勘察設計行業數字化核心技術推進方案

程杰

（中鐵上海設計院集團有限公司 上海市 200073）

結合企業自身的重點規劃和目標，關鍵是圍繞核心市場掌握具有市場競爭力的數字化核心技術。通過廣泛調研、認真思考，主要從“為什么做”、“做什么”及“如何做”三方面思考勘察設計行業數字化核心技術推進方案研究。

1 掌握數字化核心技術的重要意義

企業數字化轉型是勢在必然，意義重大。

1.1 世界新一輪科技革命促進產業變革是外生源動力

世界新一輪科技革命和產業變革迅猛發展，世界正處在一個從工業時代向信息時代加速轉型的大變革時代。社會發展模式，正從基于工業技術專業分工取得規?；实陌l展模式向基于信息技術賦能獲取多樣化效率的發展模式轉變。

1.2 黨中央、國務院倡導經濟社會轉型發展的要求

黨中央、國務院高度重視云計算、互聯網、大數據、5G等新一代信息技術與實體經濟融合發展，通過對人、機、物的全面互聯，構建起全要素、全產業鏈、全價值鏈全面連接的新型生產制造和服務體系，加速向數字化、網絡化、智能化方向延伸拓展，加快數字產業化、產業數字化發展，推動經濟社會轉型。

2020年8月21日，國務院國資委辦公廳發布了《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》，關注技術、管理、數據和安全，提出產品創新數字化、生產運營智能化、用戶服務便捷化、產業體系生態化等四個轉型方向，突出打造制造類、能源類、建筑類和服務類等四類數字化轉型示范標桿。

1.3 建筑行業邁入智能建造世界強國行列的需求

建筑業是國民經濟的支柱產業，為我國經濟持續健康發展提供了有力支撐。但建筑業生產方式仍然比較粗放，與高質量發展要求相比還有很大差距。

圍繞建筑業高質量發展總體目標，以大力發展建筑工業化為載體，以數字化、智能化升級為動力，創新突破相關核心技術，加大智能建造在工程建設各環節應用，形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系，提升工程質量安全、效益和品質，有效拉動內需，培育國民經濟新的增長點，實現建筑業轉型升級和持續健康發展。

到2025年，我國智能建造與建筑工業化協同發展的政策體系和產業體系基本建立，如圖1，建筑工業化、數字化、智能化水平顯著提高，建筑產業互聯網平臺初步建立，產業基礎、技術裝備、科技創新能力以及建筑安全質量水平全面提升，勞動生產率明顯提高，能源資源消耗及污染排放大幅下降，環境保護效應顯著。推動形成一批智能建造龍頭企業，引領并帶動廣大中小企業向智能建造轉型升級，打造“中國建造”升級版。到2035年，我國智能建造與建筑工業化協同發展取得顯著進展，企業創新能力大幅提升，產業整體優勢明顯增強，“中國建造”核心競爭力世界領先，建筑工業化全面實現，邁入智能建造世界強國行列。

2 企業需掌握哪些數字化核心技術

2.1 企業數字化轉型的內涵

《上海市工業互聯網創新發展促進數字化轉型研究》一文中指出，企業數字化轉型是形態的重構，是組織的再造，是文化的變革，是打造數字基因?！丁肮べx上?！比晷袆佑媱潯分赋龊诵膬群菍崿F三大內容的轉變，一是從網絡中心轉變為知識中心，從單位高質量發展轉變生態高質量發展，從自動化轉變為數字孿生。

《關于深入推進本市國資國企工業互聯網創新發展促企業數字化轉型專項工作的通知》中，分行業明確數字化轉型目標：制造類企業實現智能驅動、知識制造；服務類企業創新C2M服務模式，供應鏈更趨優化；科研類企業聚焦領域關鍵技術取得突破；建筑類企業聚焦數字孿生，實現“設計-建造-運維”全鏈條延伸；投資金融類企業實現產融深度對接，基于工業互聯網的金融創新活躍。

圖1：數字化企業架構

2.2 企業數字化建設的目標

企業數字化建設的目標是實現管理數字化、手段數字化與產品數字化。通過新型能力建設充分發揮信息技術賦能作用，支持業務按需調用資源以快速響應市場需求變化，形成輕量化、協同化、社會化業務服務新模式，動態響應用戶個性化需求，獲取多樣化發展效率，開辟新的價值增長空間。

企業數字化建設目標主要包括：

（1）構建服務數據化網絡：降低成本、提升運營績效、改進勘察設計服務質量、安全生產與服務、客戶數字化服務需求。

（2）數字優先的客戶互動模式：客戶互動模式（支持、數據共享、服務鏈信息傳遞）將需要在線上/數字化/自助擴展。

（3）技術使能的運營模式：運營模式需要數字化，以考慮更多的自動化解決方案、更大的信任以及自助服務。

（4）數據驅動型商業模式：數據的使用/分析、云計算、BIM、IOT、大數據等將是企業更好地適應未來產業模式變化的核心建設因素。

（5）數據與智能愈發重要：通過數據獲得洞察、業務運營的彈性、提升客戶體驗、打造數字化信任、驅動服務創新的軟件開發能力、數字化基礎架構的彈性、新生態鏈的評估、內外業務運營的連接能力、工作模式升級發展。

（6）數據要素的應用：推動基于數據的信息透明和對稱，提升企業綜合集成水平。

（7）推動基于數據的價值在線交換，提升數字企業價值創造能力。

（8）推動基于數據模型的知識共享和技能賦能，提升生態組織開放合作與協同創新的能力。

（9）數據應用成效：提高資源綜合配置效率、綜合利用水平、綜合開發潛能。

（10）打造持續賦能的協同工作體系：建立緊密合作關系網絡，探尋數字化發展的基本規律和方法論，不斷研發方法庫和工具集，做好國家宏觀和企業微觀之間的橋梁。建設診斷、貫標、示范、服務、平臺、政策六位一體協同工作體系。

