尹奎 中建三局一公司技术中心主任教授级高级工程师，BIM领域资深专家，完成10余个基于BIM的相关研究课题，获省部级以上科技进步奖 13 项；公开出版专著3部，参与编写“十二五”国家重点图书出版规划项目《BIM应用·施工》；获国家级工法2项，省部级工法14项，获得发明专利及实用新型专利14项，授权软件著作权4项；发表SCI、中外核心期刊论文14篇，主编了省部级以上规范、标准7项，主编国家标准《预制组合立管技术规范》等国标行标规范图集4项，主编中国中施企协团体标准1项，参编国标图集2项；获中国建筑业协会、中国施工企业管理协会、勘察设计协会、中国安装协会等组织的BIM大赛等多项大奖。中建三局第一建设工程有限责任公司始建于1952年，创立70余年来持续位居世界500强企业中国建筑集团旗下三级号码公司“排头兵”地位，是全国第三家、中建集团首家三级法人单位施工资质全行业覆盖的“三特四甲”企业，拥有12项住建部核准资质，是中建系统资质最全的施工企业，现有职工12000余人。—文 | babayage编辑 | RQ《科创人》致力于分享面向大变局周期、高复杂场景的认知与思想，期望为数字化变革者带来深层启迪。本期《科创人》奔赴深圳，对话中建三局一公司技术中心主任、BIM资深专家尹奎，复盘BIM引进、应用、发展的相对完整脉络，窥探在建筑行业这一支柱型产业中，推进数字化转型的深层智慧。BIM，建筑行业数字生产力主要导向BIM指建筑信息模型（Building Information Modeling），是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，在设计、施工、运维方面很大程度上改变了传统模式和方法，使项目信息共享，协同合作、沟通协调、成本控制、虚拟情境可视化、数据交付信息化、能源合理利用和能耗分析方面更加方便快捷。科创人：从各国政府发展经济战略的层面来看,BIM已经成为提升建筑业生产力的主要导向,是开创建筑业持续发展新里程的理论与技术，BIM是何时进入中国的？在引进过程中遇到了哪些问题？尹奎：BIM技术大约在2003年前后进入我国工程建设业，无论是深度还是广度方面来看，国内BIM技术还只是开端而已，未来的路还很长。这项技术终会融入到工程建设各行业，站在当前世界角度来看，BIM无疑已是主要潮流。在国内政府层面，早在“十一五计划”、“十二五计划”中关于建设工程信息化技术纳入发展大纲之中。目前BIM技术底层平台基本以国外平台为主，缺乏国产化是现阶段国内BIM发展的缺陷，当前国内BIM技术发展主要以国产化替代应用和开发为主流。BIM是建造行业未来发展的趋势所在，理应在引进国内后变得炙手可热，然而事实是BIM的推广效果不尽如人意，还存在不少偏颇意见，甚至在推广过程中也遇到很多困境，其背后的原因如下：第一，BIM技术缺少基础标准体系支撑。当前国内相关BIM规范标准较少，导致BIM没有相对统一的标准。其核心解决要点是解决共性的库族系统和建模部分。众所周知，对于制定BIM相关规范与标准这项工作，技术门槛要求极高，需要有一定的设计逻辑和工程建筑行业经验，还需要投入大量的人力、物力、时间成本，去整理各方面的条文条例和规范。很多单位也不愿意去做这种没有收益的基础工作，另外对于中小型设计单位而言，也不是有能力做的事情。第二，国内复合型BIM人才较少。据行业信息统计，国内施工管理人员中从事BIM工作不到5年的人员占比达70.5%，从事BIM工作5年以上的人员占比仅22.9%；而在实操层人员中有89%的人员从事BIM工作不到5年，拥有5年以上BIM工作经验的人员仅有8.5%。现有BIM人员水平参差不齐，也是直接导致BIM宣传难以推广的原因之一。第三，BIM设计费用低廉，限制了设计院的设计质量和设计深度。