廣聯(lián)達科技股份有限公司研究院院長劉剛在2017中國工程勘察設計行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇發(fā)言
大家好，很高興有這個機會在這里跟大家分享一下數(shù)字建筑如何來推動建筑產(chǎn)業(yè)的轉型升級。因為這個話題，應該說咱們共同探討的是建筑業(yè)的未來，目前以數(shù)字技術為代表的先進的生產(chǎn)力和生產(chǎn)的科技，如何推動整個行業(yè)的發(fā)展和行業(yè)的轉型。
在這里我從三個方面來跟大家做一個交流和匯報，一個是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化變革的一個大的趨勢，任何企業(yè)都會在一個行業(yè)的發(fā)展趨勢之下來進行自身的一個創(chuàng)新。另外一個是數(shù)字建筑如何讓我們的產(chǎn)業(yè)改變，帶來哪些變化；最后整個的行業(yè)發(fā)展是一個生態(tài)，會是一個共贏協(xié)作的平臺，這必將是未來產(chǎn)業(yè)的一個新常態(tài)。
產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在科技的推動之下，這兩年數(shù)字科技為代表的新興技術，已經(jīng)是日新月異，而且我們這兩年也能感受到這個行業(yè)或者整個社會，從以前的IT時代已經(jīng)到了一個DT時代，大數(shù)據(jù)的時代。那么在我們這個行業(yè)建筑業(yè)，以BIM技術為核心的，加上云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市這些相關技術，實際上已經(jīng)日趨成熟，對我們整個產(chǎn)業(yè)行業(yè)已經(jīng)從技術創(chuàng)新開始驅動和推動管理的革新，這也是目前我們行業(yè)和產(chǎn)業(yè)的一個大勢。
這里我們需要有一個認知的改變，就是在技術帶動整個社會發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革的同時，對我們對這個世界的認識也發(fā)生了一些變化。我們說有一句話，叫做數(shù)字時代三體共生發(fā)展，這個三體不是劉慈欣筆下那個《三體》未來科幻小說，而是說未來這個世界將會由意識人體、物理實體和數(shù)字虛體三個部分組成，意識人體好理解，就是我們每個人腦中的所思所想，這些內(nèi)容都會在我們?nèi)祟惖念^腦中；物理實體就是客觀存在的物理世界，這之間因為數(shù)字科技和互聯(lián)網(wǎng)技術的產(chǎn)生，會有一個數(shù)字的空間，會有一個數(shù)字的虛體，會有一個互聯(lián)網(wǎng)的Cyber空間。
就像我們做一個建筑設計一樣，你的所思所想在以前，要么你就畫在紙上然后去蓋，要么就是直接進行建造，所以等于是我們的意識人體直接作用于物理實體，這實際上試錯成本很高。有了計算機之后，我們把我們的設計思路、思想，通過軟件建模，形成數(shù)字模型、數(shù)字虛體，然后再進行實體的建造和施工。實際上這個未來來說，三體世界將會是在任何的生產(chǎn)活動和這個世界中客觀存在。
在這個大潮變革之下，也不是咱們中國在唱行業(yè)獨角戲，世界各個國家都在紛紛變革，比如說英國出臺數(shù)字英國戰(zhàn)略、德國數(shù)字化戰(zhàn)略2025、法國的數(shù)字化革命計劃2017-2027，包括中國的數(shù)字經(jīng)濟，以及十九大也提到了數(shù)字中國。所以這里包括一些企業(yè)，尤其是制造業(yè)，像海爾、西門子，都分別提出各自的數(shù)字化戰(zhàn)略。
