智能建造步入“云端”
本报记者 柳 洁 董庆森
武汉光医院对讲系统谷内，占地面积约10万平方米的湖北东湖实验室建筑群拔地而起。“这个项目全面应用国产建筑信息模型(BIM)软件，通过‘模型+数据’的方式在勘察、设计、采购、施工、验收等环节有效传递信息，规避了90%以上预算外变更，工期与同体量建筑相比缩短6个月，实现了建筑数字化交付。”中信工程设计建设有限公司董事长金志宏说。
长期以来，传统工程建设各环节处于割裂状态，容易出现返工现象，导致建造成本增加。针对这一问题，中信工程通过持续研发、联合创新，实现了自主可控BIM技术从0到1的突破，在提高建造效率、节约成本和缩短工期方面发挥了重要作用，目前国产BIM软件已广泛应用于建筑业。
突破核心技术
在中信工程工作人员的电脑上，东湖实验室数字模型的建筑结构一目了然，每一处框架受力情况清晰可见，每一条电缆、每一盏灯泡都有迹可循。
“传统建筑项目建设模式是‘设计—图纸—建造’的单向过程，企业发现问题大多是在建造阶段，往往需要额外投入大量人力物力去解决，不可避免地增加成本。应用国产BIM软件后，工程技术人员通过对建筑的数据化模型整合，能够对建筑项目策划、运行和维护的全生命周期信息作出高效应对，从而提高工作效率、降低成本。”金志宏说。
国产BIM软件成功应用并非一蹴而就。本世纪初，BIM技术以能够实现建筑信息集成的优势，在全球范围内得到建筑业的广泛认可。“在应用BIM软件的过程中，我们发现，由于底层核心技术掌握在国外企业手中，自身缺乏国产自主核心图形引擎，各类相关应用软件必须依靠插件与国外软件进行信息交互，自主可控性不强。同时，大量工程建造数据、地理信息数据需要传到云端协作共享，数据安全存在风险。”金志宏说，“就好比在别人的地基上砌房子，再大再漂亮也可能经不起风雨。”
“BIM软件应用技术必须掌握在自己手中”，秉持这个理念，中信工程联合中国建筑科学研究院等国内产视频对讲学研用优势力量，共同开展BIM重大专项攻关。
项目攻关开展不久，就遇到了难题。由于BIM软件及相关二次开发软件种类繁多，研发团队各单位采用软件不同，数据之间无法流通共享。为此，中信工程组织行业头部企业的研发人员定期在武汉集中开展研发攻关，统一BIM数据格式，制定BIM数据标准接口，为填平信息鸿沟奠定了基础。
突破层层困难，BIM重大专项目前已完成60款BIM软件研发工作，软件代码自有率平均达到90%以上，实现了国外图形引擎替代、基本算法的底层技术攻关、关键人才团队建设和软件应用层面的数据交换，形成了覆盖工程建设全生命周期的BIM系列软件成果。“对东湖实验室项目的对比验证显示，国产BIM软件性能已接近国外软件水平。”金志宏说。
打通数据孤岛
“虽然国产BIM软件解决了核心技术从无到有的问题，自主性、可控性达到了评估标准，但在适用性方面还存在不小差距。”全国工程勘察设计大师王翠坤坦言。工程建设过程中，前期策划、勘察设计、施工安装、竣工交付和后期运营各阶段使用的BIM应用软件标准不一、兼容性差，数据间共享、交互、流转缺乏统一标准，形成数据孤岛，这些问题依然存在。
如何进一步提高适用性，成为中信工程BIM软件研发团队重点研究的问题。研发人员实现BIM软件三维图形可视化和算法全部国产化的同时，自主研发了智能建造平台，通过云端协作提高软件适用性，让“建造上中国云”。
“智能建造平台以协同共享模式打通国产设计BIM软件与国产施工、运营BIM软件的连接壁垒，形成具有统一性的建筑资源体系。”金志宏说，智能建造平台上，任何一个建造环节都可以在授权后启动相关联的数据应用，从而促进全过程全要素的数据流通，让各环节数据都能发挥最大价值。
比如在项目设计阶段，技术人员通过智能建造平台，把构成建筑的元素拆分成一个个数字构件，门窗、空调、桌椅等每个构件搭载不同的信息需求，快速对接工业制造企业，实现高效率传输，有效缩短施工周期。
“BIM就好比一台车，引擎和算法是‘发动机’。但一台好车光发动机好是不够的，还需要‘底盘’‘变速箱’等零部件的匹配和调试。”中信工程数字化与科技创新部总经理彭波说，智能建造平台就如同建筑行业数字化转型的载体与连接器，推动参与者互联互通，让工程建造更高效、更绿色、更安全。在国家网络安全人才与创新基地项目建设中，中信智能建造平台从设计、采购、施工到运维全流程采用数字化体系，最终节省成本12%、缩短项目工期10%、减少设计变更58%。
目前，智能建造平台入驻企业突破2000家，在线采购交易总额近10亿元。
拓展应用场景
BIM技术贯穿建筑工程全产业链，是建筑业数字化的基础应用，具有广阔的发展前景。“共筑BIM产业应用生态圈，已成为建筑企业的共识。”中信工程总经理杨书平说，“各类智慧服务场景还有待进一步开发。”
为加快构建国产BIM产业生态，中信工程从产学研用多个端口发力。2021年10月，中信工程牵头组建数字建造产业联盟，联合50家行业头部企业协同创新，共同搭建服务产业发展框架、打造数字建造生态圈。“上下游优势资源企业将共同扩大应用场景，在平台上进行数据要素生产和参与中试，加快迭代发展。”杨书平说。
同时，中信工程坚持推广应用BIM技术及工程建设全过程管理系统，实现建筑全生命周期“一模到底”，并加快BIM软件攻关成果的规模化效应，为提高建筑业生产效能、提升建筑品质带来更多可能。
应用落地，人才是关键。中信工程参与举办了首届“国产BIM应用百所高校邀请赛”，通过实操演练，搭建国产BIM产学研共享平台、合作交流平台，培育BIM技术后备军和领军人才，助力核心技术快速迭代升级。
“今年年初发布的《“十四五”建筑业发展规划》将‘推进自主可控BIM软件研发’列为任务之一。我们将继续专心研发，为自主可控BIM技术从1到10、到100而努力，努力构建智慧建筑的数字化底座。”金志宏说。
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