推动国产自主数字建造技术研发与应用
——专访中国建筑首席专家、中建工程产业技术研究院有限公司执行董事黄刚
编者按：2022年10月，中共二十大隆重召开，习近平总书记在大会报告中指出，要“坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化”，要“加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群”。
建筑业是我国国民经济的重要支柱产业，数字化转型升级潜力巨大，国家高度关注建筑业数字化的建设与发展。住建部《“十四五”建筑业发展规划》明确提出：“十四五”时期，我国要初步形成建筑业高质量发展体系框架，建筑市场运行机制更加完善，工程质量安全保障体系基本健全，建筑工业化、数字化、智能化水平大幅提升。中国建筑是我国建筑行业的领军企业，致力于推动行业高质量发展，重点围绕数字建造等行业新型建造技术研发与应用，打造原创技术策源地。
近期，本刊记者邀请到中国建筑首席专家、中建工程产业技术研究院有限公司（下称“中建产研院”）执行董事黄刚，对国产自主数字建造技术研发与应用的发展现状进行了专访。
邱奎宁：黄总您好。党的二十大对数字经济与实体经济深度融合提出了新要求，建筑业是我国的支柱型产业，您能首先介绍一下我国数字建造、智能建造领域的技术研发与应用背景吗？
黄刚：如你所述，建筑业是我国重要的支柱产业，是推动经济社会发展的重要力量。在推动“一带一路”建设，促进新基建、新城建、新型城镇化实施，协同京津冀、长三角、粤港澳三大城市群建设，抗击疫情方舱医院建设等方面，工程建设都扮演着重要的角色。
我国高度重视建筑行业的信息化、数字化、智能化发展与建设。2017年，党的十九大报告中，“数字中国”的建设任务首次写入党和国家纲领性文件；习近平总书记在2019新年贺词中首次提出了“中国建造”理念，对建筑行业高质量发展提出了更高的要求和期许。2020年，住建部等13部门联合印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，强调“加快构建数字设计基础平台和集成系统，实现设计、工艺、制造协同”，要“加快推动新一代信息技术与建筑工业化技术协同发展，在建造全过程加大建筑信息模型（BIM）、互联网、物联网、大数据、云计算、移动通信、人工智能、区块链等新技术的集成与创新应用”。2022年，住建部《“十四五”建筑业发展规划》指出，“十四五”时期我国要初步形成建筑业高质量发展体系框架，建筑工业化、数字化、智能化水平大幅提升，加速建筑业由大向强转变。
总体来看，我国数字建造技术的应用水平较高，但自主可控的核心技术能力与国外还有很大差距。中国拥有全球最大规模的建筑市场，数字化转型潜力巨大，对数字建造技术应用需求巨大，在大型公用/民用建筑、基础设施中应用水平很高。但我国工程建设行业在数字化、智能化转型竞争中基础较为薄弱，核心技术能力缺失，比如说BIM建模平台和软件还处于“卡脖子”状态，需要加大技术攻关投入，实现自主可控。
邱奎宁：在数字建造、智能建造核心技术领域，您认为我国主要在哪些方面与国外存在较大差距呢？
黄刚：我国建筑业的智能设计、智能生产、智能施工都离不开工业软件，工业软件更是建筑机器人等智能装备的研发与控制的基础和关键。在建筑业，工业软件的集中体现就是BIM软件，但我们国家自主研发的BIM软件相当薄弱，在国内市场占比不到5%，严重依赖国外软件。
美国是BIM软件和技术的发源地，在数字建造基础技术研究、产品应用及软件研发一直处于国际引领地位，国际主流大型BIM软件如Autodesk（欧特克）、Bentley（奔特利）、Trimble（天宝）均来自美国，占据核心技术、主流产品和应用生态的垄断地位。国内近几年由建造、施工软件向协同协作端软件发力，不断将触角伸向产业链上下游，通过本地化产品和配套的技术服务支撑，取得了一定的成效；但无论是在核心技术还是在产品生态上，与国外先进水平都存有较大差距。
如果不拿下核心BIM软件的话语权，就像任正非当年对华为的预判，中国建造在通向高端技术的山顶免不了与美国再度相逢，必将受制于人。而攻克核心BIM软件，也绝非像信息化软件一样那么轻松。
2018年，肖绪文、叶可明、吴志强、聂建国等15位院士、行业专家向国务院提交了《关于启动“中国智能建造2035”重大项目研究的建议》。响应倡导，我国各大企业、研发单位开启了自主BIM软件技术研发，打破国外产品垄断，构建行业安全的生产经营环境。这对促进建筑业全产业链的技术模式和管理模式创新，推动“中国建造”发展、服务数字中国建设均具有重大意义。
邱奎宁：您所在的中建集团和中建产研院在自主BIM研发，以及数字化、智能化转型方面，又做了哪些工作呢？
黄刚：中建集团在“一创五强”战略目标引领下，提出“136工程”建设，全面开展数字化建设与转型。近三年来，围绕数字建造核心技术攻关，中建产研院承接了科技部、国资委、工信部、发改委等多部委和中建集团数字建造领域重点研发项目近20项，特别是承担了关于自主可控BIM设计施工软件的研发与应用的重点攻关项目。
