文|本刊記者 孫璟璐
目前,國家已經把數字化發展放在了至關重要的位置。今年兩會的《政府工作報告》中提出,“十四五”時期要加快數字化發展,打造數字經濟新優勢,協同推進數字產業化和產業數字化轉型,加快數字社會建設步伐。推動數字化轉型已經成為工程建設行業響應國家高質量發展戰略的必然路徑,同時也是發展數字經濟的時代要求。
數字化技術已經在工程項目中的各個不同階段都有所應用,數字化技術的應用帶來了規劃和設計方法甚至設計理念的改變;數字化技術正在顛覆原有的工程建造技術體系以及項目組織管理方式;工程師們也已經在使用數字化技術提升運營維護階段的用戶體驗,以及為下一代工程產品的迭代進化做準備。
可以說,數字化技術在今天的工程建設全生命期中無處不在。數字化技術的發展已經走過了二維數字化,并且從單一的三維模型應用走向了集成式應用,正在邁向一個通用數據環境下的互聯BIM 時代。未來,技術的發展也必然會朝著數字孿生、大數據下的自動化和智慧化的方向不斷前行。
歐特克軟件(中國)有限公司董事長兼大中華區總經理李邵建認為,除了從項目全生命周期各階段應用的角度去理解數字化轉型,還應該從橫向融合的角度去理解數字化技術所創建的數據及其價值,以及對工程項目甚至是對整個行業所造成的全面深刻影響及關聯。在人類社會新經濟和新技術條件下,無論關注哪個項目階段,也無論處于行業中哪種角色定位,都在面對著如何有效發掘數據價值以更好地營造工程品質并迭代優化工程產品的新命題。
李邵建表示,近些年來,歐特克一直聚焦工程數字化核心領域的顛覆性創新,涵蓋了工程建設行業的未來技術研究、AI 人工智能技術、人機交互、機器人、未來新型制造業、制造業與傳統行業跨界融合等八大方面。這些研發正在持續不斷地孵化出創新的技術,著力在數據價值的發掘,并隨著核心軟件產品轉化為支持用戶完成數字化轉型的動力。實際上,挖掘數據及其業務價值是在工程項目各階段使用數字化技術的根本原因。基于此,歐特克確定了自己的技術愿景,也就是緊密圍繞以數據為核心的三個關鍵技術趨勢,即數據互聯、自動化以及基于數據的業務洞察。

創建相互關聯、協調一致的工程數據是數字化的基礎,針對海量數據的高效能自動化處理是數據真實性和業務效率的保障,基于海量數據形成的業務洞察,則是數字化賦能業務的根本所在。數據的互聯需要有基礎數據作為支撐,在此基礎上,歐特克將目光放在致力于數據的互聯互通,打破數據孤島。
如今,構建與業務緊密結合的通用數據環境,正是目前大多數已采用BIM的工程企業現階段的致力目標,也是未來進階到更高成熟階段的必由之路。通用數據環境 (CDE) 是一個用于收集、管理,并向整個項目團隊分發文檔、圖形和非圖形數據的結構化數據平臺。應用通用數據環境的技術手段,能夠避免手動重新創建數據的麻煩,項目團隊將減少查找、共享和協調信息所花費的時間,合適的人將在合適的時間訪問合適的信息,從而獲得更好的決策和洞察力。
將通用數據環境置于設計、建造過程以及業主業務需求的中心,能夠以唯一正確的工程真實數據源,賦能工程建設從業者開展創新,這已經在國際標準化組織 ISO-19650 國際標準中開始進行規范。通用數據環境以數據作為項目溝通、協同和決策的依據,相關人員可以隨時隨地查看項目的模型、圖紙、文檔,管理任務和進度,追蹤現場問題,從而將各個項目利益相關方的人員角色、生產任務和流程、生產技術資料等連接起來,形成數字化協同的管理要素。通過為整個項目提供更好的透明度和洞察力來降低風險,并實現持續改進和可預測性。

隨著全過程咨詢、EPC 工程總承包、建筑師全生命周期負責制的不斷發展,以及新冠肺炎疫情全球大流行的影響,數字化技術對于建筑業協作方式的影響也將進入新的發展階段。李邵建表示,我們與大量的用戶在進行溝通交流,很多人都表示希望獲得不斷增強的能力,那就是能夠更快地完成大量、繁瑣、甚至機械式重復的工作任務,實際上,這種能力正是基于數據的高效能自動化可以提供幫助的地方。有了自動化,人們就可以首先專注于那些更能體現設計師/工程師創意和價值的創造型任務,而讓技術來幫助解決那些原本需要消耗大量時間和精力的繁瑣和重復性任務。例如,基于數據的高效能自動化處理疊加上AI 智能算法,可以實現人力不可企及的完成復雜工程任務的超能力。這樣的自動化技術將使人們的工作更簡潔、更智能也更加趨向于最優解。
