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中南幕墙标准化助力设计数字化转型的实践与探索

作者:幕墙工程网 时间:2022-10-05 11:16:31

作者:浙江中南建设集团有限公司  梁曙光、胡  博、方  雷

  【摘  要】
  信息化将原来线下业务流程迁移到线上,是对生产效率和业务效率的的第一次提升,通过这种方式也提高了企业生产和管理的可靠性。但随着数字化经济的发展,企业信息化已经不能满足现阶段生产力提高的需要,企业需要进行数字化转型,从而进一步释放数据能带来的价值。
  本文描述了标准化与数字化的定义,通过分析二者近年来在建筑及幕墙设计行业内的发展,并以中南幕墙辅助制图系统为例,进一步阐述了标准化与数字化之间的关系。得出数字化会牵动产业的上下游,影响到产业链的效率,从而带着整个生态体系进行提升的结论。
  【关键词】
  信息化、数字化、标准化、幕墙设计、降本增效


  引  言
  随着新一轮信息技术与实体经济的不断融合,我国产业数字化规模逐渐增大,并已成为我国数字经济发展的主要动力。尽管如此,我国许多传统企业对数字技术的利用仍处于探索阶段,2020年初“新冠肺炎”疫情进一步倒逼传统企业数字化转型。
  关于数字化转型的定义,影响因素及转型过程可能面对的困难等内容都是近年来研究的热点。但不少研究者如Furr&Shipilov指出,数字化转型最好的结果来自于适应而非再造,换句话说就是,通过渐进性的步骤传递数字化的核心价值主张,并非根本性的重建。
  数字化转型是指企业运用数字技术的创新过程,通过改进企业的战略、组织结构、流程、能力和文化,以适应高度变化的数字环境。数字化转型的作用主要表现为促进产品与服务创新、流程创新、商业模式创新,进而实现运营效率和组织绩效的提升。
  本文将遵循数字化转型的发展规律,将建筑作为有机体和生命体,探讨通过幕墙设计中标准化体系的构建为例子,分享企业在数字化应用和转型中的一些实践与思考。
  1.数字化和数字化转型
  建筑设计是一门应用学科,必然会随着社会的发展而与时俱进,包括建筑设计的方法和理念也随之在不断演化。数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字和数据,再通过多种手段和工具,对这些数字、数据建立数字化的模型,进行统一处理。
  数字化转型的本质在于创新管理模式和提高企业运转效能,通过各种手段让业务和技术进行交互和协同,从而解决激励问题,降本增效,为客户创造更优质的价值。
  2.建筑设计的数字化转型
  建筑设计作为产品,需要以用户体验、客户需求为导向,将功能和美学融入到建筑设计产品。物联网、云计算、大数据、人工智能、知识图谱、5G通讯等智能技术等作为技术革命中的关键和热点的技术,能很好的辅助建筑设计更好的服务于客户。
  数字化有利于建筑设计的个性设计与标准化设计的结合,满足用户对于建筑的需求。在建筑设计的数字化进程中,数字化不仅带来了工具的提升,还带来了效率和质量的提升,以及更多层的用户价值,从而能产生一些新的商业模式和盈利模式。
  在之前,我们有讨论过可视化技术带给建筑和幕墙设计的便利。建筑设计需要率先使用新技术,让知识赋能。既往,设计业务规模的扩大主要依赖人员增加的模式,但如果通过采用数字化的手段与技术,并在内部工作流程改进和专业技术的进化上采用数字化图审来进行设计质量控制、特殊设计的参数化及性能化分析与模拟等方式,会提供给客户更加丰富的建筑设计产品,客户会不仅仅局限于设计成果的形式,会更注重建筑设计成果内容的本身。这些改变都是数字化转型能带来的。
  我们可以举例一个建筑设计的数字化应用场景及相关技术:
  1)在建筑设计需求调研阶段:
  可以通过3D扫描,无人机录像来采集信息;
  通过知识管理、大数据分析来进行资料分析;
  通过参数化或AI来进行设计方案优化;
  2)在建筑设计过程中:
  通过BIM、数字孪生等方式搭建应用平台;
  通过协同设计平台完成各专业的设计协同;
  通过知识图谱和AI来进行知识管理和图审管理。
  3)在建筑设计沟通与成果交付时:
  通过多媒体,APP,3D打印来展示和沟通设计成果;
  通过VR,AR和MR等技术来辅助设计成果的展示;
  通过嵌入式传感器,智慧建筑和建筑能耗管理系统来实现设计的全生命周期服务。
  3.幕墙设计的数字化转型
  幕墙设计的数字化转型的底层逻辑同建筑设计的数字化转型是一致的。我们引用徐卫国的一句话来重申下数字化转型的意义:“数字技术改变了设计师的设计思考方式,算法是计算的核心内容。数字技术还改变了设计过程,变成了通过构建参数模型反复求解的形式搜寻以及形式优化过程,甚至将建筑设计的成果继续运用到建筑建成后的物业管理及建筑运营,以上这些变化将缔造一种数字新建筑,它所包含的内容远远不止建筑的形式风格。”
  3.1BIM与CAD的数字属性
  其实这两个词不应该放在一个维度进行对比,因为BIM是一种概念,而CAD只是一种软件。在这里主要将之作为三维和二维的一个代表方便说明。
  现阶段成功使用BIM的设计院和建设方还是有一定的群体性的,比如大型的国有企业和大型设计院或者对一些重点项目会比较倾向使用BIM来进行设计,而且各自有不同的重点:有的是关注用BIM与后期运维的连接,有的是要三维效果和数据的直观展示,不一而同。
  BIM现在主要有三种做法:
  逆向设计:翻模,碰撞检测,检查二维图纸的问题。
  正向设计:但是投入较大,大型国有房开和重点项目用的较多。
  方案设计:主要是大型公建和桥隧。
  BIM的核心点在于数据,与二维区别不是速度快多少,而是各种数据可以多维度利用。但事实上,我们现在大部分的工程项目的设计和实施,主要依托的还是CAD。
  所以,在积极推进BIM的同时,我们也应该对现阶段主流的方式进行升级。我们需要考虑的是,如果想要进行多方的协同,那需要解决的第一个问题就是多端浏览的问题:不需要用高性能硬件来支持看图,就是一个轻量化的看图软件。对于CAD来说,这个技术不难,但对于BIM来讲,现阶段也已经有了不少图形引擎支持BIM,相信后面也会有更好的升级。
  3.2标准化是数字化转型的基础
  标准化管理过程需要信息化支撑。但标准资源利用需要数字化转型。
  传统的建筑标准化的思考方式是建立在线性思维下的标准化,其特点是受单因素影响、线性的、缺乏个性化,主张建筑系统中的每个建筑元素都是独立的个体,所以显得较为死板,原不能满足新时代背景下的人性化需求。虽然传统的建筑标准化已经为建筑行业的快速发展提供了巨大支持,但在数字化时期,在考虑到建筑行业各个因素间的非线性关系时,标准化应当是能涵盖到建筑系统的各个元素,且应能包容元素间的相互关联与影响的作用,应当是一个立体的、多维度的标准化。
  同时,在数字化时代背景下,建筑标准化也应当在满足建筑功能化的同时,考虑到与外界及上下游的联通,构建一个开放和灵活的系统。
  3.3中南幕墙的标准化建设
  标准化是数字化转型中的关键点。幕墙设计企业面临的突破方向需要结合自身的需求和特点。企业想要降低成本,必然应当从从管理上入手,尽量减少人工,提升数字化程度,并且要探寻提高生产效率的方式。标准化是数字化转型中的关键点,也是降本增效及产品品质的提升的关键点。
  我司研发的中南幕墙辅助制图系统,正是为适应数字化转型战略,同时结合企业标准化建设而开发的一个幕墙设计专用应用。基于幕墙设计专业要求和特点,将幕墙设计工作流程化、模块化,利用数字化和标准化来减少设计师的大量重复劳动工作,从而带来设计效率的大幅提升。
  这里举几个例子:
  1.三个基于云服务器的标准化库

