我国设计企业数字化转型扬帆起航

■ 中国勘察设计协会信息化工作委员会副秘书长 陈超熙

近期，中央网络安全和信息化委员会印发《“十四五”国家信息化规划》。规划提出：“到2025年，数字基础设施体系更加完备，数字技术创新体系基本形成，数字经济发展质量效益达到世界先进水平。”这对我国勘察设计行业加快推进信息化建设、完善数字技术创新体系将起到积极的推动作用。

世界著名作家、大思想家斯宾塞·约翰逊曾经说过，“唯一不变的是变化本身”。改革开放以来，不论是勘察设计行业的管理者还是技术人员，都会对身边发生的变化感触很深。经历过手工画图、CAD、BIM、BlM+等阶段的变革，随着数字时代的到来，所有人都难以回避信息化、数字化的影响：改变我们的生活方式，颠覆我们的商业模式，冲击我们固有的思维方式，迫使我们重新认识外部环境、重新认识客户、重新认识自己；自我摒弃不适应当下大环境的固有东西，自我提升和超越是大势所趋。

在此背景下，勘察设计企业为顺应数字时代的发展，摆脱目前的被动局面，以服务为本，向着具有数字化思维，利用数字化手段，提供数字化工程技术，提升标准化、智能化设计的数字工程技术能力的服务公司转变，完成自身的数字化转型已成为必然选择。笔者在此分享近年来涌现出的数字化交付典型案例的创新点及企业数字化转型中的成功案例，供行业企业参考、借鉴，以共同提升整个行业的信息化与数字化水平。

数字化交付的实践

“花开中国梦”——第十届中国花博会项目

推进BIM技术在规划、勘察、设计、施工、运维中的应用，研究面向建筑全生命周期的协同工作模式提速。上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司、上海建筑设计研究院有限公司等在“花开中国梦”——第十届中国花博会项目中的应用创新点体现在以下几个方面：一是多源异构模型整合。根据花博会项目体量大、涉及面广、参与方多的现状，对项目整体进行BIM应用，将不同格式、不同数据来源的BIM模型进行整合，将多源异构模型轻量化后位置坐标转换，将模型整合到同一平台上，完成了项目整体的数字化预建，从而对整个花博会项目有整体、直观的认识，为进一步的BIM应用和精细化项目管理提供基础。二是土方平衡问题解决方案。针对花博会场地特点，基于场地原状模型和设计模型，结合软件开发和算法，研究了以施工便道为主要影响因素，其他条件为次要因素，更加贴近工程实际的土方平衡问题解决方案，并已形成配套应用软件，具有在市场推广应用的前景。三是苗木信息化管理平台的应用。花博会主展区和其西南拓展区内设计拥有近7万棵苗木，这些苗木种植和后期的运维管理是项目的难点之一。为了实现园区内苗木全生命周期的数字化管理，项目在BIM+GIS轻量化平台的基础上，建立了基于Web端的后台苗木信息化管理系统。利用苗木库和每颗树木的单独二维码，实现园区内苗木从采购、进场、施工种植直至后期运维的全生命周期精细化管理。四是利用BIM技术，前期设计阶段，多方案论证会后场馆的使用方式，依据会后建筑改造方向，建造时期进行大量钢结构的预留预埋，减少浪费。

上海轨道交通18号线BIM+IoT助力全线车站运维管理数字化转型项目

探索建筑工程数字孪生模型的典型场景应用，在设计阶段基于同一数据模型开展多专业协同设计，并开展拓展应用研究。上海轨道交通十八号线发展有限公司、上海磁浮交通发展有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院在上海轨道交通18号线BIM+IoT助力全线车站运维管理数字化转型项目中的应用创新点体现在以下几个方面：一是重视基于BIM+IoT的轨道交通数字孪生底座建设，其中，数字资产平台化交付技术、运维模型数据轻量化共享技术、运维动态数据自动化集成技术、室内融合定位技术等四大关键技术填补了技术路线空白；二是数字孪生驱动标准化运维管理业务，四项核心应用：基于数字孪生的设备管理、人员管理、客运管理、数据分析等创新管理模式；三是制定BIM与制造业、IoT数据交换标准，实现全业务链数据深度融合；四是优化移交流程，实现数字资产与实物资产的同步移交。

