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中国勘察设计协会主管主办

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AI赋能工程建设行业新发展

发布时间:2024/7/11 16:15:15 浏览次数: 作者: 刘红伟 来源: 《中国勘察设计》杂志

今年的《政府工作报告》提出,要深化大数据、人工智能等研发应用,开展“人工智能+”行动。近年来,技术创新驱动人工智能(Al)产业蓬勃发展,以原创算法、开源系统等为代表的关键技术助力人工智能发展迭代,成为推动科技和产业加速发展的重要力量。无人驾驶、VR体验、智慧家居、智能制造……随着技术的发展与成熟,人工智能与各行各业深度融合,有效提升生产效率,深度赋能产业升级,工程建设行业也不例外。


当前,人工智能技术发展现状如何?Al时代,工程建设行业面临哪些新机遇、新挑战?人工智能技术在工程建设行业有哪些应用?未来趋势怎样……针对上述问题,近日,《中国勘察设计》杂志记者与欧特克公司大中华区总经理孙志伟、欧特克公司大中华区技术总监罗海涛、欧特克公司中国区工程建设行业总经理肖胜凯深入交流,畅谈Al赋能下工程建设行业数字化转型的新趋势、新机遇、新挑战、新未来。


趋势


在人类历史的长河中,技术的进步总是伴随着社会的变革。从蒸汽机到电力,再到互联网,每一次技术革命都极大地推动了人类文明的发展。今天,我们站在了一个新的技术革命的门槛上——人工智能(Al)时代。


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相关数据显示,2023年我国人工智能核心产业规模达5784亿元,增速13.9%,相关企业数量达4482家,人工智能产业链已覆盖芯片、算法、数据、平台、应用等上下游关键环节。


“人工智能不仅仅是一项技术,它是一种全新的思维方式,一种能够模拟、延伸甚至超越人类智能的能力。”孙志伟表示,人工智能当前正在以前所未有的速度发展,并且和各个行业深度融合,未来人工智能可以帮助人类开发更多领域,帮助人类利用有限的资源挖掘更大的潜力。


在欧特克公司最近的一项调查中,66%的行业领导者预测,Al将在2–3年内成为他们业务中不可或缺的一部分。“他们认为Al是满足需求、减少错误和浪费以及提高效率的重要工具。”


“人工智能技术对欧特克来说并不是新事物。”罗海涛介绍,从2009年开始,欧特克公司就已经开始分享和发表与人工智能相关的研究成果及论文,针对支撑Al技术实现的组件、模块和功能进行研发,目前正在将一些成熟的Al能力应用于产品,如基于衍生式设计、PDF图纸对象识别并转化成图块、施工项目风险识别和预测、方案阶段建筑性能实时性能分析、洪水暴雨条件下的地块排水评估等,未来会研发更多的Al技术支持用户去应对更多个性化、多样化、不确定性挑战。


2023年11月,AU(Autodesk University)大会在美国拉斯维加斯盛大召开。会议期间,欧特克公司正式发布Autodesk Al(欧特克人工智能)。罗海涛指出,Autodesk Al主要关注三个领域,即自动化Al、分析Al及增强Al。自动化Al主要关注降低用户的低价值重复性劳动,使用户有更多的时间去做实际的创造性工作;分析Al专注于挖掘数据的价值,通过提供即时的分析能力,在项目交付过程中帮助用户提前发现问题、作出决策;增强Al专注于辅助客户的创意,通过利用多目标优化及大模型的方式,为用户提供基于数据驱动的增强设计能力。


对于工程建设行业而言,从Forma中的实时环境分析到AutoCAD中的对象识别,Autodesk Al使建筑师和工程师能够交付具有可持续成果的项目。Autodesk Al可帮助施工团队预测和预防风险,改进决策制定,通过辅助工作流节省时间,并更快、更早地访问项目信息。


“正如去年10月AU大会上所展示的,Al的整合已经几乎遍及欧特克公司所有产品。与客户及内部技术和研发团队的对话中,Al的重要性频频被提及,这一技术对整个行业变革具有颠覆性的影响。”孙志伟表示,Al对工程设计的影响尤为显著,其影响还拓展到制造、运维等后续多个环节,相信Al未来还将对行业人力资源配置、业务模式、成本结构等带来深远影响。


