新基建視野下的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路

文｜趙敏

與傳統(tǒng)基建相比，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)涵更加豐富，更能體現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟特征，側(cè)重于突出產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。無論是人工智能還是物聯(lián)網(wǎng)，都體現(xiàn)出加快推進產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的大趨勢。

一、新基建：后疫情時代的國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)力點

在過去的兩個月里，國家高層對國家新基建的發(fā)展做出了重要指示：2020年3月4日，中央政治局常務委員會召開會議提出，加快5G 網(wǎng)絡、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度。第一次明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是“新基建”發(fā)展過程中的重要內(nèi)容。2020年4月9日，中共中央、國務院印發(fā)《關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》，首次明確了數(shù)據(jù)是一種新型生產(chǎn)要素。

兩個文件奠定了數(shù)字基建大的方向和總體定位，在后疫情時代，中國將加速實現(xiàn)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為主題，做好企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字經(jīng)濟建設(shè)的工作，通過數(shù)字化技術(shù)助力實現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟的騰飛。

二、我們身處一個偉大的數(shù)字化變革時代

今天的數(shù)字化，實際上是一個覆蓋了傳統(tǒng)信息化的重要概念，其最重要的趨勢之一是各行各業(yè)都在向數(shù)字化進軍，所有能夠數(shù)字化的要素都在加速數(shù)字化的進程。

賽迪研究院和網(wǎng)信辦合作的一份報告指出，根據(jù)數(shù)字技術(shù)對經(jīng)濟社會影響的本質(zhì)區(qū)別，數(shù)字化可分三個階段：第一個階段是要素數(shù)字化（Digitization），第二個階段是業(yè)務數(shù)字化（Digitalization），第三個階段是數(shù)字化轉(zhuǎn)型（Digital Transformation）。

按照這樣的次序和步驟，企業(yè)擁抱數(shù)字化的三個階段是一個逐步演進的發(fā)展過程，邏輯上要素重構(gòu)，層次上由淺及深。

1.要素數(shù)字化（Digitization）：逐漸形成數(shù)字孿生

要素的數(shù)字化在幾十年前已經(jīng)開始，我們身邊的工作場景中幾乎所有的要素都在逐漸的進入“賽博空間”，在數(shù)字空間中形成了自己精準的數(shù)字映像，并且越來越像，彼此之間越來越相關(guān)，甚至開始了融合互動的歷程，逐漸形成數(shù)字孿生。

要素的數(shù)字化首先是將物理世界的自然信息通過傳感器采樣和量化，用二進制數(shù)字序列來表示實現(xiàn)數(shù)字化，計算機屏幕上所顯示的任何一個點、一條任意形狀的線、一個字符、一篇文章、一幅圖像、一種聲音、一個視頻、一個三維模型、一個仿真場景等，都可以看作是物理信息數(shù)字化的結(jié)果，都是由軟件定義形成；其次是將電子產(chǎn)品中的模擬信息數(shù)字化，如所有電子模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；然后是將人類語言、文字、符號等作品數(shù)字化；最后將人、機、物等要素數(shù)字化。

2.業(yè)務數(shù)字化（Digitalization）：重塑企業(yè)價值

實體事物逐漸有了自己的“數(shù)字孿生”，傳統(tǒng)業(yè)務模式被數(shù)字技術(shù)解構(gòu)和重構(gòu)，逐漸向著兩化融合、知識驅(qū)動、軟件定義、智能決策的數(shù)字化業(yè)務模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、高客戶滿意度、低成本，重塑企業(yè)價值?！叭咭坏汀?，是企業(yè)永遠的追求。

在數(shù)字化的業(yè)務邏輯發(fā)展之上，所有物理空間的信息逐漸被各種各樣的傳感設(shè)備感知到，任何一個系統(tǒng)從弱智的系統(tǒng)逐漸發(fā)展成數(shù)字化、網(wǎng)絡化，甚至智能化演變，第一步狀態(tài)感知，第二步實時分析，第三步自主決策，第四步精準執(zhí)行，形成cps閉環(huán)。如果有必要，還可以加入學習提升，不斷的去感知數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，進行機器學習和大數(shù)據(jù)分析從而獲得各種各樣的業(yè)務洞察。經(jīng)過一千次、一萬次的數(shù)字化演練之后，可以把一個業(yè)務做的更好，實現(xiàn)“三高一低”。

3.數(shù)字化轉(zhuǎn)型（Digital Transformation）

數(shù)字化轉(zhuǎn)型，即在抓好兩種“新生產(chǎn)要素”數(shù)據(jù)的前提下實現(xiàn)五個重構(gòu)，重塑企業(yè)價值。