2.3 企業數字化企業架構設想

數字化企業架構一般包括：數據資源層、數據傳輸層、數據處理層、客戶端應用層如圖1。

企業數字化頂層規劃設想為：通過梳理各類既有資源（人力、財力、物力、項目技術庫、管理等），增建必要資源（物聯網等新手段），建立數據倉庫，結合企業各業務版塊形成數據集市（勘察設計、全過程咨詢、工程總承包、投融資、智能制造、運維），通過數據驅動與知識驅動實現數據與資源科學、有序流動（借助大數據、5G技術、人工智能等技術），搭建各類應用場景與服務管理平臺，逐步實現管理數字化、手段數字化與產品數字化，培育數字化產業，最終達到企業數字化轉型目標。

2.4 企業重點打造的數字化核心競爭力

2.4.1 管理數字化

實現核心業務系統的數字化管理，一般包括人力資源管理信息系統、財務管理信息系統和經濟管理信息系統。每個核心業務系統都按照統一的模式和標準建設，按照統一的技術標準實現協同和數據共享。

2.4.2 產品數字化與數字化產業

2.4.2.1 傳統勘察設計版塊的數字交付與數字孿生

“數字孿生”是指在虛擬空間構建數字模型與物理實體交互映射，真實描述物理實體全生命周期的運行狀態。

對傳統勘察設計領域，就是指在建設實體工程之前（或同期）創建數字孿生虛擬數字模型，在三維幾何模型的基礎上，賦予時間、物性、狀態等特性，實現全生命周期（規劃、勘察、設計、施工）的工程建造。

2.4.2.2 基于物聯網、人工AI技術的數字化應用（服務）管理平臺建設

在虛擬數字孿生模型的基礎上，將大數據、AI等先進技術融入數字模型中，使之具有“能感知、會思考、可執行、可進化”的智能體或數字化應用管理平臺，如數字城市與智能運維平臺，不僅有“大腦（人工智能）”，還有“眼（物聯感知）、手（自動化控制）、脈（基于功能需求的邏輯脈絡）、心臟（平臺運行狀態自評估）”等一體化智能協同體系，達到驅動治理數字化、經濟數字化和生活數字化，實現治理更智慧、經濟更智能、人民生活更美好。

2.4.3 基于5G、大數據、人工智能的新基建等衍生出的數字化產業

基于信息化與實體經濟深度融合而催生的BIM+GIS（3D數字化設計，測繪、地理信息系統），建筑工業化、數字城市、數字交通等新型數字化業務，基于大數據價值衍生的數據庫服務，數據處理與數據價值挖掘等。

3 打造數字化核心競爭力工作方案思路

3.1 廣泛開展調研與咨詢，將打造數字化核心競爭力納入企業規劃

通過開展相關政策調研與學習，把準建筑行業發展大方向。

通過開展相關協會與標桿企業調研，找準企業發展著力點。

通過開展信息化調研，了解當前信息化建設情況以及服務廠商。

通過開展數字化調研，了解數據化架構、內容、成果形式，評估、分析企業數字化工作的難點與薄弱點。

借鑒各行各業數據應用場景和數字化轉型案例，梳理企業業務架構、應用場景規劃，并結合遠景目標層層拆解，細分到指標及標簽粒度，完成數據維度搭建，對數據應用規劃進行優先級排序，確定實施優先級及行動路線。

確定企業數據應用規劃核心內容，體現數字化建設的價值。

3.2 將數字化核心技術研究納入企業科研需求并重點推進

企業年度科研立項，與數字化、智能化相關的立項課題予以充分支持，結合企業自身的發展方向設立相應的研發中心。

3.3 數字交付與數字孿生工作推動方案設想

勘察設計數字交付是行業發展的趨勢，可通過BIM+GIS等技術手段實現。工作推動步驟是，第一階段，掌握各專業在線協同化設計技術研究；第二階段，基于新勘察手段的智慧設計一體化BIM+GIS系統正向設計。根據市場需求，有條件地，積極探索“規劃+設計+制造+運維”的全生態全產業鏈拓展。

3.4 基于物聯網、人工AI技術的數字化應用（服務）管理平臺建設

推動工作步驟是：第一步，調研、頂層規劃階段，最大可能借助外部標桿咨詢機構力量做好企業的頂層規劃；第二步，針對企業各版塊與領域，成立專職推動工作小組，深入開展業務數字化頂層規劃與研究工作；第三步，將遠景目標任務進行分解，通過逐年穩步推進典型工程數字化應用場景與核心技術科研攻關。

借助于科研高校開展數字化核心算法與IT團隊力開展軟件平臺建設是十分必要的。

3.5 基于5G、大數據、人工智能的新基建等衍生出的數字化產業

在企業內部，重點推動智慧交通與新能源應用等新型數字化業務，實現科技成果產業化?？梢栽跀抵腔a業、產品產業化、智能裝備等方面進行深入研究，結合國家對“炭達峰、炭中和”的要求和目標，對新能源、能源裝備、電氣電子產品、高端設備等開展深入的研究。

勘察設計行業數字化核心技術的推進，本質上講是新技術條件下業務和營運的變革，要思考關于不同條件下數字化核心技術怎么樣去進行業務和營運的變革，才有可能在新生態、新場景之下能夠實現新的生長。