所以以制造業(yè)為代表的這些先進的智能制造，在數(shù)字化變革之下，它真是走在了前面。因為無論是工業(yè)4.0還是美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是中國的智造2025，其實指的就是智能制造。而智能制造里面核心的數(shù)字科技、數(shù)字技術，在這里應用的非常普遍。
我們不舉國外的例子，就舉中國的例子，中國去年發(fā)射的長征7號火箭，這次火箭發(fā)射跟以往最大的不同，是在于它整個在實體生產(chǎn)之前，完整地通過數(shù)字火箭的平臺進行協(xié)同的設計、虛擬的預裝配、虛擬的生產(chǎn)、虛擬的試運行，完整地進行一個全過程的虛擬化；然后再進行實體的生產(chǎn)、實體的加工和實體的裝配，一次裝配成功，一次發(fā)射成功。
而這個物理的實體和虛擬的數(shù)字虛體之間，會通過CPS，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)里面叫信息物理系統(tǒng)，將實現(xiàn)虛實互聯(lián)。這是一個數(shù)字孿生的過程，這個制造業(yè)已經(jīng)先行先試，走在了前面。
我們再看建筑業(yè)本身，在數(shù)字化的變革之下它的水平到底如何。這個是麥肯錫全球機構的一個行業(yè)調(diào)查的指數(shù)，我們可以清晰地看到，建筑業(yè)排在第二倒數(shù)，僅高于農(nóng)業(yè)；房地產(chǎn)相對還高一點，居中；排在前面的是智能制造、金融、媒體和信息產(chǎn)業(yè)。所以應該說從行業(yè)本身的數(shù)字化程度、信息化程度還是任重道遠的。
在這個大趨勢之下，科技浪潮的推動勢不可當，同時建筑業(yè)本身自身發(fā)展的需求必須要轉型升級了，剛才幾位專家也提到了管理模式的轉型、商業(yè)模式的轉型、業(yè)務模式的轉型，其實這個產(chǎn)業(yè)本身就是應該用科技來驅動它走向新的未來。
所以這個來說，咱們就說你的客戶有沒有變化，客戶本身消費就升級了，從以前基本的需求，一個房子拿來住，到現(xiàn)在要追求舒適，尤其是健康建筑方面的發(fā)展；從以前標準戶型的房子，現(xiàn)在開始追求個性化；從環(huán)境、霧霾影響的要求，建筑業(yè)也是碳排放的大戶，這些方面來說都對建筑業(yè)提出了更高的要求。產(chǎn)業(yè)本身發(fā)展的低效，應該說建筑業(yè)平均利潤率是1%-3%，科技投入不足1%，再加上勞動力成本的提升，這些問題其實都是讓整個行業(yè)必須要轉。
所以在科技驅動之下，建筑產(chǎn)業(yè)到底往哪個方向轉？其實十三五規(guī)劃也好，還是相關的國辦19號文這些文件上已經(jīng)指明了一個方向，未來是工業(yè)化、信息化和綠色化，其實這“三化”背后的內(nèi)涵就是將建筑業(yè)提升到現(xiàn)代工業(yè)化的水平，這個本身也是建筑業(yè)轉型升級的方向，能不能達到工業(yè)級的精細化水平。
在這個方向之下，我們的目標到底是什么？這個目標我們可以參照一下英國建筑業(yè)2015的要求，二氧化碳排放量降低50%、成本降低三分之一、速度加快50%。這個目標行業(yè)內(nèi)是有爭議的，大家都認為這個目標太理想了，達不到這個要求。
我們跟相關專家溝通過，他說這個指標的提出不是拍腦袋提出來的，是由大量的建筑實證、數(shù)據(jù)說話總結出來的。英國尚且敢提出這個目標，對其他國家來說應該是一個很大的觸動。
所以這種行業(yè)大趨勢發(fā)展之下，我們的業(yè)務本身也不局限于中國，也是要全球化，而中國建造也是要走出去，所以我們必須要帶著科技走出去，就像高鐵一樣。