兩種“新型生產(chǎn)要素”數(shù)據(jù)是指：在“賽博空間”通過大量的傳感器，用數(shù)據(jù)刻畫、描述和控制物理空間實體事物的形、態(tài)、質(zhì)地和運動方式，把過去一直在發(fā)生但是人感受不到、捕捉不到、或者感受到了但一直不了解的事物清晰化；在物理空間將實體事物的運行信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，通過分析與洞察，控制物理空間實體事物的形、態(tài)、質(zhì)地和運動方式。

在抓好以上兩種數(shù)據(jù)后，通過智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等工業(yè)轉(zhuǎn)型升級活動(在建筑業(yè)，也可以形成智能建造和建筑互聯(lián)網(wǎng)，幫助建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級)實現(xiàn)五個重構(gòu)，重塑企業(yè)價值，實現(xiàn)“三高一低”。

五個重構(gòu)即思維重構(gòu)，在現(xiàn)有生產(chǎn)要素基礎(chǔ)上，必須加上數(shù)字化維度去“升維思考”；戰(zhàn)略重構(gòu)，高度發(fā)達的數(shù)字化手段引發(fā)的工具革命，促進重構(gòu)企業(yè)戰(zhàn)略；技術(shù)重構(gòu)，原有技術(shù)體系的解耦、分化、重組、再封裝，重建技術(shù)體系；能力重構(gòu)，企業(yè)層面，實現(xiàn)CPS 賦能，社會層面，數(shù)字經(jīng)濟形成新動能；組織重構(gòu)，組織邊界逐漸模糊，組織本身不斷柔性化、動態(tài)化，隨時重組。

以ICT 技術(shù)在工業(yè)中的應用為例，ICT 不斷融入物理實體，賦能設(shè)備打破時空限制。

ICT 技術(shù)是數(shù)字技術(shù)和通信技術(shù)的統(tǒng)稱，IT指數(shù)字化技術(shù)，CT 是通訊領(lǐng)域的技術(shù)。這些技術(shù)不斷融入傳統(tǒng)的物理實體設(shè)備，比如說機床，使得過去“聾、啞、瞎、傻”的物理實體設(shè)備逐漸開始變得有感知，有數(shù)據(jù)反饋并有一些比較低端的智能，最后發(fā)展到比較高端的智能。讓人工“愚蠢”的機床等物理實體，逐漸有了類似于人類的“五官”，有了“大腦”和“神經(jīng)”。

一條公路、一座橋梁、一棟樓宇等其他物理實體也是同理。例如廣聯(lián)達信息大廈樓頂?shù)奶齑熬褪抢贸跫壍闹悄芗夹g(shù)，通過熱膨脹實現(xiàn)自動開啟，進而進行通風和光照?？梢哉f設(shè)備日趨聰明智能，是新工業(yè)革命的另一個重要趨勢與結(jié)果。

三、建筑行業(yè)的數(shù)字化

根據(jù)麥肯錫全球研究院發(fā)布的《想象建筑業(yè)數(shù)字化未來》報告，從全球來看，建筑業(yè)的數(shù)字化應用水平僅次于農(nóng)業(yè)，在全球行業(yè)數(shù)字化指數(shù)排行中居倒數(shù)第二位。但從另一個角度理解，建筑行業(yè)的數(shù)字化工作切入點很多，領(lǐng)域?qū)拸V，大有可為。我們可以看到，這些年在建筑業(yè)BIM 技術(shù)已經(jīng)開始如火如荼的展開應用，有了建筑的各種數(shù)據(jù)，在“賽博空間”可以精準的刻畫未來的建筑。

BIM 技術(shù)一直在助力“中國建造”的數(shù)字化騰飛。以敦煌文博會工程為例，該工程是利用數(shù)字技術(shù)，快速施工、精準施工取得優(yōu)秀成果的代表作，被稱為“沙漠里的敦煌奇跡”，不妨從此入手管窺數(shù)字化能為建筑行業(yè)帶來哪些價值。

1、“不可能的工程項目”

為加快推進“一帶一路”建設(shè)，2015年11月，黨中央國務院正式批準在甘肅舉辦首屆絲綢之路(敦煌)國際文化博覽會，永久會址設(shè)在新絲綢之路的標志性節(jié)點——敦煌，舉辦時間定于2016年9月20日。

