuàng)新智慧物業(yè)、數(shù)字社區(qū)、智慧停車場、智慧樓宇等應用場景。
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面向未來
勘察設計企業(yè)數(shù)字化轉型的方向
數(shù)字化轉型已然成為行業(yè)發(fā)展新趨勢，將重塑勘察設計行業(yè)的發(fā)展新動能，也是勘察設計行業(yè)轉變增長方式，改變經(jīng)營方式的必然選擇。通過“數(shù)字設計+”引領、賦能優(yōu)化生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系變革。推動勘察設計行業(yè)從粗放、手工作坊式生產(chǎn)，轉變?yōu)榫G色化、數(shù)字化的高質量發(fā)展，達到資源配置效率的提升。
而作為市場主體的企業(yè)應該深刻把握這一輪數(shù)字革命，抓住數(shù)字化轉型機遇，提升認知維度，要以戰(zhàn)略思維、邏輯思維、系統(tǒng)思維和項目思維來應對復雜的市場環(huán)境帶來的沖擊。通過應用本體論、系統(tǒng)論、生態(tài)論的理論體系，構建連接、共生、共創(chuàng)、共享的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)轉型升級和創(chuàng)新發(fā)展:
一是明確數(shù)字化轉型是“一把手”工程，須站在較高的戰(zhàn)略視野，從全局出發(fā)制定轉型的頂層架構，同時保證架構的靈活性和演進能力；并結合行業(yè)規(guī)律和自身商業(yè)模式，選擇適當?shù)那腥朦c和優(yōu)先級，從核心問題上尋求突破，循序漸進，穩(wěn)步實現(xiàn)數(shù)字化轉型。
二是要以為客戶創(chuàng)造價值為導向，時刻圍繞客戶的需求并為客戶創(chuàng)造價值，重新梳理客戶的需求及流程，以創(chuàng)造性的、高效的數(shù)字化思維和手段幫助客戶解決問題。
三是以產(chǎn)業(yè)生態(tài)數(shù)字運營平臺為抓手，通過平臺賦能集聚生態(tài)、連接產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)運營，打造虛擬經(jīng)濟與實體產(chǎn)業(yè)相結合的產(chǎn)業(yè)新生態(tài)，構建數(shù)字勘察、數(shù)字測繪、數(shù)字巖土、數(shù)字交通、數(shù)字化工、數(shù)字冶金、數(shù)字水利水電等產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
四是加大經(jīng)營創(chuàng)新，走出“為設計而設計”的傳統(tǒng)經(jīng)營模式，以數(shù)字設計牽頭，向咨詢、工程建造、運營管理環(huán)節(jié)衍生，并形成設計與資本的多重業(yè)務組合，推動業(yè)務模式創(chuàng)新。形成數(shù)字設計、項目管理、工程咨詢、總承包綜合業(yè)務，以橫向一體化和縱向一體化的方式進行業(yè)務的拓展。
總之，在所有的不確定中，數(shù)字化是我們現(xiàn)在最確定的巨大機遇?？辈煸O計行業(yè)管理者和企業(yè)都應該積極把握這場數(shù)字化變革，重塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能，驅動下一輪經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)動機。