中建产研院作为中建集团唯一直属、级别最高的研发机构，遵循国家战略和集团要求，整合数字建造领域各类资源，组建核心技术攻坚团队，开展数字建造基础研究与集成应用，聚焦BIM基础技术和大数据、AI、IoT等新一代信息技术在工程建造领域的集成应用研究，开展核心技术攻关，支撑集团数字化转型。
特别一提的是：中建产研院自主研发了AECMate系列BIM软件，面向重点领域应用，支撑设计-施工一体化应用，确保行业数据安全。
邱奎宁：您提到了AECMate系列BIM软件，这款软件有哪些技术亮点呢？
黄刚：AECMate系列软件构建了从底层图形平台到协同应用软件的完整技术产品体系，能够贴合工程建设全生命期，特别是施工阶段的应用需要。软件面向建筑工程全产业链，构建了覆盖基础图形平台、协同平台与专业应用软件的完整技术产品体系，支撑设计-施工一体化应用，确保行业数据安全。
其中，AECMate基础图形平台是基础性平台，为应用软件开发构建出通用PAAS层和BIM开发环境；平台基于云-边-端协同架构，具有图形显示、几何造型、参数化建模、交互式建模、数据管理、数据交互六大核心功能，支持参数化造型，以及云端数据管理和多设备模型浏览。
AECMate协同平台基于数据驱动理念，采用微服务、分布式、云存储、组件化等技术，支持跨阶段、跨专业的协同工作，支持不同阶段BIM软件间的数据交互，实现信息的互通、互用与增值。基于协同平台建立了协同设计管理系统和智慧工地集成管理系统，重点解决数据安全和高效工作问题。
AECMate专业应用软件基于自主BIM图形平台开发，支撑多领域的设计、施工业务应用需要。其中，设计软件提供支持建筑、结构、机电等多专业需要的建模和设计工具，支持数据交互、跨专业三维协同和图模联动；施工软件结合BIM与物联网、大数据等技术手段，支持快速识图建模，满足工程现场“人-机-料-法-环”信息与BIM的集成应用，支撑工程精细化管理。借鉴工业互联网思路，也可面向工业化生产、桥隧工程等专项领域，定制专业集成管理平台。
邱奎宁：请问这款软件的推广和应用情况如何？
黄刚：AECMate系列软件累计取得了16项软件著作权、4项BIM企业标准，开展了规模化应用，取得了良好的社会经济效益。成果通过院士专家评定，技术成果总体达到国内领先水平，主要功能和性能基本可替代国外同类软件；BIM标准体系和关键标准填补了国内空白。通过整合中建系统内外资源，系列软件已在广州足球场、湖州CBD等重大项目中深度应用，在5000余个设计和施工项目/企业中开展应用。
同时，中建产研院联合相关国内科研院所和软件研发单位构建自主可控BIM应用软件生态，旨在构建行业安全的生产经营环境，形成企业核心竞争力。与华中科技大学联合创立的“国家数字建造技术创新中心”就是其中重要举措之一。
邱奎宁：我了解到中建产研院深度参与了“国家数字建造技术创新中心”的工作，想了解一下它是怎样一个机构，您能具体介绍下吗？
黄刚：“国家数字建造技术创新中心”是中建产研院作为第一共建单位，与华中科技大学等知名高校、研发机构和企业联合申报的，于2022年初成功获得国家科技部批复，是我国数字建造领域唯一的国家级技术创新中心。创新中心采取“1+N”建设思路，即1个实施主体+若干个专业技术实验室。中建产研院将依托集团内、外资源，重点布局建设“建筑产业互联网实验室”，探索人、机、料、法、环5类行业全要素应用场景，构建更加开放和共享的产业生态系统，在行业内广泛应用。
首期建设工作将聚焦建筑产业互联网在产业工人领域的应用场景，建设服务平台，赋能新时代产业工人队伍建设，实现面向建筑工人职业生涯各阶段和项目管理全生命周期的信息化管理，形成建筑工人就业高效、流动有序、考核评价体系完善、权益有效保障的服务体系，助力我国新时代建筑产业工人队伍建设。
邱奎宁：未来，中建产研院将在数字建造领域开展哪些工作呢？
黄刚：未来，中建产研院将持续聚焦企业“数字化转型升级驱动”战略，开展BIM软件研发、智慧工地应用与工程智能测控等数字建造技术应用服务。依托“国家数字建造技术创新中心”和“建筑产业互联网实验室”建设，打造国内一流、国际先进的建筑产业互联网研发与产业化平台，助力创新中心的前沿技术及关键共性实验室建设。
在产品研发和推广领域，我们将立足中建集团发展需求，面向行业建造过程全要素、全过程、全参与方市场，汇聚数据资源。通过试点免费部署、小规模试用推广、大规模宣传销售和推广服务等阶梯式推广方案，开展数字建造服务。通过互联网服务、专业软件工具和硬件产品部署，降低技术应用门槛；同时为企业管理和复杂场景需求提供定制化服务，为有二次开发能力的用户提供基础平台和开发工具，共同营造数字建造技术应用生态。
邱奎宁：感谢黄总接受我们的采访。
黄刚：不客气。在这里，我预祝新的一年中，《绿色建造与智能建筑》期刊越办越好，也祝期刊的作者和读者在这个平台上都有所收获。
作者：邱奎宁