文博會選址曾被規(guī)劃成旅游度假村，最開始的現(xiàn)實情況是現(xiàn)場狼藉，雜草叢生，幾乎是一片遺棄的破爛工地。8 個月，項目要從沒有圖紙，沒有建設(shè)者的艱難情況建設(shè)成26 萬平方米的場館和32 公里長的景觀道路，其中涵蓋國家級的敦煌大劇院、敦煌國際酒店和敦煌會展中心等大型項目。在工期短、任務重、要求高的同時，還面臨位置偏遠、環(huán)境惡劣、冬季極寒、春季強沙塵、夏季高溫酷熱等自然條件的挑戰(zhàn)和當?shù)亟ㄖY源不足，物資采購周期長等社會條件的挑戰(zhàn)。

當文博會的主賓國法國的駐華大使來到現(xiàn)場時，對項目提出質(zhì)疑：難道國際級的文博會要在鳴沙山下的一片荒草之地舉辦嗎？法國駐華大使認為在這樣的基礎(chǔ)上用近一年時間建成國家級的敦煌大劇院、敦煌國際酒店和敦煌會展中心，是一個“不可能的工程項目”。

2、工業(yè)數(shù)字化方法創(chuàng)造建筑奇跡

如何完成這項艱巨的任務？甘肅省政府與中建總公司聯(lián)合組建場館建設(shè)總指揮部，中建八局全面負責文博會場館建設(shè)，中國建筑上海設(shè)計研究院負責設(shè)計，甘肅省政府相關(guān)部門負責場館建設(shè)的外部保障工作，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思路，利用工業(yè)數(shù)字化方法進行工程建設(shè)。

敦煌文博會項目負責人黃強，是當年飛豹戰(zhàn)機研制的領(lǐng)軍人，曾經(jīng)用兩年半的時間完成了過去需要8年左右才能完成的戰(zhàn)機研制任務，刷新了當時的戰(zhàn)機研制速度。他將設(shè)計戰(zhàn)機的工業(yè)化思維和數(shù)字化技術(shù)，應用到文博會工程建設(shè)上。

以敦煌大劇院為例，這是一座需要空間可容納觀眾1400 席的大型多功能綜合劇場，總建筑面積3.8 萬m2，地下建筑面積超過1.2 萬m2，基坑最深處超過15 米。劇院需要具備大型歌舞劇、交響音樂會演出條件，因此功能復雜、設(shè)備系統(tǒng)眾多，其中包含大量舞臺燈光、機械、音響設(shè)備，以用來演出馳名海內(nèi)外的大型歌舞劇《絲路花雨》。

由中國建筑上海設(shè)計研究院領(lǐng)銜的整個項目有超過40 個專業(yè)同時協(xié)同設(shè)計，42 天即完成了三維數(shù)字化并行設(shè)計，58 天按時完成專項設(shè)計。項目全面采用BIM 技術(shù)，設(shè)計、采購、建造在同一信息平臺展示，避免錯漏碰缺，提高出圖質(zhì)量。搭建各專業(yè)設(shè)計模型百余個，BIM 協(xié)同設(shè)計模型十余個，有力地支撐了項目的順利實施。

同比規(guī)模體量相近的大劇院25 個月以上的設(shè)計+施工周期，敦煌大劇院僅為其1/3；全部主體工程僅用104 天；15 萬平方米的廣場石材鋪設(shè)僅用40 天。

同比國內(nèi)幾個大劇院工程，敦煌大劇院單位面積（或單個座位）造價均節(jié)省10%以上；采用當?shù)厥哪呓鸷湍窕吞娲O(shè)計材料，單項節(jié)省4000 多萬元，約50%；總工期從3年壓縮到8 個月，項目管理成本節(jié)省65%以上，資金成本（貸款利息）節(jié)省約35%。

數(shù)字化和模塊化是場館建設(shè)的主要手段。整個場館建設(shè)將數(shù)字化建造模擬先行，同時搭建BIM技術(shù)平臺，提高設(shè)計、建造效率，確保設(shè)計結(jié)果高度精確。會展主場館采用11 米高的挑梁無柱鋼結(jié)構(gòu)，主體工程鋼結(jié)構(gòu)采用工廠化預制、現(xiàn)場安裝的方式，一次做對無返工。

為了能保證大劇院的音響效果，項目利用數(shù)字技術(shù)進行了大劇院觀眾廳滿場混響效果及EDT(聲音豐滿度指標之一)分布模擬，保證聲音厚重雄渾，音質(zhì)豐富飽滿；此外結(jié)構(gòu)吸音、座椅厚度、墻壁材質(zhì)等也都經(jīng)過專業(yè)聲學仿真計算。

