建筑業是我國國民經濟的支柱產業。國家“十四五”規劃綱要中明確提出將“發展智能建造”作為國家建筑業發展重點任務。圍繞智能建造，國家也在鼓勵數字化、人工智能沉入建筑行業的發展。

當前，建筑業正面臨重大轉型期，一座座建筑拔地而起，離不開一張張設計圖紙。眼下，國內建筑設計行業正在探索數字化轉型，打破千年來的“慣例”，讓設計、建造徹底告別傳統的二維工程圖紙，實現“無圖數字建造”。

人民網邀請到了全國工程勘察設計大師、全國勞動模范，中南建筑設計院黨委書記、董事長李霆，聚焦數字建造重塑建筑業新生態，與大家一同探索建筑業轉型新路。

李霆（左）接受人民網記者專訪。人民網記者 郭婷婷攝

建筑全生命周期管理平台推動建筑行業數字化

主持人：我們常說產業數字化，數字產業化，現在數字化轉型已經沉浸在了社會的各行各業。您能不能談一下建筑行業是如何擁抱數字化發展？又是怎樣用好互聯網平台這個工具的？

李霆：隨著以數字化、網絡化、智能化為特征的工業4.0，也就是第四次工業革命時代的到來，建造業與制造業的傳統邊界將被打破。工業4.0的本質，就是通過數據流動自動化技術，從規模經濟轉向范圍經濟，以同質化規模化的成本，構建出異質化定制化的產業。

也就是說，工業4.0時代制造業將通過高速網絡、大數據、物聯網和人工智能等技術手段，讓制造業的各個環節更加緊密聯系、高效協作，使得個性化產品能夠以高效率的批量化方式生產，實現所謂的“大規模定制”。而建筑業的產品往往都是定制化的產品，那麼在工業4.0時代，制造業將與建造業充分融合，建造業將徹底轉型為“大規模個性化定制”的制造業。

要實現這一轉型，首先要實現建筑業與高端制造業的深度融合。為此，中南建筑設計院引進高端制造業的產品全生命周期管理（PLM）理念和基於模型的產品定義技術（MBD），在全球率先建立建筑全生命周期管理平台。這個平台以“一模到底，無圖建造”為目標，建立三維數字MBD模型，打通設計、交付、審查、招標、施工、結算、運維等全生命周期，打破數據孤島，服務於包括建設方、設計方、施工總包方、分包方、招標代理方等在內的工程項目全過程參與方。

這個平台集三維設計、仿真、加工及項目管理於一體，具備雲端三維協同設計和交付，三維模型標注、校審和審查，虛擬設計建造，數字模型驅動智能設備，三維模型算量計價，多物理場仿真，低碳智慧運維等功能，實現建筑工程全專業、全流程、全要素的統一協調工作及管理，讓建筑“產品設計”和“工藝設計”融為一體，實現“一個模型干到底，一個模型管到底”。打造貫通項目全流程的建筑產業互聯網平台，徹底解決建筑行業“碎片化”的痛點問題，從而推動建筑行業數字化革命。

無圖建造項目——湖北省疾控中心。受訪者供圖

傳統建筑業將探索無圖建造、免費設計

主持人：說到數字化發展浪潮，您提到幾個關鍵詞：個性化、大規模、高效率，中南建筑設計院在全國率先探索“一模到底、無圖建造、免費設計”，能不能講述一下在數字化轉型方面你們有哪些探索？