云标准化图库管理(后台更新,用户实时更新调用) 

零件库 

词库
  2.门窗牵引表和统计表

自动生成门窗牵引图及其统计清单
  3.型材断面图的自动生成

  3.4世界数化,标准云化,设计进化
  标准化是规范和简化幕墙设计与管理的基础性工作,通过设计元素的标准化可以保障幕墙设计各步骤的协调性,并对典型产品可以减少重复性工作量,规范工作程序,提高产品研发过程的设计质量,从而逐步构建数字化设计与管理体系。
  狭义上讲,标准化是针对专业领域而制定的规章制度或规范标准。前文说到,在数字化工作模式下,数据展示正在从传统的二维人工模式向结构化三维设计方式发展,所以数字化模式的转变也带来了设计模块的标准化前置和标准化贯彻的契机。
  但更广义的来说,集合了数字化的标准化,应当是一个能为企业标准化管理人员提供流程化、数字化管理的平台。因此,企业标准化组织机构和人员项目信息直接反映着标准体系建设的成果,是标准化管理过程中的核心数据,这些数据虽然已经实现了信息化,但数据的价值还没有被挖掘利用。标准化需要基于云化应用才能实现对数据更好的利用和管理,从而更好的提升数据的价值。
  因此,在数字化建设的同时,应当贯彻落实标准化工作思路,将设计标准化与设计工作的充分融合,从而提升设计产品的品质,为客户降本增效,意义重大。
  4.总结与展望
  企业的数字化转型与标准化建设需要双线推进,二者又是相辅相成的。
  企业的标准化体系,应当是以产品质量为中心的,从产品研发、生产到服务的全周期的管理构建模式。在企业标准化活动中的各个阶段,产生的数据都应当以结构化的形式沉淀,通过数字化的技术,实现跨部门的系统互通、数据互联,全线打通数据融合,为业务赋能。从更大的方面来讲,数字化会牵动产业的上下游,影响到产业链的效率,从而带着整个生态体系进行提升。
  现代建筑业最显著的特点就是规模庞大且复杂性过高,通过标准化与数字化的共同结合与推进,能为企业核心竞争力的提升和安全生产保障提供更有力的支撑,也能为企业持续稳健发展保驾护航。(文章版权归作者所有)

作者简介

梁曙光

  浙江中南建设集团有限公司建筑幕墙设计研究院院长,全国幕墙联盟委员会副理事长,浙江省五一劳动奖章获得者,中国金属结构协会铝门窗幕墙委员会专家,杭州市优秀党员,多次被国家及协会授予荣誉称号。

胡  博

  浙江中南建设集团有限公司幕墙设计研究院标准化管理部经理,高级工程师,毕业于英国Newcastle大学土木工程与地球科学系。

方  雷

  浙江中南建设集团有限公司幕墙设计研究院数字管理平台开发经理。