BIM设计基本上围绕正向设计和深化设计两个环节，设计院当前的正向设计受软硬件，BIM正向技术的影响，设计出来的模型仅能满足进行设计系统参数校核需，不能延续到施工阶段的使用，施工单位还得进行深化设计，设计单位不懂施工，进而导致设计周期增加，设计院的BIM质量低下，设计费用增长。第四，很多业主对BIM技术缺乏认知。在项目开展过程中，一些业主简单地略施了BIM之后，发现从设计到施工到运维的管理流程并未得到改善，数据接不上，于是开始对BIM产生怀疑。甚至很多业主不主动要求使用，拒绝BIM技术在建筑工程中的应用。原因是管理环节多了，员工工作量也增加了。第五，过度营销，真实宣传力度不够。行业内确实存在过度营销的情况，这造成客户期望过高，落地实现的比例较低，行业难免对BIM技术或BIM厂商给予负面评价，或失望。其实这对整个BIM技术产业的发展很不利。第六，BIM技术应用软硬件问题。硬件上：现阶段的BIM软件对电脑配置要求较高，十分影响工作效率和应用效果。软件上：BIM软件随着该技术的大力推广可谓是雨后春笋，五花八门，对于一个项目的开展与应用BIM，选择合适的软件极为重要。综上所述，若想推动BIM更广泛、更深层次的应用，仅凭项目主体一己之力是不可能的，需要建筑业各方面的共同努力。科创人：在您看来，BIM具备哪些价值，有可能对建筑行业产生怎样的推动作用？尹奎：BIM对建筑行业来说，最直接的影响，就是促进建筑行业的流程、生产方式的革新，提升行业生产效率和技术进步。最明显的体现在于降低决策成本和精细化建造。其次，未来行业的核心竞争力，是建筑产品低成本、高品质。如何能实现建筑产品从设计研发到虚拟演示，以及最终建造落地，全过程实现动态成本管理，把决策主动权掌握在自己手里，这个就要依赖于企业的技术管理手段。为认真贯彻“十四五”规划发展理念和加快绿色低碳产业的发展，多个省市相继发布关于“十四五”规划的发展方向和提纲。纲要中指出：围绕建筑能效提升、绿色建筑等重点方向展开编制，推动装配式高质量发展，推进BIM、智慧化建造发展。一时间BIM和装配式被推上风口浪尖，或将给建筑产业发展带来乘风破浪之势。它作为建筑业信息化的重要组成部分，凭借其自身的可视化、协调化等优势，为项目建设管理的各个阶段提供了有力的技术支撑，对整个建筑业传统工作流程产生了巨大冲击和改变。科创人：您在深研BIM的过程中，遇到的最大阻碍是什么，如何克服的？尹奎：遇到的最大阻碍是BIM技术随着建筑行业的发展，其本身产生了一定的局限性，BIM的3D数字化技术通过可视化方案，碰撞检测，能够描述设计师眼中的价值，但他本身对于材料，生产工艺，运输，施工过程描述具有局限性，无法将生产设备、施工工艺、人员、工期、质量记录等各种信息包含进来，形成建造过程的完整记录，而运维管理人员在BIM模型中找不到他们所需的全部信息，影响了用户体验与价值层面，无法满足普遍性的行业需求。个人认为BIM技术应当需要全过程集合信息化技术，建设工程各参与方通过基于BIM信息化管控平台提供的标准化作业环境，采集数据经结构化、非结构化数据库与模型做相应关联，信息流动，并最终形成数字档案，为建设工程全生命周期提供数字化解决方案。科创人：您在深研BIM的过程中，创造过的最大场景价值是什么，能否详细阐述BIM与场景结合的完整过程？尹奎：BIM技术是作用于建设项目全生命周期，可划分为项目设计阶段、施工阶段以及运营维护等阶段：项目设计阶段各专业资源共享，一次设计结构工程师对BIM建筑设计模型进行建筑受力分析及完成结构设计，赋予BIM模型建筑、结构信息，然后传递给设备安装专业进行给排水、暖通、电气等专业的设计工作以增加安装工程模型信息，最后形成涵盖所有专业数字信息的3D模型。深化设计则利用BIM模型根据现场实际施工情况，结合精装修、材料选购的情况利用BIM模型进一步深化。