李霆： 中南建筑設計院作為建筑行業的老牌“國家隊”，作為國有企業，要勇於承擔起引領建筑行業數字化轉型的使命。我們在全國率先提出“一模到底、無圖建造、免費設計”。

那麼，為什麼要“一模到底”呢？

建筑業產業鏈很長，而且由於當年學習前蘇聯的計劃經濟，整個產業鏈呈碎片化狀態，如可研、設計、招標、建造、運維等，產業鏈中的各方數據不流通，所用的數字模型不接軌，產品設計，也就是建筑設計與工藝設計，也就是建造設計相互分離，呈現出一個個“數據孤島”，嚴重影響了行業的工程質量和效率。而制造業尤其是高端制造業，產品設計與工藝設計是一體化的，設計制造安裝是一體化的，數字模型全程流通。制造業採用的“產品全生命周期管理（PLM）平台”，將三維數字建模、數字仿真驗証、數字制造、數字管理集中為一個平台，實現全專業、全流程、全要素的數字化統一協調管理。如波音公司在三十年前研發設計制造波音777的時候，就採用PLM平台和MBD技術，實現了全程無二維圖紙，完全靠三維數字模型，也就是數字樣機驅動全產業鏈。

在中國也是如此，上海江南造船廠引入PLM平台，實現了全程無圖建造海巡160輪﹔西飛集團在設計制造運-20大型軍用運輸機（胖妞）時，也實現了全程無圖紙設計制造和安裝。

所以，建筑業數字化轉型成功之路在於加快向一體化的制造業轉型。

中南建筑設計院與全球工業軟件頂級供應商達索系統深度合作，成立了聯合創新中心，將來自高端制造業的PLM平台和MBD技術引入建筑業。中南建筑設計院對制造業的系統進行深度二次開發，並在試點工程中推廣應用。建筑工程全生命周期管理PLM平台，是面向建筑工程的跨專業、跨企業、跨地域的全專業、全流程、全要素的數字化協同工作平台。這個平台支持所有用戶基於同一個三維數字模型開展協同工作。平台基於同一數據源，打通專業間、企業間的數據通道，實現“三維交付、無圖建造、造價精准、縮短工期、提升質量”的效果，最終實現“無圖設計、無圖審批、無圖招標、無圖建造、無圖結算、無圖運維”。引入PLM平台，還將徹底改變碎片化的工程管理模式、組織架構、業務流程和工作方式，倒逼碎片化的建筑業轉型升級，符合行業發展方向，具有“建立標准、打造標杆、重塑行業、發展產業”的潛力。這就是“一模到底”的意義。

無圖建造項目——武漢新一代天氣雷達氣象塔。受訪者供圖

為什麼要“無圖建造”？

無圖建造相當於手機導航，現在靠圖紙建造相當於拿著紙質地圖開車，“無圖建造”相當於“有人駕駛、手機導航”，下一步“智能建造”相當於“無人駕駛、電子導航”。所以“無圖建造”是“智能建造”的基礎，圖紙是給人看的，不是給機器看的，機器隻認識數字0和1，靠圖紙建造永遠實現不了真正意義上的“智能建造”，也就是“少人或無人建造”。

為什麼要“免費設計”？

數字時代最重要的資產是數據資產，一旦實現了“一模到底、無圖建造”，誰控制了三維數字模型，誰就控制了數據全產業鏈。如果收設計費，數字模型的所有權就是建設方（甲方）的了，設計院將永遠擺脫不了“賣苦力賺血汗錢”的命運﹔如果免費設計，設計院有了數字模型的所有權，就取得了全產業鏈的數據控制權，那麼就可以向所有下游企業收取數字服務費﹔這些服務費遠遠多於設計費，那麼就有可能成為工程界的蘋果公司，就可以成為Web.3.0時代的數字產業互聯網平台公司，這才是大型設計院、大型科技企業最好的出路。

主持人：建筑全生命周期管理PLM平台是高效率、大規模背后的重要抓手。這種技術上的革新，會不會對整個產業帶來“蝴蝶效應”？

李霆：“建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台”能夠徹底解決建筑行業的痛點問題，形成新的商業模式，具有廣闊的發展前景。

