广联达科技股份有限公司研究院院长刘刚在2017中国工程勘察设计行业创新发展高峰论坛发言
大家好，很高兴有这个机会在这里跟大家分享一下数字建筑如何来推动建筑产业的转型升级。因为这个话题，应该说咱们共同探讨的是建筑业的未来，目前以数字技术为代表的先进的生产力和生产的科技，如何推动整个行业的发展和行业的转型。
在这里我从三个方面来跟大家做一个交流和汇报，一个是产业数字化变革的一个大的趋势，任何企业都会在一个行业的发展趋势之下来进行自身的一个创新。另外一个是数字建筑如何让我们的产业改变，带来哪些变化；最后整个的行业发展是一个生态，会是一个共赢协作的平台，这必将是未来产业的一个新常态。
产业的发展在科技的推动之下，这两年数字科技为代表的新兴技术，已经是日新月异，而且我们这两年也能感受到这个行业或者整个社会，从以前的IT时代已经到了一个DT时代，大数据的时代。那么在我们这个行业建筑业，以BIM技术为核心的，加上云计算、大数据、物联网、移动互联网、智慧城市这些相关技术，实际上已经日趋成熟，对我们整个产业行业已经从技术创新开始驱动和推动管理的革新，这也是目前我们行业和产业的一个大势。
这里我们需要有一个认知的改变，就是在技术带动整个社会发展和产业变革的同时，对我们对这个世界的认识也发生了一些变化。我们说有一句话，叫做数字时代三体共生发展，这个三体不是刘慈欣笔下那个《三体》未来科幻小说，而是说未来这个世界将会由意识人体、物理实体和数字虚体三个部分组成，意识人体好理解，就是我们每个人脑中的所思所想，这些内容都会在我们人类的头脑中；物理实体就是客观存在的物理世界，这之间因为数字科技和互联网技术的产生，会有一个数字的空间，会有一个数字的虚体，会有一个互联网的Cyber空间。
就像我们做一个建筑设计一样，你的所思所想在以前，要么你就画在纸上然后去盖，要么就是直接进行建造，所以等于是我们的意识人体直接作用于物理实体，这实际上试错成本很高。有了计算机之后，我们把我们的设计思路、思想，通过软件建模，形成数字模型、数字虚体，然后再进行实体的建造和施工。实际上这个未来来说，三体世界将会是在任何的生产活动和这个世界中客观存在。
在这个大潮变革之下，也不是咱们中国在唱行业独角戏，世界各个国家都在纷纷变革，比如说英国出台数字英国战略、德国数字化战略2025、法国的数字化革命计划2017-2027，包括中国的数字经济，以及十九大也提到了数字中国。所以这里包括一些企业，尤其是制造业，像海尔、西门子，都分别提出各自的数字化战略。
所以以制造业为代表的这些先进的智能制造，在数字化变革之下，它真是走在了前面。因为无论是工业4.0还是美国的工业互联网，还是中国的智造2025，其实指的就是智能制造。而智能制造里面核心的数字科技、数字技术，在这里应用的非常普遍。
我们不举国外的例子，就举中国的例子，中国去年发射的长征7号火箭，这次火箭发射跟以往最大的不同，是在于它整个在实体生产之前，完整地通过数字火箭的平台进行协同的设计、虚拟的预装配、虚拟的生产、虚拟的试运行，完整地进行一个全过程的虚拟化；然后再进行实体的生产、实体的加工和实体的装配，一次装配成功，一次发射成功。
而这个物理的实体和虚拟的数字虚体之间，会通过CPS，在工业互联网里面叫信息物理系统，将实现虚实互联。这是一个数字孪生的过程，这个制造业已经先行先试，走在了前面。
我们再看建筑业本身，在数字化的变革之下它的水平到底如何。这个是麦肯锡全球机构的一个行业调查的指数，我们可以清晰地看到，建筑业排在第二倒数，仅高于农业；房地产相对还高一点，居中；排在前面的是智能制造、金融、媒体和信息产业。所以应该说从行业本身的数字化程度、信息化程度还是任重道远的。
在这个大趋势之下，科技浪潮的推动势不可当，同时建筑业本身自身发展的需求必须要转型升级了，刚才几位专家也提到了管理模式的转型、商业模式的转型、业务模式的转型，其实这个产业本身就是应该用科技来驱动它走向新的未来。
所以这个来说，咱们就说你的客户有没有变化，客户本身消费就升级了，从以前基本的需求，一个房子拿来住，到现在要追求舒适，尤其是健康建筑方面的发展；从以前标准户型的房子，现在开始追求个性化；从环境、雾霾影响的要求，建筑业也是碳排放的大户，这些方面来说都对建筑业提出了更高的要求。产业本身发展的低效，应该说建筑业平均利润率是1%-3%，科技投入不足1%，再加上劳动力成本的提升，这些问题其实都是让整个行业必须要转。