由于BIM模型的三维真实特性，它能直观反映施工过程可能发生的问题，并且将其提前到设计阶段来处理，减少施工反复，节省了建设周期的同时也节约了成本。施工阶段将建立好的涵盖所有信息的三维模型再次通过BIM技术手段进行虚拟施工，实现动态、集成和可视化的施工管理，在虚拟建造过程中对项目的潜在问题进行预测，同时还可以综合利用5G、物联网、AI等技术，实现智能楼宇设备的实时监控，进行智能化和可视化管理。运维维护阶段利用BIM技术形成的数据库，将包含设计、施工和运营管理等整个项目全生命周期的各个阶段的信息加以整合，搭建数字运维平台，与绿色建筑能耗标准值进行自动比提供预警功能；对能耗数据趋势分析预测及自动策略部署。与根据建筑类型，预设多种节能策略部署，根据建筑实际运行工况进行优化调节，具备学习功能，实现AI运行策略部署；与建筑运行能耗实时碳排放数据分析相结合，在系统平台中显示建筑实时碳排放情况。BIM技术与数字运维平台相结合，对建筑机电系统运行大数据的分析与计算，实现了建设项目全生命周期的管理。值得一提的是，经过以BIM为核心的数字孪生技术加持，数字化运维似乎有独立成长为一个完整行业的迹象，目前已经出现了一些以数字化运维为核心业务的创新型企业。– 广告–
数字化变革创造全新价值数字化运维，建筑行业潜力股科创人：《科创人》非常关注数字化变革过程中“涌现”出的新价值场景，数字化运维独特的业务价值是什么？服务于哪些客户？尹奎：区别于传统运维服务，基于数字孪生技术的数字运维，是以智慧建造作为基础，集成BIM数字化、IOT-物联网、运维大数据以及AI智能算法等技术于一体的数字化管理系统，以解决传统运维人效低、过程不透明、考核不量化、响应不及时、流程不闭环、执行力差等问题，最终实现建筑运维的数字化转型。根据数字运维业务侧重点属性不同，我们将数字运维类项目划分为建筑级数字运维、园区级数字运维、城市级数字运维三类。建筑级数字运维侧重楼宇的智慧化运维，以机电设备设施运维管理为主线，以数字化、可视化等先进技术赋能运维管理；园区级数字运维侧重各类产业园区、社区的智慧化管理，以新一代信息技术为载体，使得园区的管理更加科学、便利；城市级数字运维侧重城市的数字化治理，涵盖智慧城市各个细分领域，以“互联网+”和大数据，云计算发展战略为抓手，深化信息化与城市经济社会融合发展为主线，实现智慧生活，智慧经济，智慧医疗，智慧政务，智慧治理和管理等。数字运维潜在客户主要分为四大类：一是物业类公司如万科物业、保利物业、碧桂园服务等；二是政府机构如各级政府单位；三是大型企业总部如万科总部、华为总部、天安数码城等；四是知名互联网企业如腾讯、阿里、京东等。科创人：以商业性为标准，能否预估判断数字运维的潜在市场规模？尹奎：参照建筑行业的投资规模，按一线城市、新一线城市行政单位估算在保守、中性、乐观的不同条件下数字运维的投资规模分别为20、50、80亿元，和10、15、30亿元，测算得出一线城市和新一线城市数字运维建设的市场空间在中性条件下合计约为425亿元。
根据中国智慧城市工作委员会预测到 2022 年，我国数字运维建设涉及的数字化经济规模将达到 1000亿元。科创人：目前已有哪些企业从事数字化运维行业的创新探索？其核心能力与特色分别是什么？尹奎：在中建三局一公司内部，数字化运维产品服务主要由中建三局一公司安装公司（以下简称“三局一安”）提供，以三局一安视角进行竞争分析，大致可以得出以下结论：一是市场上的占优领域比较单一，但各有侧重，如博锐尚格专注建筑运维、华为技术专注园区运维、同方股份注重能源运维等；二是运维板块业绩方面规模普遍较小，但合同数量偏多，如博锐尚格作为建筑运维专业公司，年营收在5亿左右；三是在工程业务理解、综合资源组织、项目施工经验等方面互联网企业处于劣势地位，但在人才结构、创新意识和新技术应用方面互联网企业占有绝对优势。