首先是解決建筑行業的痛點問題。

一是解決建筑業數字化轉型數據孤島問題。目前，建筑業主要採用BIM技術創建三維模型。但是產業鏈上下游設計、施工等企業的BIM標准各異，數據難以傳遞，造成了數據孤島，最終形成了無人願意為BIM模型買單的局面。“建筑工程全生命周期管理（PLM）產業互聯網平台”作為全產業鏈、全生命周期唯一數據源，可以徹底解決這一難題。

二是解決建筑業數字化、智能化水平不高的問題。目前BIM系統主要關注三維模型的可視化，現有BIM模型精度達不到高精度制造的要求，還只是設計模型而不是建造模型﹔也缺少數值仿真和科學計算的應用﹔而項目管理系統的功能主要集中在項目信息和流程的管理及協調上，缺少三維模型管理的能力。“建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台”採用的是高精度制造模型，另外還支持同一模型的仿真分析（CAE）和加工制造（CAM）等功能，實現設計、制造、施工、運維全程仿真化、智能化，節省項目投資，縮短項目建設周期，提高工程質量。

其次，建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台可以帶來商業模式的改變。

“建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台”的服務對象是建設方、總包方、審查方、招標方、分包方、供應商、運維方等產業鏈上下游相關方，通過提供定制的數字化服務幫助各方降本增效，營業收入來源包括向服務對象收取數字服務費。

這個平台為行業主體帶來的效益主要有以下方面：對於建設方，通過數字孿生模型，實現對建筑工程的全程透明造價控制，提高項目管理效率﹔對於設計方，准確獲取設計條件、設計資料和施工反饋，通過數字孿生模型建立數字樣房，減少錯漏碰缺，提升設計質量﹔對於施工方，直接獲取三維數字設計成果，預演施工方案，減少差錯率和返工率，降低施工成本，縮短施工工期﹔對於制造方，通過仿真模型預演安裝流程，減少安裝偏差，提高加工精度和加工效率。

不僅如此，建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台也會帶來全新的發展前景。

一是打造行業級互聯網平台型頭部企業。“建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台”提供的數字化、智能化服務將全方位賦能建設方、總包方、分包方、供應商等產業鏈上下游相關方，將建筑技術服務業這個千億級行業“打包”成“橫向跨專業、縱向全流程”的服務平台。依托這個平台，有望打造建筑業平台型頭部數字化產業互聯網企業，實現建筑產業互聯網平台經濟發展的重要突破。

二是為智能建造提供全新支撐。數字建造就是依靠數字完成的建造，而智能建造就是依靠由數字模型驅動的智能機器完成的建造。以“無圖建造”為特征的數字建造，是實現真正意義上的智能建造的基礎和必經之路，該平台的建設應用將為智能建造提供全新支撐。

三是降低工程領域腐敗風險，優化營商環境。“一模到底”不僅具有技術創新意義，還具有管理創新意義和社會意義。“一模到底”中的無圖紙審批審查、無圖紙招標和結算，將大幅減小政府行政審批的自由裁量權，從而大幅降低工程領域的腐敗風險，同時可大幅提高政府行政審批效率和質量，用數字化技術手段優化營商環境，助力提高國家治理現代化水平。

復制中國高鐵的發展之路 加快科技自立自強步伐

主持人：要成為世界一流企業，需要與一流企業合作或競爭。中南建筑設計院在這方面做了哪些探索，有什麼經驗可以分享？

李霆：中南建筑設計院已被湖北省政府列入“創建世界一流企業培育庫”名單中。我們認為，要創建世界一流企業，最好的辦法是，要麼與世界一流企業合作，要麼向企業一流企業挑戰。我們的做法是：與最優者為伍，向最強者挑戰。

廈門北站。受訪者供圖

那麼，在三維數字軟件方面，哪些是全球最優者、最強者呢？

按照馬克思主義的觀點，物質決定意識，生產力決定生產關系。最優的三維數字軟件一定出自數字化水平最高的行業——高端制造業。目前，壟斷全球高端三維軟件市場的前三名是：法國的達索系統、德國的西門子和美國的PTC，來自航空、造船等高端制造業。所以，我們就選擇了與全球排名第一的達索系統合作。