所以數(shù)字建筑我們不管它叫什么，姑且就叫數(shù)字建筑，它是一個數(shù)字科技和建筑業(yè)相融合的一種理念也好、一種行業(yè)發(fā)展的業(yè)務戰(zhàn)略也好，它能夠結合先進的精益建造的管理方法和理論，集成相關的要素、技術和系統(tǒng)，使它形成促進整個建筑業(yè)全過程、全要素和全參與方的轉型升級，實現(xiàn)數(shù)字化、在線化和智能化。應該說它既是一個建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，也是一個行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)。
所以它到底有什么特征呢？這個數(shù)字建筑本身來說，它是一種數(shù)字孿生的一種數(shù)字和平臺，數(shù)字化是基礎，在線化是關鍵，智能化是核心。我們分別看一下這三部分的特征。
數(shù)字化其實好理解，但是不能狹義地理解，不是光說像我們用BIM技術建模就是數(shù)字化，這充其量是整個建筑本體的數(shù)字表現(xiàn)，并不是關鍵技術；包括整個全過程也是數(shù)字化的。參與各方也是數(shù)字化的，生產(chǎn)要素、參與要素也是數(shù)字化的，整個這個產(chǎn)業(yè)都將成為數(shù)字化變化，這也是一個數(shù)字化的變革。
在制造業(yè)很多年前也有這種案例，當然這個案例沒有放大到那么全面，但是也進行了一些探索。比如說制造業(yè)，中國的飛豹戰(zhàn)斗機，這是中國第一次實現(xiàn)全機數(shù)字樣機，但是這個過程實際上波音777要比中國的飛豹戰(zhàn)斗機要早將近十年，全數(shù)字化的整機，從設計到加工、到生產(chǎn)、到裝備。所以這個來說，制造業(yè)這方面已經(jīng)從效益到生產(chǎn)的效率取得很大的進步。
在線化是關鍵，為什么叫在線化，不叫互聯(lián)化？不叫網(wǎng)絡化？其實那些都是手段，最終來說是否實時在線是結果，這個在線是虛實之間互聯(lián)互通、實時在線。說得理論一些，就是你的數(shù)字虛體建筑和實體建筑之間，無論是項目建設的全過程，還是全要素，還是全參與方，還是建筑本體本身，都是以數(shù)字孿生的形式存在。這個之間通過CPS是實時在線，這在制造業(yè)又已經(jīng)有這方面的先行先試。
我們就以GE公司的發(fā)動機為例，GE公司本身在發(fā)動機的商業(yè)模式上也是有創(chuàng)新，它現(xiàn)在不賣了，只租，維修服務也都是它要負責的。那么它怎么能保證服務和維修及時有效，保證客戶的使用安全呢？其實在這里可以看到，飛機在天上運行的過程當中，發(fā)動機里面都有各種傳感器，實時監(jiān)測運行數(shù)據(jù)，有了這個數(shù)據(jù)的基礎，我們就可以基于這些數(shù)據(jù)，能夠監(jiān)測到它的飛行狀態(tài)，對有可能產(chǎn)生的故障和隱患進行預測性維護和維修。
到了智能化，國家也把人工智能逐步上升到國家戰(zhàn)略，這個智能化里面的數(shù)據(jù)驅動實際真正是在演化人工智能，或者演化智能算法。這里的例子其實挺多。咱們最熟悉的是李世石下圍棋輸給AlphaGo，其實這是典型的數(shù)據(jù)驅動來實現(xiàn)人工智能，下棋戰(zhàn)勝人類。
還有一個例子是沃森醫(yī)生，這是IBM推出的，已經(jīng)在上海運行了。沃森醫(yī)生給一個癌癥病人診斷，出具診斷方案僅僅用了10秒鐘，但是這10秒鐘背后大家可以看到，它后面閱讀了上千部的醫(yī)學著作，20多萬篇的論文、60萬治療方案、6萬多次的實驗數(shù)據(jù)、10萬多份研究報告，就這10秒鐘，通過大量的數(shù)據(jù)驅動，加上它的智能算法，從而產(chǎn)生人工智能，這是典型的一個案例。
