工程数字云破解中小企业数字化转型难题

立方数科大数据研究院 

随着国家“十四五”数字强国战略的提出，“数字化转型已不是‘选择题’”在工程设计领域已成为普遍共识。在行业头部企业已经开始利用自身优势加快向数字产业延伸的时候，广大中小企业的数字化转型却显得步履维艰。由于在资金、人才、技术能力等方面的劣势，工程建设行业中小企业长期以来总体信息化水平偏低。突如其来的新冠肺炎疫情让众多中小企业不得不直面生存挑战，却也成为他们下决心转型的契机。然而，数字化转型的征程远比预想的还要艰难，往往刚起步就落入困局，以下三种境况就颇具一定的代表性。

A企业，主营建筑设计，人员规模80人，年产值2800万元。企业决策者坚信以BIM为支撑的三维设计一定是未来的发展方向，但一直没有接触到三维设计相关的业务需求。应该先有业务还是先有能力？在没有业务支撑的情况下，是否要进行转型投入？投入多少合理，投入多久能见到效益……诸多顾虑让企业决策者迟迟下不了转型升级的决心。

B企业，主营建筑、规划设计咨询，人员规模40人，年产值1500万元。该企业在2019年组织了全员BIM大学习，一次性投入近30万元。培训完成一年有余，只零星承接了几个利润很低的基础BIM业务，想参与高利润的业务，竞争力又不足，转型进程卡在了不上不下的尴尬位置。

C企业，主营建筑设计，人员规模130人，年产值4500万元。公司现有两名熟练掌握BIM应用的技术员工，初步实施BIM的项目实现盈利约20万元。试点成果虽然令人鼓舞，接下来想要全面推广却难以续力。企业制定了初期的数字化转型目标，力争在2~3年内实现全员三维设计应用。但企业全面转型该如何规划？构建完整的数字化部门究竟要多大投入？长期投入带来的风险如何把控？数据安全的风险又该如何规避……一系列问题让决策者不禁感慨相比试点应用，数字化全面转型难上加难。

总体来看，技术能力和业务数量互相掣肘是中小企业数字化转型遇到的普遍困境，技术和人才的持续高投入则是中小企业数字化转型的巨大障碍。在某省2019年针对近800家勘察设计企业进行的BIM应用现状调研中，47.37%的受访单位尚无BIM技术的实际应用，27.19%的受访单位应用项目数量不足10个。当被问及实施BIM有哪些障碍时，52.63%的企业都选择了“实施成本过高”。这一数据和以上三类企业的实际境遇互为印证。

聚焦“实施成本过高”这一痛点，我们不妨来估算一下，以实现全员三维设计应用为目标的企业数字化转型，究竟要投入多大的成本。参照已经成熟应用BIM的企业经验，企业数字化转型需要做的直接投入大致包含三部分：一是三维图形工作站硬件设备；二是正版三维设计软件授权；三是专业三维设计团队建设和技术培训。

依据上述A企业的人员和营收规模进行估算，假设企业员工80人，技术员工35人（根据2018年统计数据，勘察设计行业技术从业人员约占行业总人数的47%），要实现全员三维设计应用，需要至少35个三维设计一体机。按照传统的升级方案，一台承载三维设计算力的常规配置的图形工作站成本约1.5万元；参考市场普遍应用的主流三维设计软件一年期的市场价格，部署一套正版三维设计软件环境约1.5万元；参考BIM培训市场价格，对单个员工进行BIM专业培训及能力考核约花费7000元（中级能力水平）。仅综合以上几项，该企业升级的总体投入预算已近130万元，约占企业年产值的4%，数倍于行业大型企业科技活动费用的营收投入占比。如果再加上正版软件后续的周期性升级、硬件及网络环境维护、高端专向功能软件购置、企业人员流动带来的数据资产流失和重复投入等因素，企业数字化转型的投资压力远高于这个数字。