中南建筑設計院已基於達索系統的3DE平台，在武漢市“新一代天氣雷達”和湖北省“疾病預防控制中心”兩個項目中成功實踐了以“一模到底、無圖建造”為特征的全生命周期管理，這是全球首批建筑工程領域的PLM項目，實現了“降低造價、縮短工期、提升質量”的效果。隨著建筑PLM平台的推廣應用，以無圖紙建造為特征的數字建造、智能建造日趨普及，必將大幅提高湖北乃至全國的建筑業水平，這是典型的“數字經濟躍升工程”。

主持人：與一流的企業合作可以探索取經。我們一直在強調要加快科技自立自強步伐，解決外國“卡脖子”問題。在這個過程中，引進技術與自主創新、自主可控之間存在矛盾。請問我們應當如何看待和解決這一矛盾？

中南建筑設計院與法國達索在馬克龍訪華期間簽約現場。受訪者供圖

李霆：與芯片等硬件相比，我國在軟件方面與發達國家的差距更大。軟件自主可控包括基礎軟件自主可控和應用軟件自主可控。基礎軟件包括操作系統、數據庫系統和編譯器，這些基本上都被國外軟件商控制著。應用軟件必須靠基礎軟件才能運行，而操作系統、數據庫系統控制著一切數據，在美國Windows操作系統上開發、運行所謂“自主可控”的國產軟件，保証不了數據安全，也做不到真正的自主可控。

另外，國產可替代有“真替代”和“偽替代”之分。真替代是“飛機替代飛機，航母替代航母”﹔而偽替代是“大刀替代步槍，坦克替代飛機”，沒有意義。

所以，如同大飛機一樣，自主創新、國產替代是一個量變到質變的過程，做不到斷崖式的質變，切實可行的辦法是分三步走：

第一步，先引進高端制造業的先進工業軟件，如達索系統，吸收、消化、改造，同時引領和倒逼國產建筑業軟件進步﹔

第二步，用最先進的數字系統，培育“一模到底、無圖建造”的數字智能建造市場﹔

第三步，逐步實現PLM平台國產可替代。

在研發過程中要堅持自主創新和開放創新的辯証統一。我們強調自主創新，不是關起門來搞研發，一定要堅持開放創新，隻有跟高手過招才知道差距，不能夜郎自大。

我們自主創新的一個成功范例就是高鐵，從無到有，從引進、消化、吸收再創新到自主創新，現在已經領跑世界，要總結經驗，繼續努力，爭取在“十四五”期間有更大發展。

我們正在做的事情，就是復制中國高鐵的發展之路。

杭州亞運會電競館。受訪者供圖

建議加快數據資產立法 健全數據資產確權制度

主持人：現在各個行業都在積極的擁抱數字化轉型，在推進數字建造轉型的過程中，有沒有遇到爭議和質疑？您又是怎麼面對這些問題的呢？

李霆：對於數字化轉型為什麼轉？怎麼轉？轉什麼？行業有不同的認識。

我們認為，數字化絕不是一次行業改良，而是一場真正的行業革命。數字化轉型，首先是生產力的轉型，企業首先要有自己的數字產品﹔對設計院而言，圖紙不是數字產品，三維數字模型才是數字產品。其次，是生產關系的轉型，企業要有數字資產和數字資本﹔當BIM模型進入區塊鏈並確權后，就成了數字資產﹔靠三維數值模型收取全過程數字服務費后，三維數字模型就成了數字資本。所以設計院數字化轉型要分三步走：數字產品、數字資產、數字資本。目前，大多數企業還處於第一階段。

