【03.数字设计技术是建筑设计企业保持领先的重要手段】-欧特克AU中国“大师汇”

欧特克AU中国“大师汇”主题演讲
时间：2010年11月16日 9：10-9：30
地点：北京国际会议中心 C1
演讲：上海现代建筑设计（集团）有限公司总裁张桦先生

演讲名称：数字化技术对建筑行业及企业可持续发展的支撑
数字化技术、产品、模式的出现, 引发了大众生活方式、思维习惯上的变化, 更推动了传统的工程建设行业的变革与创新。 作为以建筑设计为主的现代科技型企业，现代设计集团秉承“创意成就梦想”的理念，在数字化技术领域把握趋势，顺应潮流，不断实践探索。上海现代建筑设计（集团）有限公司总裁 张桦先生，将与您分享上海现代集团在数字化领域实践中的宝贵经验，更阐述技术创新对行业发展，企业持续竞争力提升，促进企业转型与发展的独到见解。


演讲内容：
很高兴有机会跟大家分享一下我们现代集团在企业信息化过程当中的体会。我今天跟大家交流的是数字设计技术是建筑设计企业保持继续领先的重要手段。

在座的有很多是我们同行、朋友，也有很多其他行业的专家，我想花一分钟的时间介绍一下我们的企业。

这些耳熟能详的项目都是我们在过去的六十年当中参与设计的一些标志性的建筑，有些是在改革开放之前的一些重大项目，有一些是随着改革开放以后我们参与的一些重大工程，也有最近刚刚落幕的一些重大的世博项目。

看到这些建筑，可能各位就会想起，我们是一个建筑设计企业，我们企业的理念是创意成就梦想。从这个意义来讲，我们也是一个创意企业。当然，从刚才会议之前，非常富有激情动感的影视业来讲，我们还是有点差距。

我今天演讲的内容主要分两部分，但是我的同事一定坚持放一个《数字化的今天》，他的PPT非常简单，只有一张。刚才那位专家介绍了数字化的未来，实际上，现代技术的发展，对我们的设计方法，我们管理的理念，以及我们的生活方式，都有很大的挑战。今天在座很多已经玩儿上了iPad，很多人认为它是一种工具，一个电子书，其实可以作为我们营销手段，也能作为我们设计的手段、现场管理等等，这些技术的发展对我们设计企业会带来什么样的挑战呢？这是我们需要考虑的。

我今天花一点时间回顾一下我们现代集团数字化的征程。回顾这个历程，也是有利于我们对未来技术发展的考虑。1974年，也就是在36年之前，我们现代集团的前身华东院对数字技术的发展已经积极在参与。那个时候使用的穿孔设备辅助计算，主要是解决我们在建筑设计当中一些计算的复杂问题或者繁琐问题。1985年，我们引进了Rex的重型机，1987年，我们引进了阿波罗的工作站，我正好这个年代刚刚进入现代集团的前身华东院。那个时候，就接触了算先进但是比较庞大笨重的计算机设备，阿波罗的设备我还用过，在这个房间，我还指挥过大概五、六个小青年画我的建筑设计方案，作为投标，那时候已经是作为一个比较先进的获得方案、获得工程的手段。

这是当初我们用三维渲染的东方明珠电视塔，另外一个是线框做成的上海新火车站的动画演示图。左边那张是我们跟日本大阪大学合作的用线框做成的上海标准建筑的全景，这幅全景是一个动画，作为上海电视台科技之窗的片头的影像。左边的照片，那时候我们把当时利用计算技术为我们设计服务的一个展览，那时候我们的江总书记还是上海的书记，坐在他旁边的是曾庆红，还有吴邦国，他们参加了信息化的一个展示，对我们演示的信息技术的使用表示出浓厚的兴趣。

1997年，现代集团的前身华东建筑设计院和上海建筑设计院各有一个专门的计算机所，我们每个计算机所除了承担一些硬件、软件的管理，实际上也参与了一些软件的开发。那个时候，我们华东设计院开发了一套ABS-97的绘图软件，这个软件我也使用过很长时间，作为我们绘图的一个十分有效的工具。实际上，那时候这套软件很多概念跟现在广泛使用的一些二维绘图的方法基本上是一致的。

2004年，我们成立集团以后，在我们现有的绘图平台上，编辑启动了我们集团的图库建设。这个图库建设的工作也是希望从以往的设计当中把有些标准能够重复使用的一些图纸和技术能够提炼出来，编辑成一个图库，然后在我们绘图平台上能够很方便地进行编辑使用。除了这个图库，我们有数字化的在平台上直接使用的介质，我们同时也对外进行发布。

