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    中南幕墻標準化助力設計數字化轉型的實踐與探索

    作者:幕墻工程網 時間:2022-10-05 11:16:31

    作者:浙江中南建設集團有限公司  梁曙光、胡  博、方  雷

      【摘  要】
      信息化將原來線下業務流程遷移到線上,是對生產效率和業務效率的的第一次提升,通過這種方式也提高了企業生產和管理的可靠性。但隨著數字化經濟的發展,企業信息化已經不能滿足現階段生產力提高的需要,企業需要進行數字化轉型,從而進一步釋放數據能帶來的價值。
      本文描述了標準化與數字化的定義,通過分析二者近年來在建筑及幕墻設計行業內的發展,并以中南幕墻輔助制圖系統為例,進一步闡述了標準化與數字化之間的關系。得出數字化會牽動產業的上下游,影響到產業鏈的效率,從而帶著整個生態體系進行提升的結論。
      【關鍵詞】
      信息化、數字化、標準化、幕墻設計、降本增效


      引  言
      隨著新一輪信息技術與實體經濟的不斷融合,我國產業數字化規模逐漸增大,并已成為我國數字經濟發展的主要動力。盡管如此,我國許多傳統企業對數字技術的利用仍處于探索階段,2020年初“新冠肺炎”疫情進一步倒逼傳統企業數字化轉型。
      關于數字化轉型的定義,影響因素及轉型過程可能面對的困難等內容都是近年來研究的熱點。但不少研究者如Furr&Shipilov指出,數字化轉型最好的結果來自于適應而非再造,換句話說就是,通過漸進性的步驟傳遞數字化的核心價值主張,并非根本性的重建。
      數字化轉型是指企業運用數字技術的創新過程,通過改進企業的戰略、組織結構、流程、能力和文化,以適應高度變化的數字環境。數字化轉型的作用主要表現為促進產品與服務創新、流程創新、商業模式創新,進而實現運營效率和組織績效的提升。
      本文將遵循數字化轉型的發展規律,將建筑作為有機體和生命體,探討通過幕墻設計中標準化體系的構建為例子,分享企業在數字化應用和轉型中的一些實踐與思考。
      1.數字化和數字化轉型
      建筑設計是一門應用學科,必然會隨著社會的發展而與時俱進,包括建筑設計的方法和理念也隨之在不斷演化。數字化就是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字和數據,再通過多種手段和工具,對這些數字、數據建立數字化的模型,進行統一處理。
      數字化轉型的本質在于創新管理模式和提高企業運轉效能,通過各種手段讓業務和技術進行交互和協同,從而解決激勵問題,降本增效,為客戶創造更優質的價值。
      2.建筑設計的數字化轉型
      建筑設計作為產品,需要以用戶體驗、客戶需求為導向,將功能和美學融入到建筑設計產品。物聯網、云計算、大數據、人工智能、知識圖譜、5G通訊等智能技術等作為技術革命中的關鍵和熱點的技術,能很好的輔助建筑設計更好的服務于客戶。
      數字化有利于建筑設計的個性設計與標準化設計的結合,滿足用戶對于建筑的需求。在建筑設計的數字化進程中,數字化不僅帶來了工具的提升,還帶來了效率和質量的提升,以及更多層的用戶價值,從而能產生一些新的商業模式和盈利模式。
      在之前,我們有討論過可視化技術帶給建筑和幕墻設計的便利。建筑設計需要率先使用新技術,讓知識賦能。既往,設計業務規模的擴大主要依賴人員增加的模式,但如果通過采用數字化的手段與技術,并在內部工作流程改進和專業技術的進化上采用數字化圖審來進行設計質量控制、特殊設計的參數化及性能化分析與模擬等方式,會提供給客戶更加豐富的建筑設計產品,客戶會不僅僅局限于設計成果的形式,會更注重建筑設計成果內容的本身。這些改變都是數字化轉型能帶來的。
      我們可以舉例一個建筑設計的數字化應用場景及相關技術:
      1)在建筑設計需求調研階段:
      可以通過3D掃描,無人機錄像來采集信息;
      通過知識管理、大數據分析來進行資料分析;
      通過參數化或AI來進行設計方案優化;
      2)在建筑設計過程中:
      通過BIM、數字孿生等方式搭建應用平臺;
      通過協同設計平臺完成各專業的設計協同;
      通過知識圖譜和AI來進行知識管理和圖審管理。
      3)在建筑設計溝通與成果交付時:
      通過多媒體,APP,3D打印來展示和溝通設計成果;
      通過VR,AR和MR等技術來輔助設計成果的展示;
      通過嵌入式傳感器,智慧建筑和建筑能耗管理系統來實現設計的全生命周期服務。
      3.幕墻設計的數字化轉型
      幕墻設計的數字化轉型的底層邏輯同建筑設計的數字化轉型是一致的。我們引用徐衛國的一句話來重申下數字化轉型的意義:“數字技術改變了設計師的設計思考方式,算法是計算的核心內容。數字技術還改變了設計過程,變成了通過構建參數模型反復求解的形式搜尋以及形式優化過程,甚至將建筑設計的成果繼續運用到建筑建成后的物業管理及建筑運營,以上這些變化將締造一種數字新建筑,它所包含的內容遠遠不止建筑的形式風格?!?/span>
      3.1BIM與CAD的數字屬性
      其實這兩個詞不應該放在一個維度進行對比,因為BIM是一種概念,而CAD只是一種軟件。在這里主要將之作為三維和二維的一個代表方便說明。
      現階段成功使用BIM的設計院和建設方還是有一定的群體性的,比如大型的國有企業和大型設計院或者對一些重點項目會比較傾向使用BIM來進行設計,而且各自有不同的重點:有的是關注用BIM與后期運維的連接,有的是要三維效果和數據的直觀展示,不一而同。
      BIM現在主要有三種做法:
      逆向設計:翻模,碰撞檢測,檢查二維圖紙的問題。
      正向設計:但是投入較大,大型國有房開和重點項目用的較多。
      方案設計:主要是大型公建和橋隧。
      BIM的核心點在于數據,與二維區別不是速度快多少,而是各種數據可以多維度利用。但事實上,我們現在大部分的工程項目的設計和實施,主要依托的還是CAD。
      所以,在積極推進BIM的同時,我們也應該對現階段主流的方式進行升級。我們需要考慮的是,如果想要進行多方的協同,那需要解決的第一個問題就是多端瀏覽的問題:不需要用高性能硬件來支持看圖,就是一個輕量化的看圖軟件。對于CAD來說,這個技術不難,但對于BIM來講,現階段也已經有了不少圖形引擎支持BIM,相信后面也會有更好的升級。
      3.2標準化是數字化轉型的基礎
      標準化管理過程需要信息化支撐。但標準資源利用需要數字化轉型。
      傳統的建筑標準化的思考方式是建立在線性思維下的標準化,其特點是受單因素影響、線性的、缺乏個性化,主張建筑系統中的每個建筑元素都是獨立的個體,所以顯得較為死板,原不能滿足新時代背景下的人性化需求。雖然傳統的建筑標準化已經為建筑行業的快速發展提供了巨大支持,但在數字化時期,在考慮到建筑行業各個因素間的非線性關系時,標準化應當是能涵蓋到建筑系統的各個元素,且應能包容元素間的相互關聯與影響的作用,應當是一個立體的、多維度的標準化。
      同時,在數字化時代背景下,建筑標準化也應當在滿足建筑功能化的同時,考慮到與外界及上下游的聯通,構建一個開放和靈活的系統。
      3.3中南幕墻的標準化建設
      標準化是數字化轉型中的關鍵點。幕墻設計企業面臨的突破方向需要結合自身的需求和特點。企業想要降低成本,必然應當從從管理上入手,盡量減少人工,提升數字化程度,并且要探尋提高生產效率的方式。標準化是數字化轉型中的關鍵點,也是降本增效及產品品質的提升的關鍵點。
      我司研發的中南幕墻輔助制圖系統,正是為適應數字化轉型戰略,同時結合企業標準化建設而開發的一個幕墻設計專用應用?;谀粔υO計專業要求和特點,將幕墻設計工作流程化、模塊化,利用數字化和標準化來減少設計師的大量重復勞動工作,從而帶來設計效率的大幅提升。
      這里舉幾個例子:
      1.三個基于云服務器的標準化庫