在這個大趨勢之下，數(shù)字建筑會給建筑業(yè)帶來什么樣的變革和改變呢？我們以終為始，未來我們的建筑產(chǎn)品會發(fā)生變化，這三方面的變化比較有代表性。一個是的個性化需求的建筑產(chǎn)品，也就是說在傳統(tǒng)的工業(yè)化時代，都是標準化、規(guī)?；?，但都是千篇一律的，你能買到的車我也能買到。什么叫奢侈品呢？都說限量版是奢侈品，這是為你而造的。但是未來真的可以用規(guī)模化的方式實現(xiàn)個性化定制，這將會是一個個性化需求，滿足每個人不同的居住需求、使用需求的建筑產(chǎn)品。
還有就是能否達到工業(yè)級品質的建筑產(chǎn)品，能否達到以人為本的健康建筑產(chǎn)品，其實這個健康建筑中國現(xiàn)在也已經(jīng)開始提出了，從以前的綠色建筑的標準，到現(xiàn)在的健康建筑標準；美國從Lid標準到現(xiàn)在Well標準，都在強調(diào)以人為本，服務于人，這種建筑的理念。
但是能否達到工業(yè)級品質，咱們也看一個案例。以蘋果總部大廈為例，這是喬布斯留給人類最后一個杰作。這個蘋果總部大廈先不說它投資多少錢，本身來說他是在追求整個建筑品質的極致，無論是從設計上還是在工程的質量上，這些方面都要求像蘋果手機一樣精致。這個建筑每個門把手的手板都要像Mac的電腦一樣那種手感、那種精致、那種質感。
在建筑設計深參考蘋果美學極致的要求，簡約到極致，而又非常實用。建造過程精細化程度極高，就以幕墻為例，偏差要求在零點幾毫米，他還覺得不夠精度，他覺得工業(yè)里造手機都是零點零零幾毫米的誤差，那建筑業(yè)為什么達不到？他已經(jīng)換了三個承包商了，還是達不到他的要求。
你看他的交付驗收這一塊，在七面工程驗收上不能有一個指紋，所以這些方面真是追求建筑產(chǎn)品的極致，這是產(chǎn)品本身。
建造過程中，未來我們會有三新，阿里提出了四新、五新，新制造、新零售、新物流、新金融等等；建筑業(yè)應該也有三新，新設計、新建造、新運維。
這三新有什么不同呢？首先新設計階段，將會是一個全數(shù)字化樣品的一個階段，就像我們剛才看到的數(shù)字火箭一樣，在完全的實體建造生產(chǎn)之前，全數(shù)字化、全過程，這個過程不光是設計的過程，這幅圖上可以看到，它會有三部分組成，首先設計的時候用戶不參與，因為有了以用戶為核心的虛擬平臺，用戶可以直接定制需求，把需求可視化出來，跟設計單位進行互動和聯(lián)系。
在這種情況之下，我們的協(xié)同設計肯定也是通過這個平臺能夠多方協(xié)同、多專業(yè)協(xié)同；同時這個時候生產(chǎn)廠商也進來了，還要進行深化設計、公益設計和虛擬的生產(chǎn)；這時候施工單位也進來了，也在這個平臺上和這個網(wǎng)絡之中進行虛擬的施工、虛擬的裝配，論證它的裝配方案，是否具有可行性；運維階段，是建筑的可用性，整個是一個完整的IPD過程，而這個IPD是全數(shù)字化虛擬的過程。
這個過程最終會交付一個全數(shù)字化的樣品，這個全數(shù)字化樣品本身會是一個有建筑本體本身各種的數(shù)字化，也是有數(shù)字化的設計模型，可以讓設計的方案最優(yōu)；同時通過剛才的各種論證和模擬，讓整個施工方案也最合理，同時它的商務方案也明確，這個過程中最終數(shù)字化樣品中也是涵蓋所有的信息。
到了建造的階段，這個建造階段核心就是要工業(yè)化建造，這個工業(yè)化建造是信息化和工業(yè)化兩化融合的的間作，而這里不能只狹義地理解，只是裝配制造、只是工廠的制造，這不是真正意義的工業(yè)化制造，而是現(xiàn)場本身也是工業(yè)化的，它實際是工廠工業(yè)化和現(xiàn)場兩個工業(yè)化。而整個這個產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)線是通過軟件和數(shù)據(jù)形成的一個數(shù)字生產(chǎn)線，將會把工廠、現(xiàn)場整個形成一個數(shù)字的生產(chǎn)線，產(chǎn)業(yè)鏈的一個大的工廠，這樣的話把我們的建造過程提升到工業(yè)級品質。