曲靖卷烟厂原贮丝房、成型车间搬迁改造项目

机械工业第六设计研究院有限公司在曲靖卷烟厂原贮丝房、成型车间搬迁改造项目中，在工厂不停产的情况下，通过将三维激光扫描、点云数据处理技术与自主研发的BIM技术结合应用，提前规划好项目搬迁改造方案，废旧拆除管道的重复利用率达到了40%以上，同时建立了完整的三维数字工厂数据库，在项目技改和后期运维过程中发挥了巨大作用。随着未来改扩建项目逐渐增多，BIM、三维激光扫描、“互联网+”等技术将会得到更广泛的应用，并在提高项目管理和运维管理水平方面发挥巨大作用。

湖北黄荆口水库工程设计BIM应用

建设过程中数据采集与管理规范，供应链物料信息、智慧工地实时数据集成应用；通过建筑工程全生命周期的数字化贯通，结合新型信息技术，建立基于信息模型的新业态。湖北省水利水电规划勘测设计院在湖北黄荆口水库工程设计的BIM应用中的应用创新点包括以下几方面：一是依据国家BIM标准及该院BIM实施指南，建立规范化的BIM设计管理流程，实现了水库工程勘察设计各阶段BIM正向设计。二是基于二次开发，实现了施工阶段BIM模型自动拆分、自动装配、自动编码，初步打通了设计BIM模型与施工BIM模型之间的壁垒。三是模型拆分功能大幅提升了施工过程模拟仿真、大体积混凝土温控仿真的效率和准确性；溢流坝段泄洪过程三维流体力学仿真验证了设计方案的合理性。四是采用可视化编程创建了交互式参数化模型，与内置参数化相比，可添加用户界面和增加反馈信息，实现设计与优化同步，提升设计效率和质量。五是开发Web端BIM+GIS数字化管理系统，辅助设计沟通，为今后扩展施工和运维阶段的应用奠定基础。

深圳前海项目

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司在数字化转型方面已经成为行业领头羊，其BIM团队在深圳前海项目实施中的地质、地貌以及地下与地上工程三维信息数据得到了较为完整的留存。主要源于在项目实施前期就持续努力构建城市级BIM模型群，其完整的一整套BIM模型呈现了数字城市的雏形。其沉淀的、庞大的BIM基础数据为智慧城市建设奠定了坚实的基础。他们建立的前海地区建筑一体化制冷系统将成为前海智慧技术应用的第一个模块，包括智慧化的用电、传输、监控、调控、维护维修、核算及收支等管理。随后，道路、灯光、空气、水面等智慧化管理也将全面推进，还包括基于GIS的无人机智慧交通平台建设等高端应用。

深圳前海项目

进入BIM+阶段，强调的是“融合”。目前，积极应用BIM技术的项目都是通过将以前各自独立的技术、流程和数据结合在一起，从而创造出产品、服务及体验的全新组合，以重塑行业流程和结构。数字化转型之路始于设计和制造学科的融合，将数据置于中心，连接相关参与方，并最终释放自动化的力量。

建设适应数字化交付的信息化管理平台

互联网时代，资金、人、知识和信息等各种要素都是高速流动的，这种情况下，企业所拥有的数据与知识价值凸显。如何使数据和知识能够在各利益相关方之间进行应用、转换与创新，成为企业关注的焦点。因此，企业跟客户的关系、企业内部的管理模式，都将发生一场变革。下面分享3家企业积极应对变革、打造现代化信息化管理平台的先进经验。