为破解“实施成本过高”这一难题，行业数字化转型的实践者和软硬件生产企业从未停止探索。作为解决方案之一的虚拟化技术，在近几年被引入工程设计领域。所谓虚拟化技术，是将一台计算机的物理资源实现模拟、隔离和共享，形成多个虚拟机，每台虚拟机可独立部署不同的操作系统和应用程序，从而显著提高单台计算机的使用效率，降低软硬件购置成本。但是，由于专业设计软件不同于一般的办公软件，对于计算资源的极限算力要求较高，而且需要专业显卡强大的图形算力支持。常规配置的虚拟化一体机无法满足三维设计的算力需求，以至于卡顿、宕机频繁，影响实际工作效率，导致虚拟化方案在工程设计领域的应用和全面推广效果欠佳。

尽管初代虚拟化技术推广受挫，但研发者从用户的实际使用中总结经验，不断寻找更适合三维设计软件计算特征的资源分配算法，通过运用轻虚拟化技术减少算力损耗等一系列努力和尝试，终于实现了算力上的关键性突破，研发出更为优选的“三维设计企业云”解决方案。

“三维设计企业云”结合云计算和物理计算等技术，针对工程设计中的大型设计软件，尤其是三维设计软件应用，为设计单位提供企业级云设计解决方案。这项技术突破，让三维设计在相同流畅度的前提下，比传统的PC三维图形工作站在软硬件投入上可直接降低约40%。同时，通过提高设计软件使用许可的周转率，在投入成本减半的情况下，实现软件使用效率翻两番。

将“三维设计企业云”解决方案还原到中小企业的应用场景中，可以预见，企业私有云技术路线更加贴合中小企业的三维设计升级需求。

首先，在成本投入上，对于类似于上述A企业规模的升级需求，从传统物理图形工作站的方式转为部署三维设计企业云，前期130万元的预算可降至80万元左右。同时，三维设计企业云可以帮助转型初期的中小企业以更低成本进行试点和人才配置，分步规划实施。在不改变本地传统业务模式和配置的情况下，员工可以通过企业云端进行三维设计培训学习，随着实际业务需求的增加，逐步推进三维设计应用。

其次，三维设计企业云从硬件设备到软件系统都可以按需定制，企业可一站式获取硬件设备和配套系统、工具软件、插件甚至SaaS平台，这些应用的升级只需定期维护更新服务器，对硬件损耗较低，企业无需顾虑后续高昂的升级和维护成本。

一些三维设计业务必备的高精度渲染、仿真计算模拟分析等软件价格昂贵但使用频率较低，通过三维设计企业云可以制定资源分配策略，提高这类昂贵设备的使用效率。同时更重要的是，企业还可以获得相应的技术支持，发挥这些工具的应用价值，将技术和生产工具的投入转化成竞争力，跳出低端业务的怪圈。

由于人员流动造成数据资产流失，也是中小企业常见的问题。将设计资源上云，所有设计生产活动都在企业云端完成，管理者可以将数据资产进行集中管理和备份，不仅能够降低因人员离职带来的数据流失风险，同时也有助于加强企业数据资源管理，让不断累积的数据得到重复利用，成为重要的生产要素，为企业发展赋能。

进入数字经济时代，不断积累的研发成果和技术突破，支撑并推动工程建设行业的快速、高质量发展。工程数字云在三维设计场景中的应用，从工具、人才、数据等诸多生产要素层面助推中小企业数字化转型升级。据统计，2019年全国工程勘察设计行业科技活动费用支出总额为1520.5亿元，并每年以20%~30%的速度保持增长，这其中绝大部分被用于软硬件建设方面。假如，三维设计企业云得到全面普及，理论上不仅可以为企业在软硬件投入上节约40%、释放数百亿元的经济效能，而且有助于降低投资门槛，让更多中小企业更快投入到数字化转型的实践中。我国勘察设计中小企业约占行业企业总量的80%，中小企业的数字化水平在一定程度上决定了整个勘察设计行业的数字化水平。只有当广大中小企业的数字化转型实现“云上”腾飞，2035“中国建造”的数字强国之梦才能成为现实。