最終，38217.88m2的敦煌大劇院項目61 天完成2 萬余立方米地下混凝土結(jié)構(gòu)施工，77 天完成了8000 余噸鋼結(jié)構(gòu)制作-運輸-吊裝任務，246天建成；125061.92m2的敦煌國際會展中心，用時44 天完成主體結(jié)構(gòu)拆改及二次結(jié)構(gòu)施工，81 天完成機電安裝工程、外幕墻工程、室內(nèi)精裝修工程，178 天建成；90526.135m2的敦煌國際酒店歷時43天完成主體結(jié)構(gòu)封頂，鋼結(jié)構(gòu)用量約9700 噸，共32000 多吊次，文博會接待用樓154 天建成（整體306 天建成）。

敦煌文博會僅僅是數(shù)字技術(shù)在建筑行業(yè)產(chǎn)生巨大價值的一個案例，建筑業(yè)擁有廣大的轉(zhuǎn)型升級空間。

四、新工業(yè)革命推動行業(yè)轉(zhuǎn)型升級

回到全行業(yè)來看，中國在一些領(lǐng)域已經(jīng)處于第三次工業(yè)革命的前沿，比如消費領(lǐng)域，中國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新已經(jīng)走在世界前列。在制造業(yè)、高鐵、核電等領(lǐng)域處于先進水平，但在更廣的范圍內(nèi)各行業(yè)與先進技術(shù)的融合度并不高。中國制造業(yè)與發(fā)達國家存在很大差距，同時擁有提升潛力和創(chuàng)新空間。2015年國家提出互聯(lián)網(wǎng)+雙創(chuàng)+中國制造2025，實現(xiàn)中國的產(chǎn)業(yè)升級推動經(jīng)濟發(fā)展，同時也是一個結(jié)合中國實際創(chuàng)新催生新工業(yè)革命的過程。

那么新工業(yè)革命將有哪些特征呢？我們嘗試總結(jié)以下五點。

一是“人智”轉(zhuǎn)“機智”是機器發(fā)展的宏觀趨勢，硅基知識/數(shù)字生產(chǎn)力大幅度增長，物理設(shè)備變成具有一定智能的設(shè)備。

二是傳感器低價普及和軟件定義制造是微觀技術(shù)趨勢。傳感器低價普及后，傳感器替代人的五官，極大增強機器感知能力，加速物理空間信息數(shù)字化；軟件替代人腦的思考，算法算力急劇增加，定義材料/零件/系統(tǒng)的時空表現(xiàn)。

三是兩化融合，軟件閉環(huán)，CPS 使能技術(shù)形成。比特遇到原子，賽博融合物理，數(shù)字指令跨時空精準操控物理設(shè)備。

四是大范圍優(yōu)化配置制造資源，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)助制造業(yè)跨越時空界限。基于互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)多域而非局部、較大范圍而非較小范圍優(yōu)化配置制造資源。

五是基于新工業(yè)革命的展開，各種基礎(chǔ)設(shè)施日漸聰明，功能更先進，對人更友好，環(huán)境更和諧。從建筑業(yè)的角度來看智能讓城市和樓宇帶來更和諧的工作與生活環(huán)境；讓房屋實現(xiàn)人性化的感知與控制；橋梁實現(xiàn)預防性維修的數(shù)字孿生模型；高密度人員公共場所實現(xiàn)人群疏散的數(shù)字化分析，如何做到心中有數(shù)計劃有度疏散有路。

智能之下，建筑和人之間的關(guān)系和互動是行業(yè)要研究的嚴肅話題。所有建造出來的公共場所都是人本位的，建造意圖最終指向為人服務。

放眼全球，我們可以借鑒一些國外企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的經(jīng)驗和方法，參考埃森哲“數(shù)字化轉(zhuǎn)型框架”。企業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型和研發(fā)智能產(chǎn)品，可以從愿景與戰(zhàn)略、產(chǎn)品與服務、用戶體驗、平臺及生態(tài)系統(tǒng)、組織與勞動力等多個方面成體系的、分步驟的著力推進。

總體來說，未來數(shù)字技術(shù)將數(shù)字化一切可以數(shù)字化的事物，網(wǎng)聯(lián)一切可以聯(lián)接的事物，也就是前文所講，要素數(shù)字化、業(yè)務數(shù)字化的結(jié)果，必然產(chǎn)生智能建造及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。而建筑領(lǐng)域在數(shù)字化具有巨大潛力和無數(shù)切入點，在建筑業(yè)數(shù)字化的過程中一定要抓好兩種“新型生產(chǎn)要素”數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)字孿生，達成思維、戰(zhàn)略、技術(shù)、能力、組織的五個重構(gòu)，加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，形成新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)，助推建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。