實際這里提升到工業(yè)級品質，我們舉三個典型的場景，一個是經(jīng)濟建造的場景，你的計劃是否能達到工序級末位計劃，你的計劃是否能精確到小時甚至分鐘，甚至于更精確的時間點。其實我們也了解過，中國目前建筑業(yè)在管理水平上比較高的，能達到周就不錯了；我們參加了六次美國精益建造大會，精益建造大會上分享的案例以及我們了解到，他們基本是精確到天就不錯了。
但是在制造業(yè)來說，這個顆粒度是根本不夠的，所以我們建筑業(yè)能否到工業(yè)級的水平，這是一個很量化的水平。你的偏差是否在毫米以內(nèi)，你是不是真正形成一個工序級、工藝工法級這些方面完整的管理體系和精益的水平。
到了實際的生產(chǎn)和建造這個過程，剛才提到它是否能夠真的用數(shù)字化的技術形成數(shù)字產(chǎn)業(yè)鏈，以現(xiàn)場裝配施工為驅動，驅動整個工廠計劃的自動排成，通過這種調(diào)動系統(tǒng)，能夠驅動數(shù)字化的加工和生產(chǎn)，從而驅動整個物流的配送，實現(xiàn)即時可配送。最終完成現(xiàn)場實體的裝配，這個過程都通過數(shù)字化生產(chǎn)線進行智能化的調(diào)度，而且它鏈接的可能不是一個工廠，可能是多個工廠服務于一個現(xiàn)場。
到了工地本身來說，我們現(xiàn)在也在提智慧工地。實際上未來工地應該更加智慧，現(xiàn)在我們只能說是智慧工地的初級階段，未來工地現(xiàn)場是否能夠機器人作業(yè)，以及通過各種的智能調(diào)度系統(tǒng)和人工智能能夠指導綠色性的作業(yè)。
運維階段我就不詳細說了，但是建筑本身真正地可以自我去管理、維修和維護，因為未來都通過各種感知實時地獲得，通過數(shù)據(jù)分析知道這個燈泡和這個設備可能什么時候要換。因為現(xiàn)在都是通過檢查計劃、巡檢預檢，都是人去檢查；未來這些數(shù)據(jù)和感知通過建筑自身就可以運行，也將會像有芯片大腦一樣自我感知，能夠為人提供人性化的服務，而不讓自己去開空調(diào)、調(diào)燈光，它感受你的環(huán)境。
數(shù)字建筑雖然描述的是我們未來的一個場景，但是整個行業(yè)的變革已經(jīng)在路上，所以它也會必將帶來項目層面、企業(yè)層面和產(chǎn)業(yè)行業(yè)層面等各個層面的數(shù)字化變化。我們舉幾個例子，比如說首都新機場，是項目現(xiàn)場數(shù)字化變革和應用的一個例子，這個工程也是北京的一個重點工程，它相應的施工單位應用BIM的技術為核心，實現(xiàn)了深化設計、預制加工、動態(tài)的管理、方案模擬和項目的全過程管理；也是以BIM技術為核心，又融合了物聯(lián)網(wǎng)技術、智慧工地的各種人、機、料這些方面，都進行了有效的整合和智智慧化，實現(xiàn)智慧工地的應用和管理，實現(xiàn)項目全數(shù)字化的管控。
還有就是企業(yè)，其實企業(yè)的數(shù)字化變革，在制造業(yè)，像海爾、西門子都提出了數(shù)字海爾、數(shù)字西門子，整個的變革過程當中都進行了各種的變革措施。
這個案例是湖南建工的一個案例，把每個項目都應用BIM相關為主的一些產(chǎn)品和數(shù)字化的技術，實現(xiàn)之后再接入企業(yè)服務云；在企業(yè)服務云的基礎之上形成數(shù)據(jù)的整合和鏈接，實現(xiàn)整個這個系統(tǒng)的數(shù)字化。