目前，對於如何實現建筑工業化和智能建造還存在爭議，爭議的焦點是工業化、數字化、智能化三者的關系。

我們認為，工業化一定要求大規模協同和大規模定制，這就一定要求數據的高效無縫流轉，而共用同一套數據的“一模到底”顯然是最高效的數據無縫流轉方式。

另外，在工業化、自動化、智能化的關系方面也存在爭議。

傳統工業化的技術特征是“機械化、電氣化、自動化” ，屬於“物理系統”，以解決取代人的體力勞動的問題。而智能化的技術特征是“數字化、網絡化、智慧化”，屬於“數字系統”，以解決取代人的腦力勞動的問題。

尤其需要注意的是“智能化”與“自動化”的區別。自動化是機器設備、系統在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。智能化是事物在高速網絡、大數據、物聯網和人工智能等技術的支持下，所具有的能動地滿足人的各種需求的屬性。通俗地說，自動化是“人設的意志”，智能化是“機器的意志”。

在智能建造方面，一些企業只是引入了點狀的智能機器，如整平抹平機器人、噴涂機器人、鋼筋綁扎機器人等，這實際上只是局部的自動化而非真正意義上的智能化，沒有智能化的理念、系統、模式。要實現智能建造，必須通過包含結構化數據的三維數字模型，智能優化建造工藝和流程，並且能動地直接驅動智能設備，這有賴於高精度的MBD模型。

目前，對於“無圖建造”爭議最大。

傳統建造處於數字化和生產力的低級水平，工業建造也就是建筑工業化，處於數字化和生產力的中等水平，智能建造處於數字化和生產力的最高水平。

實際上，智能建造比智能制造更復雜、對數字化水平要求更高，試圖將數字化水平最低的傳統建筑業越過“無圖數字建造”階段，直接進化到對數字化水平要求最高的“智能建造”，難度風險最大、最超前 。

從傳統的建筑業到工業化建造（制造業）、再到“智能建造”，是從數字化水平從最低到中等、再到高等的過程，是量變到質變的過程，也是從肯定到否定，再到否定之否定的過程，符合事物發展規律，最為穩妥、難度風險最小。

因此，為推動智能建造與建筑工業化協同發展，我們提出分兩步走：

第一步，引進高端制造業的理念、體系和平台。如產品全生命周期管理PLM，基於模型的產品定義MBD技術，以及全過程的虛擬設計和建造VDC等，先實現數字建造，即一模到底（PLM）和無圖建造（MBD），為真正意義上的智能建造打下不可或缺的基礎。

第二步，引入物聯網、人工智能、智能終端，實現真正意義上的少人或無人智能建造。

武漢天河機場T3航站樓。受訪者供圖

主持人：數字建造要以供給更多高品質的好房子為使命，傳統建筑業現在面臨的問題是什麼？解決這些問題需要什麼樣的舉措？未來的發力點是什麼？還需要政府部門提供哪些支持？

李霆：當前“建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台”面臨的最突出問題，是項目審批招標結算等環節，還沒有接受三維數字模型的法律法規。項目審查、審批、招標和結算仍以二維紙質圖紙為唯一依據（涉及發改、住建、審計、公共資源交易監督管理等部門）。因此，首個使用建筑全生命周期管理的項目（例如武漢新一代天氣雷達項目），目前採取三維數字模型和二維紙質圖紙“雙軌制”，即運用三維數字模型完成項目設計、施工、管理，同時“降維”制作二維紙質圖紙，以滿足項目審查、審批、招標、結算、審計等各環節要求，增加了成本，延長了周期，也難以將人工智能引入審查、審批、招標等環節，制約了“建筑工程全生命周期管理產業互聯網平台”推廣和發展。

所以，我們建議加快數據資產立法，建立健全數據資產確權、交易、共享等制度。目前，三維數字模型等數據資產還沒有確權的法律依據，嚴重制約了建筑業數字化轉型。

主持人：能不能用一兩句話暢想一下基建行業數字化發展的前景？

李霆：我們正在從事我們的前人從來沒有做過的極其光榮而偉大的事業，我們必將完成“一模到底、無圖建造”這一顛覆性創新，引領建筑行業數字化智能化變革。

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