国机工业互联网研究院有限公司

该公司数据中心机房是按照国家标准《数据中心设计规范》A级要求进行设计、实施的，满足《河南省公共机构绿色数据中心建设指导意见》绿色三星级要求。公司的智能化数据中心运维监控系统实现了对网络、网络设备、服务器、数据库、中间件、应用系统、机房环境等内容的集中监控和管理，完成对信息系统运行状态的监控和运行问题的及时处理，全面支持应用系统的安全、稳定、持续运行。其开发的智慧园区建设和管理应用涉及园区中央控制管理平台（含消防管控功能等）、客户应用端APP研发。智慧园区运维平台规划方向为：平台化、系统化、标准化、可视化、孪生化、可追溯、可控化。以园区人员管理、安全管理、车辆管理、空间管理、设施管理、能源管理等功能规划为需求导向，提供更加便捷的园区管理方式，构建园区内人、环境、建筑和谐共生的智慧园区生态体系，涉及信息录入、申请、查询、人管、监控、报警、控制、可视化界面设计（BIM模型）、数字孪生等。其主要特点：一是开展虚拟桌面技术的研究应用，以客户终端替代传统的PC机，支持远程办公、二维设计、三维设计的需要，以灵活、高可用、高可靠的调度策略，灵活使用硬件资源，降低采购及系统运行成本。二是自主研发的BIM与CIM轻量化引擎取得阶段性突破，在武汉卷烟厂三维可视化动力管网设备故障诊断管理系统中成功落地。三是智能人机交互及数字孪生软件系统在国家智能制造专项任务“个性化订单管理及生产运行管控系统”项目中得到应用。

黄荆口水库三维场景图

启迪设计集团股份有限公司

“十三五”开局之年，该公司就在私有云数据中心的基础上，借助“一体化协同设计平台”建设，实现从设计策划、设计过程、数字化交付、设计归档等全设计生命周期管理；借助人力资源、财务、业务一体化的ERP系统建设，完成企业财务分析、合同管理、项目管理、收入确认、精细化成本管理等体系化业财运营管控平台建设。在行业应用方面，近年来先后成立了BIM研究中心、工业化建筑设计研发中心、复杂结构研究中心等依托新一代信息技术为支撑的研发部门，且部分实现VDI虚拟桌面应用，在垂直领域深化信息技术与数字化技术应用。

深圳市华筑工程设计有限公司

该公司选择了适合中小企业的信息化或数字化建设方式。基于云端的协同管理（包括组织、项目、财务以及移动办公等功能）平台研发；设计方面对接第三方设计协同平台；相关应用对接市场上成熟的电子认证、专业财务、数字交付等模块。通过数据总线整合，既满足了设计企业的各种需求，也便于快速调整遇到的问题，化解了以往管理软件公司与设计企业之间长期存在的实施及成本顾虑。首先解决所有员工的使用动力问题，然后再提供流程驱动；其次是数据的采集。以前的数据采集都是人为输入，现在的自动采集多是发生在过程中，采集结束后，自动对数据进行分类筛选统计，根据每一个人、每一个角色在系统中的权限，查看与自己相关的业务；最后是数据分析。当数据积累到一定程度，可以利用大数据、云计算技术，做出智能分析和预测。该应用设计思路不仅适用于中小设计企业，尤其是偏远或贫困地区设计企业，大幅度降低信息化建设的费用（机房、服务器、系统及安全软件等），并将有效提升设计质量、水平和效率；其通用属性及未来底层数据总线处理方法也适用于大型设计企业的部分特殊项目应用，给设计企业提供了一个全新的、有价值的信息化应用选择。

厘清信息化与数字化的关系

信息化是一种管理手段，是将企业的生产过程、物料移动、事物处理、现金流动、客户交互等业务过程数字化，通过各种信息系统、网络加工生成新的信息资源，用来提供给各层次的人了解“业务现在是什么情况”“流程进展到哪里”等一切动态业务信息，以作出有利于生产要素组合优化的决策，让企业资源合理配置，使企业能适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最大的经济效益。目前，常用的企业信息化管理系统主要有：OA办公自动化系统；CRM系统；ERP系统、项目管理、知识管理系统及协同设计系统，等等。

数字化则是推进信息化的最好方法。所谓数字化，就是将许多复杂的、难以估计的信息通过一定的方式变成计算机能处理的0和1的二进制码。需要明确的是，数字化并不是对企业以往的信息化推倒重来，而是整合优化以往的企业信息化系统，在此基础上提升管理和运营水平，用新的技术手段提升企业新的技术能力，以支撑企业适应数字化转型带来的新要求。