所以在科技驱动之下，建筑产业到底往哪个方向转？其实十三五规划也好，还是相关的国办19号文这些文件上已经指明了一个方向，未来是工业化、信息化和绿色化，其实这“三化”背后的内涵就是将建筑业提升到现代工业化的水平，这个本身也是建筑业转型升级的方向，能不能达到工业级的精细化水平。
在这个方向之下，我们的目标到底是什么？这个目标我们可以参照一下英国建筑业2015的要求，二氧化碳排放量降低50%、成本降低三分之一、速度加快50%。这个目标行业内是有争议的，大家都认为这个目标太理想了，达不到这个要求。
我们跟相关专家沟通过，他说这个指标的提出不是拍脑袋提出来的，是由大量的建筑实证、数据说话总结出来的。英国尚且敢提出这个目标，对其他国家来说应该是一个很大的触动。
所以这种行业大趋势发展之下，我们的业务本身也不局限于中国，也是要全球化，而中国建造也是要走出去，所以我们必须要带着科技走出去，就像高铁一样。
所以数字建筑我们不管它叫什么，姑且就叫数字建筑，它是一个数字科技和建筑业相融合的一种理念也好、一种行业发展的业务战略也好，它能够结合先进的精益建造的管理方法和理论，集成相关的要素、技术和系统，使它形成促进整个建筑业全过程、全要素和全参与方的转型升级，实现数字化、在线化和智能化。应该说它既是一个建筑产业互联网平台，也是一个行业的生态系统。
所以它到底有什么特征呢？这个数字建筑本身来说，它是一种数字孪生的一种数字和平台，数字化是基础，在线化是关键，智能化是核心。我们分别看一下这三部分的特征。
数字化其实好理解，但是不能狭义地理解，不是光说像我们用BIM技术建模就是数字化，这充其量是整个建筑本体的数字表现，并不是关键技术；包括整个全过程也是数字化的。参与各方也是数字化的，生产要素、参与要素也是数字化的，整个这个产业都将成为数字化变化，这也是一个数字化的变革。
在制造业很多年前也有这种案例，当然这个案例没有放大到那么全面，但是也进行了一些探索。比如说制造业，中国的飞豹战斗机，这是中国第一次实现全机数字样机，但是这个过程实际上波音777要比中国的飞豹战斗机要早将近十年，全数字化的整机，从设计到加工、到生产、到装备。所以这个来说，制造业这方面已经从效益到生产的效率取得很大的进步。
在线化是关键，为什么叫在线化，不叫互联化？不叫网络化？其实那些都是手段，最终来说是否实时在线是结果，这个在线是虚实之间互联互通、实时在线。说得理论一些，就是你的数字虚体建筑和实体建筑之间，无论是项目建设的全过程，还是全要素，还是全参与方，还是建筑本体本身，都是以数字孪生的形式存在。这个之间通过CPS是实时在线，这在制造业又已经有这方面的先行先试。
我们就以GE公司的发动机为例，GE公司本身在发动机的商业模式上也是有创新，它现在不卖了，只租，维修服务也都是它要负责的。那么它怎么能保证服务和维修及时有效，保证客户的使用安全呢？其实在这里可以看到，飞机在天上运行的过程当中，发动机里面都有各种传感器，实时监测运行数据，有了这个数据的基础，我们就可以基于这些数据，能够监测到它的飞行状态，对有可能产生的故障和隐患进行预测性维护和维修。
到了智能化，国家也把人工智能逐步上升到国家战略，这个智能化里面的数据驱动实际真正是在演化人工智能，或者演化智能算法。这里的例子其实挺多。咱们最熟悉的是李世石下围棋输给AlphaGo，其实这是典型的数据驱动来实现人工智能，下棋战胜人类。
还有一个例子是沃森医生，这是IBM推出的，已经在上海运行了。沃森医生给一个癌症病人诊断，出具诊断方案仅仅用了10秒钟，但是这10秒钟背后大家可以看到，它后面阅读了上千部的医学著作，20多万篇的论文、60万治疗方案、6万多次的实验数据、10万多份研究报告，就这10秒钟，通过大量的数据驱动，加上它的智能算法，从而产生人工智能，这是典型的一个案例。