2005年，我们集团建立了万兆核心网络，同时也建立了高性能的存储设计。

我们承接北京的央视建筑，央视在我们设计过程当中，尽管那时候BIM和三维技术还不很成熟，但是由于我们设计的需要，我们觉得用二维来表达设计理念已经是不够了，我们用现有的一些技术手段来三维空间的情况，来解决内部管道的互相的碰撞，同时我们在图纸里也加入很多三维的透视图，来表达我们的设计意图。

2006年，我们跟欧特克公司签订了战略合作协议，这一年由于万兆网的建立，我们采用了叫冗余许可证的使用方式，在网络当中使我们绘图工具的软件能够得到更有效的使用。同时，我们在以后的BIM发展当中也得到了欧特克公司的大力帮助。

2007年，我们开始与CAD协同设计的技术研究和推广试用。

这是我们配套和发布的建筑设计集团的制图标准，因为只有在统一的标准上才能做协同，这项工作是非常非常艰巨。可能大家知道，我们集团有3500名员工，让他们都按照同一个标准做，让他们按照统一的软件，应该是一件十分困难的事情，我们设计人员作出了很大的牺牲。但是，正因为我们有这个标准，才能在这个标准上开展我们的协同。

集团为了推广我们的协同技术，在集团内部已经进行了达到3500人次的培训，设计人员已经全部覆盖，而且我们每天有1600名员工在使用这个协同平台，同时我们也有340个项目在这个协同平台上进行设计。我们也存储了有100多万张的图纸。

我们的协同有那么几个特点，以往的设计实际上是建筑师或者工程师还是根据出图的要求，在绘图平台上进行设计，而我们现在的协同，更关注的它的设计的内容，以及各个工种之间互相的协调，或者获得最新的信息，避免设计工作的重复或者修改。同时，设计人员最得意的是最后你的设计完成以后，图纸的拼装、合成是全部自动化的，对有些非常复杂的项目来讲，最后出图可能会花掉一两天甚至更长的时间。现在如果一千张左右或者那样一个规模的项目，可能自动出图半天就能完成，大大提高了我们的工作效率，所以协同推进也给我们设计人员减轻了很大的负担。

简单回顾一下我们集团信息化的历程，使我们体会到，一个企业要在发展当中占据领先的地位，获得竞争优势，必须要伴随着技术的发展，不断提高信息化在企业中的利用。这一点应该说是我们现代集团在几十年的发展过程当中的心路历程。

进入新世纪以后，随着信息技术的不断发展，我们又面临着新的课题和新的挑战，这就是我想谈的BIM技术发展。刚才，欧特克公司的专家已经把我们设计的未来进行了描述，应该说，不论是我们建筑设计行业，还是涉及到其他的影视也或者制造业，都会面临着技术发展带来的深刻的挑战。从前面的回顾，以及我们如何看BIM技术，我觉得，如果把信息技术用于设计方面，我觉得可以分成四个阶段，第一个就是刚才回顾我们集团的，我们一开始实际上就是从提高计算的效率开始的，使我们的设计能力获得大大提高。进入九十年代以来，我们实际上是提高绘图效率。尽管CAD，它的英文名字是计算机辅助设计，但是这个阶段还是计算机绘图效率的提高，也就是个人绘图效率的提高。至于计算机辅助设计方面，尽管有这个名词，但是在这方面发展还是非常缓慢的。我个人体会，因为它是在建立于二维平面上的辅助设计，它的手段有限。进入2000年新世纪，我们集团现在推的协同设计是提高一个团队的工作效率，更关注于他们设计的本身而不是考虑他们的绘图。这是一个提高团队效率的阶段。2010年以后，BIM技术引进，BIM是整个行业的资源，是提高整个行业的工作效率，从这个意义上来讲，我们面临的挑战或者面临的任务，比以前这三个阶段更要艰巨。

我们再横向比较一下，我个人认为，我们建筑业跟机械制造业在信息技术使用方面还是有很大的差距，这个我是借美国的建筑科学院的一张图来描述，我觉得这能反映我们的差距。在制造业过程当中，62%的成本投入是能够产生价值的，而它的过程当中，有26%是浪费的。而在建筑工程当中，这数据是57%，从这点来讲，两者差距是非常大的。我个人分析，可能有以下的特点，制造业主要是B2C，它设计完一个产品以后，可能是批量生产，所以它对材料的控制或者成本应该说是非常讲究的，而我们建筑业是B2B，每个项目都是个性化的，所以可能有一些浪费，或者成本或者返工，业主和设计师不会自动关注，因为它不会被放，进而造成了在我们这个行业里会有很多的无效的成本。这个无效成本并不是光是设计造成的，也包括施工。所以，这张图反映的是我们建筑业的一个整体的状况。