过去，勘察设计企业产出的是图纸，现在进入数字设计阶段，增加了三维模型。有别于传统的二维CAD设计，数字化设计解决方案是以三维设计为核心，BIM为基石，并结合产品设计过程的具体需求所形成的一套解决方案。它与数字化制造、数字化仿真共同构成了现代建造业的先进数字化平台。在数字设计过程中，应当充分考虑可生产性和可维护性，即面向制造的设计。例如，焊枪的可达性、操作人员在狭小空间的可操作性等。把这些工艺问题、生产问题、维护问题拿到设计阶段去考虑和解决，减少制造环节的返工数量。随着人工智能、大数据、云计算等一系列新兴技术在经历了前期摸索式发展，并逐渐向产业和行业下沉后，充分利用这些技术把现实世界在计算机世界全息重建，这就是数字化。使其在我们所处的行业落地，就是我们要提供数字设计。

数字设计的目标：一是客户为先的文化。客户作是数字化服务的对象，要尽一切努力吸引、维系客户。为了加快数字化转型，必须打造可以满足客户需求的企业文化、可以令客户获益的功能，以及可以快速改变客户或帮助客户降低成本的服务。二是即时反馈。在数字化世界中，客户都期待着自己的请求能够立刻获得反馈。三是实时。应该能使用、返回最新数据，数据更新及时。四是自动化。数字化服务应该包含尽可能多的计算机处理过程，需要的人工介入越少越好。五是智能。繁琐的工作都应交由数字化服务处理，将客户或其他方面人员需要付诸的精力和所需的理解减至最低。六是在线。数字化系统应该能通过互联网从任何地点访问，不应对设备和使用情况进行任何限制。七是推进改变。应该是由数字化服务定义业务过程，而非业务过程定义数字化服务。数字化意味着业务过程需要改变，以便适应计算的世界。

数字化需要的条件：一是应用的范围。信息化主要是单个部门的应用，很少有跨部门的整合与集成，其价值主要体现在效率提升方面；数字化则是在企业整个业务流程进行数字化的打通，破除部门墙、数据墙，实现跨部门的系统互通、数据互联，全线打通数据融合，为业务赋能，为决策提供精准洞察。二是数据的角度。数字化带来了数据化，以往的信息化也有很多数据，但都分散在不同的系统里，没有打通也没有真正发挥出数据的价值。数据化是指问题转化为可制表分析的量化形式的过程，最直观的就是企业形形色色的报表和报告，即用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息和形成结论的过程。而数字化是真正把“数据”看作一种“资产”。如果一家企业，能够通过“数据资产”更好地盈利或者提升企业的效率，就可以说实现了真正的数字化。三是互联。现有的企业信息化系统搭建于以往互联网没有高度发展的时期，在当时环境下，整体的互联网发展与目前差异较大。目前来看，企业信息系统最大的问题是没有建立联接，特别是没有建立与客户的联接，有的企业也没有打通企业自身各个单元的联接，没有实现企业各个数据单元的联接。这种没有联接所造成问题是：效率低，特别是企业面对内部、外部的运行效率非常低下，响应环境变化的能力差。联接对传统企业来讲，一定会在改变企业效率、降低运行成本方面发挥重大价值，并且在联接的环境下，一定会重构新的商业模式。四是思维方式。以往的企业信息化从构建之初所体现的就是一种管理思维。当时所要体现的信息化管理目标是：管好、管死、管严格，并没过多的考虑用户需求的便利化。这种建立在管理思维环境下的设计企业信息系统，缺乏有效解决用户效率的思想。数字化的核心是要解决用户效率和经营效率，数字化转型的过程是要高度体现如何有效提升各个系统节点用户的效率，同时借助数字化转型的技术手段，推动企业经营效率的提升。五是选择适合的工具与平台。要针对公司内部需要提升效率的点，找到对应的工具。

新时代下，如何运用信息技术赋能，构建新能力，实现生产、运营、管理、市场、服务全面数字化，是每一家工程设计企业都必须思考和推进的话题。无论是工程技术向着数字工程技术转变，还是传统勘察设计企业向着数字化企业转变的道路，都不会是一帆风顺的，一定是一个循序渐进、迭代更新的过程。数字时代的潮流裹挟着我们不断变革，虽然改变观念不易，但我们也要看到希望。随着生长在数字时代的设计新生代加入勘察设计队伍，无论从观念上还是习惯上都有助于设计手段和管理的变革，就像当年有些单位，伴随着大批年轻设计人员因为在大学中习惯的设计工具而使整个单位的设计工具转变一样，新一代的工程技术人员必将为勘察设计行业的变革带来新的气象。