    云標準化圖庫管理(后臺更新,用戶實時更新調用) 

    零件庫 

    詞庫
      2.門窗牽引表和統計表

    自動生成門窗牽引圖及其統計清單
      3.型材斷面圖的自動生成

      3.4世界數化,標準云化,設計進化
      標準化是規范和簡化幕墻設計與管理的基礎性工作,通過設計元素的標準化可以保障幕墻設計各步驟的協調性,并對典型產品可以減少重復性工作量,規范工作程序,提高產品研發過程的設計質量,從而逐步構建數字化設計與管理體系。
      狹義上講,標準化是針對專業領域而制定的規章制度或規范標準。前文說到,在數字化工作模式下,數據展示正在從傳統的二維人工模式向結構化三維設計方式發展,所以數字化模式的轉變也帶來了設計模塊的標準化前置和標準化貫徹的契機。
      但更廣義的來說,集合了數字化的標準化,應當是一個能為企業標準化管理人員提供流程化、數字化管理的平臺。因此,企業標準化組織機構和人員項目信息直接反映著標準體系建設的成果,是標準化管理過程中的核心數據,這些數據雖然已經實現了信息化,但數據的價值還沒有被挖掘利用。標準化需要基于云化應用才能實現對數據更好的利用和管理,從而更好的提升數據的價值。
      因此,在數字化建設的同時,應當貫徹落實標準化工作思路,將設計標準化與設計工作的充分融合,從而提升設計產品的品質,為客戶降本增效,意義重大。
      4.總結與展望
      企業的數字化轉型與標準化建設需要雙線推進,二者又是相輔相成的。
      企業的標準化體系,應當是以產品質量為中心的,從產品研發、生產到服務的全周期的管理構建模式。在企業標準化活動中的各個階段,產生的數據都應當以結構化的形式沉淀,通過數字化的技術,實現跨部門的系統互通、數據互聯,全線打通數據融合,為業務賦能。從更大的方面來講,數字化會牽動產業的上下游,影響到產業鏈的效率,從而帶著整個生態體系進行提升。
      現代建筑業最顯著的特點就是規模龐大且復雜性過高,通過標準化與數字化的共同結合與推進,能為企業核心競爭力的提升和安全生產保障提供更有力的支撐,也能為企業持續穩健發展保駕護航。(文章版權歸作者所有)

    作者簡介

    梁曙光

      浙江中南建設集團有限公司建筑幕墻設計研究院院長,全國幕墻聯盟委員會副理事長,浙江省五一勞動獎章獲得者,中國金屬結構協會鋁門窗幕墻委員會專家,杭州市優秀黨員,多次被國家及協會授予榮譽稱號。

    胡  博

      浙江中南建設集團有限公司幕墻設計研究院標準化管理部經理,高級工程師,畢業于英國Newcastle大學土木工程與地球科學系。

    方  雷

      浙江中南建設集團有限公司幕墻設計研究院數字管理平臺開發經理。


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