美国提了一个目标，就是以BIM核心，建筑业信息化的工作目标，到2020年要节省两千亿，说明这个空间是非常大的，从这点来讲，给了我们发展BIM技术的一个信心。

BIM实际上是跨行业的，它主要是整合了设计阶段、施工阶段和运营阶段，也就是建筑的全生命周期。从建筑阶段来看，实际上我们现在能够做的是这样几个方面的工作。第一，实现它的可视化。可视化工作，在BIM阶段已经开始做了，我刚才讲的阿波罗的阶段已经做三维了，无论有没有BIM，我们都需要展示我们形象。可视化当然是一个基础，能够使我们很直观地对一个项目进行判断，除了可视化这个技术带给我们的支撑之外，还有一个，你有了这个形象以后，怎么优化，我们还有一个性能化分析。原来二维平台的设计，它的计算机辅助设计的效率不高，主要是二维平面没有达到作为建筑整体分析的要求。但是随着三维模型的建立，我们就能够在三维平面上进行很多的模拟性的分析，来优化我们的设计。另外一个，优化以后，可能我那个三维模型做完了，怎么修改，其中还是到我们现有模型的调整，参数化设计就可以来满足我们在局部进行调整以后，可以有一些数据的联动、协同，能够减少我们的工作量。施工阶段，除了造价的分析，还有施工的组织。还有设备的运营。BIM要求的这三个阶段的整合，这个难度就来了。我们现在主要是局限于设计阶段，我们对设计阶段比较熟悉，对后两个不熟悉。当然，这阶段也可以把BIM技术用得比较好，但是对于整个技术的价值来讲，离开了后面两块，实际上是不完善的。所以这是BIM技术发展的需求，但是业面临着我们行业分割带来的困难。怎么办？

我们想从几个方面入手。首先，还是立足于我们的建筑设计，加速BIM发展，我们要去用，我们要去尝试，我们要利用BIM技术提高我们的设计品质。刚才讲了，包括性能化的分析，设计项目的优化等等。同时，我们还要在整个企业的层面上考虑，要深化它的实用价值，服务它的全过程业务。我们现代集团致力于全过程的战略，就是说我们除了设计，还提供项目管理咨询，甚至于我们还能做B2C，除了物业管理之外，我们可以把设计和施工结合起来，也有利于拓展设计加施工一体化的业务。同时，从整个行业来讲，实际上又为我们提供了一个很好的机会，设计企业、施工企业以至于物业管理，可能会出现  整合上下游三个行业的企业，这对我们BIM技术的应用推广创造了很好的条件。同时，BIM技术的发展也催生了这种集成化企业的发展。

要推进BIM发展，涉及到这三个行业，我们现在最急迫的就是BIM技术标准的制定。前几天我们上海有一个计算机课题会，汇集了很多计算机的专家，都急切地盼望着我们政府牵头，行业专家共同为BIM的发展制定跨行业的技术标准。

这张主要是介绍我们集团正在还是的工作。首先，我们要大胆地尝试BIM技术在工程项目的使用，目前有很多项目都推开了，大家的积极性都非常高，通过项目总结提炼，形成BIM技术的流程、规范、标准。同时，我们还要通过项目实践，服务于企业现代集团全过程业务链的发展，也就是说，通过我们一些项目的实践，把设计和施工的集成一体化，通过BIM平台能够展现。同时，我们还积极参与承担啊国家大型的科研项目，也通过我们的团队攻关，使得我们的四维技术能够得以广泛使用。

这几张介绍的是BIM技术在目前一些重大项目的使用情况，这是世博文化中心，明天有一个专题来介绍这个项目。这是我们世博上海沪上生态家，开始做我们就全部希望用BIM做，这个项目不是很大，但是要求非常高。原来这个项目的造型还不是这样的，在结构差不多已经快要封顶的时候，后来这个项目发生了一次重大的调整修改，那时候时间已经不多了，好在我们现代集团是EPC的项目，由于有BIM的平台，后来使我们在项目调整过程当中，不但进度没有影响，而且整个修改后的效果也得到了大家的认可。

这是世博的德国馆，我们主要是做配合设计。由于它一开始的造型就比较复杂，所以提供给我们的图纸全是三维的，非得采用BIM技术跟它接轨。

这是奥地利的馆。还有我们原创的世博上海通用的馆。大家去参观，会对这个馆有全面的理解。

这是我们比较有意思的两个项目，这个项目是湖州喜来登温泉渡假酒店，没有办法用平面图来表达，非得用三维来表示。同时，这个复杂的造型以及下面的圆弧，中间这块的连接是最复杂的。这个行找不准，所以它是双曲的面，最后通过计算机两边体型的衔接才找到三维的形式。所以，没法用传统的方式来表达。所以这个项目就体现了有些设计可能用传统的技术已经无法来实现了。湖滨国际中心也是如此，主要是它的屋面，无论用什么二维手段都无法表达三维的真正造型全貌。所以，这些都是我们在项目设计过程当中遇到的二维的瓶颈。