传统机电类涉及运维业务的公司，近几年正处于业务转型期，部分机电行业代表企业凭借资质、业绩、专业技术和政商关系等优势，逐步将商业价值链从建造延伸至运营阶段，并进行相关商业模式创新，但由于机电行业企业相对缺少信息化人才资源和互联网运营思维，在数字运维方面还没有出现明星产品和龙头企业，总体态势处于起步阶段，安装公司作为同行业代表企业，还有较大的市场机会和发展空间。科创人：三局一安计划如何实现数字化运维产品商业化？尹奎：采取联合体营销、投资带动建设、自研产品销售等多方式拓展市场份额。联合体营销方面，对接设备制造商、ICT厂商等资源，紧跟行业龙头企业市场布局，构建以大湾区为中心辐射全国的数字运维营销体系。以投资并购、直接购买等形式引进行业成熟技术产品，同时与头部企业强强联合，双方开展数字运维升级、改造、维护等一系列的专业合作，为用户提供全产业链的数字运维高级定制服务。投资带动总承包方面，尝试EPC+O、EMC等模式，以小额投资带动大额产值的创新商业模式。建筑行业数字化趋势&未来智能建造将成建筑企业核心竞争力科创人：短期内，建筑行业目前最迫切需要数智技术赋能的有哪些领域？尹奎：智能建造发展成为大势所趋，要加快形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链的智能建造体系，重点把握数字设计、智能生产、智能施工、智慧运维四个关键环节。聚焦数字设计，夯实标准化和数字化基础，打造建筑产业互联网平台。推进在工程全寿命周期的集成应用，强化设计、生产、施工各环节数字化协同，推动数字化成果交付和应用。科创人：在您看来，目前有哪些新技术、新应用，有潜力成长为建筑行业的标配工具？尹奎：建筑行业遵循“科技是第一生产力”的原则，人工智能因其强大的学习能力和高效的分析决策能力在许多行业起到了提高效率的作用，在建筑行业也已经有一定的渗透，现阶段基于统计机器学习的人工智能，在建筑行业中更多充当辅助的角色，如智能建造，建筑能耗预测等。但是，中国建筑行业应用人工智能受当前建筑行业整体现状限制，一方面建筑行业人力资源丰富，建筑企业并没有利用人工智能工具减少人工成本，例如设计院里面代替初级绘图员的动力；另一方面设计施工标准相对欧美体系整体而言较粗放，BIM的使用也并未成为行业标准或是主流。由于缺乏数据化管理，用以训练神经网络的数据集往往难以获得。全球范围而言人工智能在建筑行业的应用也仅仅处于探索阶段。若国内建筑行业发展人工智能的话，首先要满足设计及施工精细化，数据化，通过施工的精细化和规范化反作用于设计阶段的数据化，从而促进BIM设计的推广。在这样的基础上实现建筑设计行业数据的积累，才有助于人工智能算法的开发、训练和应用。随着施工企业一系列工程实践应用和企业信息化管理方面的高速发展，个人认为BIM后时代衍生出来的智能建造是必然成为施工企业数字化转型的核心，建筑企业数字化转型就是要实现智能建造这种新的生产建造模式，完成企业核心竞争力重构。未来建筑行业将出现在产业互联网支撑下行业生态加速变化的局面，建筑企业需要通过掌握智能建造，构建数字化基础设施，实现以数据为核心企业管理信息化和生产信息化闭环体系，以适应市场的不确定性，为用户提供品质更高、价格更低、企业获得利润更大的建筑产品。随着BIM技术研究的深入，BIM的内涵和外延不断丰富。数字孪生技术利用高精度的数字模型来描述和模拟现实世界中的事物，在BIM模型的基础上具备了更为广阔的领域信息处理能力，结合物联网将现实世界中采集的真实信息反映到数字模型当中，使之随现实进行分析计算，在数字空间内使用模型和信息进行预测性的仿真分析和可视化。基于BIM的数字孪生技术衍生出了城市数字运维、智能建筑等建筑新型领域。
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