這個是在每個工程現(xiàn)場使用相關的BIM技術，連入的企業(yè)服務云。每個項目現(xiàn)場從崗位這一層到項目管理這一層基于BIM5D，可以實現(xiàn)進度、成本、質量、安全，就是技術線、商務線、生產(chǎn)線全線的管控，管控的過程當中，這些系統(tǒng)是接入到云端的，數(shù)據(jù)本身是實時在云端進行呈現(xiàn)。
到了項目管理這一層，可以基于真實的數(shù)據(jù)實現(xiàn)對每個項目的進度情況、偏差情況、質量安全情況、合同收益的情況，實時進行分析和過程管理，基于真實的數(shù)據(jù)。
而到了企業(yè)這一層，是可以基于所有的項目抽提上來這些數(shù)據(jù)，是一百多個項目在同時應用BIM相關的技術，這些都接入到企業(yè)云。我們平時在信息化過程當中，以前也有信息化的管理系統(tǒng)、各種項目的管控平臺，但更多是自上而下的。
實際大家發(fā)現(xiàn)沒有，它是從崗位級、項目層開始應用相關的產(chǎn)品和平臺，這些接入到企業(yè)的云端，企業(yè)就會基于真實的數(shù)據(jù)做出決策和判斷。比如說某一個事故在多個項目中出現(xiàn)，這時候基于大數(shù)據(jù)的關聯(lián)分析，就可以發(fā)現(xiàn)這個事故的背后到底是什么原因產(chǎn)生的，馬上就可以發(fā)現(xiàn)有同類特征的工程存在潛在的事故風險，馬上可以進行預測性的干預，提供服務和管理。所以這些都是今后有大數(shù)據(jù)的基礎之上，再加上智能人工算法實現(xiàn)這個環(huán)節(jié)整個的提升。
到行業(yè)環(huán)節(jié)，我們只舉一個例子，這是貴州交易中心的一個案例，大家都做過招投標，投標和評標整個這些過程會有各種數(shù)據(jù)產(chǎn)生，而這些數(shù)據(jù)也會有各種行為數(shù)據(jù)。比如說這里通過大數(shù)據(jù)可以分析出來，這是一個抱團分析模型，綠色的是中標，紫色的是投標，也就是說這家單位在多個項目上都中標了，但是每一次中標都有那幾家單位參與投標。
再看數(shù)據(jù)后面的結果，可以看到抱團投標的單位，其中有一家單位投標了181次，抱團這種現(xiàn)象出現(xiàn)76次，一次都沒中標，很明顯這些是陪標的。對行業(yè)的監(jiān)管和服務，我們有數(shù)據(jù)的支撐，將會更加有支撐，今后造假的成本將會是巨大的。行業(yè)的征信和誠信不是沒有制度，是因為管理成本太大，有了這個之后，這些通過數(shù)據(jù)是不會說謊的。
所以未來來說，數(shù)字化變革對整個行業(yè)和產(chǎn)業(yè)，包括在每個企業(yè)都是一個沖擊。但是對于企業(yè)來說，未來就是兩個選擇，要么是建平臺、搭平臺；要么就是做專做精，接入平臺，每個人在產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)都會找到自己的位置。同時這個環(huán)節(jié)也不光是在物理世界中發(fā)生，它必將在數(shù)字空間中產(chǎn)生，所以每個企業(yè)也將是數(shù)字孿生的雙體。
這個平臺也不是一家之作，是由多家共同搭建這個平臺，最終我們通過這個平臺來構建整個一個產(chǎn)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)。廣聯(lián)達是數(shù)字建筑平臺服務商的定位，也愿意用科技來創(chuàng)造美好的環(huán)境，用科技助力工程項目成功，促進創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，謝謝大家！