例如,Spacemaker 通過云計算和人工智能技術提供城市及建筑地塊的規劃、設計和相關分析服務,它將為城市化和可持續發展提供數據驅動的機器學習超能力。Spacemaker 可以幫助設計師即時進行規劃,幾乎可以馬上評估出在這塊地上可以新建多少公寓,建成后可得到的出租面積,以及地塊的平面布局和公寓的三維體量可能是什么樣子。設計師從而有能力根據早期規劃決策所需要滿足的廣泛標準進行規劃設計,并結合日光、噪音、密度、風向、視線等因素進行實時模擬分析。更重要的是,設計師有能力保留對城市和建筑的空間幾何形狀的控制,可以基于各種組合的設計性能數據對各種可能的方案進行方向性評估,而不再像傳統方式那樣完全沒有時間精力去嘗試不同的創新想法。當然,電腦并沒有取代設計師的角色,它只是把設計師從繁復的工作負擔中解脫出來,更有效的去審視自己的設計成果。
基于數據的業務洞察涉及到從設計到施工再到運維的全過程,設計和施工階段已經有豐富的應用場景,但是在運營維護階段,這個一直被寄予厚望的能實現巨量數據價值的階段,成功案例卻并不多見。大多數時候,項目竣工之后的相關信息是混亂的,即使它位于云端的通用數據環境中,也是常常散布在數千個文件中,以不同的格式被鎖定。為了讓其真正支持運營維護的業務場景,還需要進行大量的數據整理工作,而且這個過程還會產生大量的數據丟失和浪費。
數字孿生的概念被業界提出,從業者希望數字孿生能夠為運營維護的價值落地提供承前啟后的支撐。李紹建舉例到,例如某大學的科學和生物醫學研究設施項目,在設計和建造的過程中,會產生數以百萬計的數據點,來自于不同的空間、系統或者設備構件;從交通空間的動線定義、教室的平面布置,到需要獲得自然采光的窗戶數量、支持建筑空間的結構和機電設備系統,再到某個特定的設備或構件,其中的任何一個數據點,可能都會產生成千上萬條相關信息。
數字孿生技術支持在設計和建設期間廣泛信息采集的獲取,包括所有各種設計和施工過程模型、開放數據格式、Excel 文檔和竣工模型。通過對各種工程設施資產的空間、系統以及構件的使用需求定義及相應的資產分類編碼,向上溯源至設計到建造整個過程的信息集成,從而真正將結構化的一套孿生虛擬建筑資產連同它內生提供的業務洞察,交付到運營維護者的手上。
這將對運營管理者作出明智決策和采取有效行動所需的洞察力給予數據支撐,它將告訴設計師做出相關決策的原因,以便他們理解每個具體設計細節;它將為承包商提供采購和安裝信息,使他們深入了解在什么樣的時間點上,什么樣的建筑方法和材料的效果更好;在調試特定設備組件時,它會通知設施運維團隊何時更換零件以避免出現故障。
創新技術為人們展現的愿景仿佛觸手可及,然而我們需要更加聚焦在當下。通向未來之路是否順利,有賴于今天是否能夠將BIM 數據真正落實到全生命周期的技術及管理價值的創造中,只有將設計和建造過程中傳統的各種信息和業務線條、邏輯關系等實現了數字化,才談得上工程建設方式的數字化轉型升級。
李紹建強調,歐特克始終專注于為創建 BIM 數據和管理 BIM 數據提供底層的技術標準及平臺,通過開放的架構和開發接口,與垂直行業的合作伙伴在他們擅長的細分領域,共同提供全生命周期的業務解決方案,共同建設和發展以數據為核心的數字經濟生態系統。但不僅于此,正所謂“一花獨放不是春,萬紫千紅春滿園”。歐特克從誕生之日起就極其重視生態系統建設,我們的成長也有賴于合作伙伴的支持,通過打造充滿活力和開放互聯的本土生態系統,歐特克與行業伙伴共同努力,已經在技術標準、管理平臺、生產崗位專用工具、高新技術拓展、配套支撐資源、社會綜合效益等方面,一步一個腳印實現了中國本土價值的落地。今年4月正式推出的歐特克 ECO-X 行業數字生態加速計劃,支持創新、孵化技術、培育生態,致力于與業界生態企業進一步推動工程建設行業的數字化轉型。只有擁有一個茂盛且有活力的生態系統才能為技術的可持續發展帶來持久動力;開放、包容、創新的數字化生態環境才能從根本上促進整個行業數字化的健康發展。