左边的是上海正大喜马拉雅中心，这不是设计的难度，主要是空间的氛围，柱子都是不规则的，都是任意的。施工单位怎么做？施工单位找到我们，我们也是通过三维的技术把它市公所要求的不同空间的平面位置，我们切割了很多平面图，使它能够安插钢筋、制作模板，最后效果是不错的。如果我们没有和他们一块生化图纸，最后他们施工是很难达到要求的。

最近迪斯尼要在上海开工，他们也到我们这里来调查。他们对这个项目比较感兴趣，因为迪斯尼很多是不规则的，如何满足不规则的项目要求和施工工艺？他们问了很多的情况。

这也是很有趣的一个项目，外滩金融中心的项目，这是我们最典型的性能分析，这是热供、风环境、电梯计算，到底有多大、多少电梯、多少速度才能通过模拟之后获得最佳的数量，最有趣的是它的表皮机理的造型，这是建筑师最关心的，他有那个想法，如何找到满足建筑师对构思的创造要求，我们用参数化的设计方法供建筑师参考，这个参数化也有可能是很多有技术上面的要求，也有建筑师在造型上的要求。去年欧特克公司跟中国勘察设计协会举办了创新杯BIM设计大奖，我们有幸获得了很好的成绩。我们世博演艺中心获得了四个单项的第一名，同时获得了综合大奖，同时还有12个项目也获了奖。

最后我还想谈一下从七个角度对BIM发展的新的挑战，目前我个人感觉，从业者方面从市场方面、从施工企业方面，他们现在已经逐渐形成了BIM新的业务要求。我们很多业主，今天下午我们两位同事还要到业主那里去，去干什么呢？主要是他请国外的建筑设计师做了一个非常富有挑战性的造型，问我们能否用BIM技术生化。还有很多业主，尽管造型不复杂，他说我这个项目一定要用BIM，同时施工单位也希望我们帮助他们推进。我们现在面临新的业务的要求，我们现在发掘人才难求，业务量已经呈很快的上升趋势，可能最近一段时间会对我们的队伍形成一定的压力，市场机遇发展很快。

产业联动，我刚才讲BIM涉及到三个产业，涉及到建筑的全生命周期，我们如何产业联动，因为我们行业是分割的，尽管我们现代集团作全过程的项目，我们可以整合项目施工，但物业怎么办？我们面临着产业联动发展。

所谓的联动关键还是在利益方面，就是利益机制如何协调，你总不能让我们给你做了以后还是原来的设计费。起码要让设计企业推进BIM有它的动力，所以三个行业的利益机制如何建立，BIM建立往往在设计阶段就开始搭建一个基本的框架。大量的工作量是在设计阶段，后面施工和物业管理是对它提高工作效率、提高管理能力有很大的帮助，但我们前面投入了很大，这个利益如何分配调整，这也是一个很大的难题。

新的标准体系，刚才我讲到没有标准我们跨不过去，我们设计阶段的整个建模的框架，它的一个结构体系，它的标准并不能符合后两个产业的要求。从我们内部来讲，我们还面临新的技术的应用对我们内部生产组成流程的调整。比如说BIM到底是让每个建筑师都能画，还是有专门的建筑团队？现在肯定是不行，要有专门的人画，但以后是不是每个人都能画，我们还要研究。刚才Autodesk专家设计未来，可能不是设计师都能做设计，这对我们设计业的挑战就更大。

新的技术体系，BIM三维模型在法律地位如何？它的质量怎么控制，它的技术怎么界定？这都是需要我们研究，因为这个已经不光是一个图形的设计，同时我们还要有内部的管理体系。很多都不是技术问题，但十分重要。

在我结束发言之前，我想简单用三句话概括我们对BIM的感想。我们认为BIM肯定是我们发展的未来，这点是毋庸置疑的，因为它是回归三维，只有在三维上才能做集成，才能使我们的设计达到尽善尽美。既然方向已定，我们应该集专业之长，因为我们是龙头，集成三个专业，我们是先行，我们还要集数字之器，技术是我们的平台、是我们的武器，通过集我们的专场、通过数字这个平台，一定能够使建筑行业的发展赶上制造业，要跟我们的影视业并驾齐驱。谢谢大家!




张桦
上海现代建筑设计（集团）有限公司总裁

上海现代建筑设计（集团）有限公司总裁，博士,教授级高级工程师，现任中国勘察设计协会副理事长，中国建筑设计行业分会会长，中国建筑学会常务理事，上海市勘察设计行业协会理事长。