在这个大趋势之下，数字建筑会给建筑业带来什么样的变革和改变呢？我们以终为始，未来我们的建筑产品会发生变化，这三方面的变化比较有代表性。一个是的个性化需求的建筑产品，也就是说在传统的工业化时代，都是标准化、规模化，但都是千篇一律的，你能买到的车我也能买到。什么叫奢侈品呢？都说限量版是奢侈品，这是为你而造的。但是未来真的可以用规模化的方式实现个性化定制，这将会是一个个性化需求，满足每个人不同的居住需求、使用需求的建筑产品。
还有就是能否达到工业级品质的建筑产品，能否达到以人为本的健康建筑产品，其实这个健康建筑中国现在也已经开始提出了，从以前的绿色建筑的标准，到现在的健康建筑标准；美国从Lid标准到现在Well标准，都在强调以人为本，服务于人，这种建筑的理念。
但是能否达到工业级品质，咱们也看一个案例。以苹果总部大厦为例，这是乔布斯留给人类最后一个杰作。这个苹果总部大厦先不说它投资多少钱，本身来说他是在追求整个建筑品质的极致，无论是从设计上还是在工程的质量上，这些方面都要求像苹果手机一样精致。这个建筑每个门把手的手板都要像Mac的电脑一样那种手感、那种精致、那种质感。
在建筑设计深参考苹果美学极致的要求，简约到极致，而又非常实用。建造过程精细化程度极高，就以幕墙为例，偏差要求在零点几毫米，他还觉得不够精度，他觉得工业里造手机都是零点零零几毫米的误差，那建筑业为什么达不到？他已经换了三个承包商了，还是达不到他的要求。
你看他的交付验收这一块，在七面工程验收上不能有一个指纹，所以这些方面真是追求建筑产品的极致，这是产品本身。
建造过程中，未来我们会有三新，阿里提出了四新、五新，新制造、新零售、新物流、新金融等等；建筑业应该也有三新，新设计、新建造、新运维。
这三新有什么不同呢？首先新设计阶段，将会是一个全数字化样品的一个阶段，就像我们刚才看到的数字火箭一样，在完全的实体建造生产之前，全数字化、全过程，这个过程不光是设计的过程，这幅图上可以看到，它会有三部分组成，首先设计的时候用户不参与，因为有了以用户为核心的虚拟平台，用户可以直接定制需求，把需求可视化出来，跟设计单位进行互动和联系。
在这种情况之下，我们的协同设计肯定也是通过这个平台能够多方协同、多专业协同；同时这个时候生产厂商也进来了，还要进行深化设计、公益设计和虚拟的生产；这时候施工单位也进来了，也在这个平台上和这个网络之中进行虚拟的施工、虚拟的装配，论证它的装配方案，是否具有可行性；运维阶段，是建筑的可用性，整个是一个完整的IPD过程，而这个IPD是全数字化虚拟的过程。
这个过程最终会交付一个全数字化的样品，这个全数字化样品本身会是一个有建筑本体本身各种的数字化，也是有数字化的设计模型，可以让设计的方案最优；同时通过刚才的各种论证和模拟，让整个施工方案也最合理，同时它的商务方案也明确，这个过程中最终数字化样品中也是涵盖所有的信息。
到了建造的阶段，这个建造阶段核心就是要工业化建造，这个工业化建造是信息化和工业化两化融合的的间作，而这里不能只狭义地理解，只是装配制造、只是工厂的制造，这不是真正意义的工业化制造，而是现场本身也是工业化的，它实际是工厂工业化和现场两个工业化。而整个这个产业链和产业线是通过软件和数据形成的一个数字生产线，将会把工厂、现场整个形成一个数字的生产线，产业链的一个大的工厂，这样的话把我们的建造过程提升到工业级品质。
实际这里提升到工业级品质，我们举三个典型的场景，一个是经济建造的场景，你的计划是否能达到工序级末位计划，你的计划是否能精确到小时甚至分钟，甚至于更精确的时间点。其实我们也了解过，中国目前建筑业在管理水平上比较高的，能达到周就不错了；我们参加了六次美国精益建造大会，精益建造大会上分享的案例以及我们了解到，他们基本是精确到天就不错了。
但是在制造业来说，这个颗粒度是根本不够的，所以我们建筑业能否到工业级的水平，这是一个很量化的水平。你的偏差是否在毫米以内，你是不是真正形成一个工序级、工艺工法级这些方面完整的管理体系和精益的水平。
到了实际的生产和建造这个过程，刚才提到它是否能够真的用数字化的技术形成数字产业链，以现场装配施工为驱动，驱动整个工厂计划的自动排成，通过这种调动系统，能够驱动数字化的加工和生产，从而驱动整个物流的配送，实现即时可配送。最终完成现场实体的装配，这个过程都通过数字化生产线进行智能化的调度，而且它链接的可能不是一个工厂，可能是多个工厂服务于一个现场。
到了工地本身来说，我们现在也在提智慧工地。实际上未来工地应该更加智慧，现在我们只能说是智慧工地的初级阶段，未来工地现场是否能够机器人作业，以及通过各种的智能调度系统和人工智能能够指导绿色性的作业。
运维阶段我就不详细说了，但是建筑本身真正地可以自我去管理、维修和维护，因为未来都通过各种感知实时地获得，通过数据分析知道这个灯泡和这个设备可能什么时候要换。因为现在都是通过检查计划、巡检预检，都是人去检查；未来这些数据和感知通过建筑自身就可以运行，也将会像有芯片大脑一样自我感知，能够为人提供人性化的服务，而不让自己去开空调、调灯光，它感受你的环境。
数字建筑虽然描述的是我们未来的一个场景，但是整个行业的变革已经在路上，所以它也会必将带来项目层面、企业层面和产业行业层面等各个层面的数字化变化。我们举几个例子，比如说首都新机场，是项目现场数字化变革和应用的一个例子，这个工程也是北京的一个重点工程，它相应的施工单位应用BIM的技术为核心，实现了深化设计、预制加工、动态的管理、方案模拟和项目的全过程管理；也是以BIM技术为核心，又融合了物联网技术、智慧工地的各种人、机、料这些方面，都进行了有效的整合和智智慧化，实现智慧工地的应用和管理，实现项目全数字化的管控。
还有就是企业，其实企业的数字化变革，在制造业，像海尔、西门子都提出了数字海尔、数字西门子，整个的变革过程当中都进行了各种的变革措施。
这个案例是湖南建工的一个案例，把每个项目都应用BIM相关为主的一些产品和数字化的技术，实现之后再接入企业服务云；在企业服务云的基础之上形成数据的整合和链接，实现整个这个系统的数字化。
这个是在每个工程现场使用相关的BIM技术，连入的企业服务云。每个项目现场从岗位这一层到项目管理这一层基于BIM5D，可以实现进度、成本、质量、安全，就是技术线、商务线、生产线全线的管控，管控的过程当中，这些系统是接入到云端的，数据本身是实时在云端进行呈现。
到了项目管理这一层，可以基于真实的数据实现对每个项目的进度情况、偏差情况、质量安全情况、合同收益的情况，实时进行分析和过程管理，基于真实的数据。
而到了企业这一层，是可以基于所有的项目抽提上来这些数据，是一百多个项目在同时应用BIM相关的技术，这些都接入到企业云。我们平时在信息化过程当中，以前也有信息化的管理系统、各种项目的管控平台，但更多是自上而下的。
实际大家发现没有，它是从岗位级、项目层开始应用相关的产品和平台，这些接入到企业的云端，企业就会基于真实的数据做出决策和判断。比如说某一个事故在多个项目中出现，这时候基于大数据的关联分析，就可以发现这个事故的背后到底是什么原因产生的，马上就可以发现有同类特征的工程存在潜在的事故风险，马上可以进行预测性的干预，提供服务和管理。所以这些都是今后有大数据的基础之上，再加上智能人工算法实现这个环节整个的提升。
到行业环节，我们只举一个例子，这是贵州交易中心的一个案例，大家都做过招投标，投标和评标整个这些过程会有各种数据产生，而这些数据也会有各种行为数据。比如说这里通过大数据可以分析出来，这是一个抱团分析模型，绿色的是中标，紫色的是投标，也就是说这家单位在多个项目上都中标了，但是每一次中标都有那几家单位参与投标。
再看数据后面的结果，可以看到抱团投标的单位，其中有一家单位投标了181次，抱团这种现象出现76次，一次都没中标，很明显这些是陪标的。对行业的监管和服务，我们有数据的支撑，将会更加有支撑，今后造假的成本将会是巨大的。行业的征信和诚信不是没有制度，是因为管理成本太大，有了这个之后，这些通过数据是不会说谎的。
所以未来来说，数字化变革对整个行业和产业，包括在每个企业都是一个冲击。但是对于企业来说，未来就是两个选择，要么是建平台、搭平台；要么就是做专做精，接入平台，每个人在产业链的一环都会找到自己的位置。同时这个环节也不光是在物理世界中发生，它必将在数字空间中产生，所以每个企业也将是数字孪生的双体。
这个平台也不是一家之作，是由多家共同搭建这个平台，最终我们通过这个平台来构建整个一个产业的互联网。广联达是数字建筑平台服务商的定位，也愿意用科技来创造美好的环境，用科技助力工程项目成功，促进创新产业的发展，谢谢大家！