孙志伟同时指出,过去一年,全球层面、产业层面还发生了另一种变化,那就是云技术的广泛运用。“我们观察到,无论是EPC,还是在整个设计行业的数据和流程整合上,云平台的作用日益凸显。通过云平台,设计和施工人员能够实现协同作业,这一点在运维阶段同样适用。而在数据和流程方面,用户对于云技术的需求同样在日益增长,这也是一个不容忽视的趋势。”


欧特克团队通过研究发现,过去一年,全球层面、产业层面还发生了其他诸多变化,具体体现在以下几个方面:一是更加关注可持续发展。随着全球对气候变化的关注,可持续性在建筑、制造和娱乐等行业中愈发受到重视;二是自动化技术成为增强竞争力的关键。自动化技术为建筑师和工程师节省手动评估项目参数所需时间,使他们能够更专注于与众不同的创造性工作;三是更加关注用于远程和混合办公企业的数据战略。四是数据应用。行业加速构建以数据为中心的生态系统,关注数据不仅意味着收集信息,更是利用数据做出提高效率和促进创新的决策。


挑战


“当前,中国工程建设行业数字化程度仍然偏低,尤其是真正的BIM和三维设计还面临各种各样的障碍和挑战,还有很大的改进空间。如何抢抓时代战略机遇,寻求数字化转型新路径,打造面向未来发展的新引擎,成为数字时代工程建设行业亟待研究的课题。”孙志伟表示。


肖胜凯指出,初始阶段,多数企业对新技术(如BIM)持有极大热情,认为这类数字化技术能极大地提升和改变企业生产模式和方式,“然而真正实际用起来,发现并没有达到预期”。为什么会出现这种情况?肖胜凯认为,“其中一个重要原因在于企业对数字化转型给予了过高期望,赋予了它一些不可能完成的使命。随着时间的推移,我们需要越来越多地面对现实,不断明确数字化的具体路径”。


肖胜凯表示,工程建设行业当前正处于“逆周期”,行业也在不断调整,在数字化转型层面上整体保持着增长投入的趋势,但也面临着不少挑战。具体而言,这些挑战主要来自以下6个方面:一是成本管控。成本控制已经超越人才问题成为企业面临的首要挑战,企业要在财务压力和必要的技术投入之间找到平衡点;二是人才问题。行业缺乏复合数字化人才,培养难度高,同时面临人才留存的挑战;三是组织架构(组织变革)。很多企业数字化转型工作仅有数字化部门来开展,其他部门参与不足,产品或平台难以解决实际问题,浪费资源。四是投入产出迷雾。企业缺乏数字技术投入产出评估手段,难以通过量化数据支撑数字技术投入产出结论;五是数据质量。行业普遍缺乏数据收集与处理机制,导致数据质量低,无法发挥其价值;六是行业数据孤岛。行业缺乏统一数据标准,企业自建平台,数据无法有效交互,难以形成规模效应,平台投入边际成本也难以降低。


“其实,技术路径不是主要问题,最关键的是行业政策、项目组织方式以及企业组织架构。”肖胜凯认为,行业企业需要不断探索,在行业内找到最适合的数字化转型或BIM应用模式,而不是盲目复制一种看似有效但无实际价值的模式。要从对技术狂热式的追求,转向更加精确化的分工和管理。“如果不落实到这样一个阶段,数字化转型是走不通的。”


肖胜凯同时指出,数字化转型与政策、行业分工及组织形式紧密相关。如行业常说的正向设计,“其实是对先有二维图纸后建三维模型工作方式的纠偏”,而之所以二维翻模可以“大行其道”,是因为人们认为合法的最终交付物必须是二维图纸,而非BIM模型。这表明,虽然原本的软件设计旨在建模而非出图,但现实需求却迫使其扩展功能,进行大量开发和个性化定制。


“这不仅降低了效率,也增加了使用成本。”肖胜凯说,设计师前期做了许多高技术含量投入,做了模型,后期却没有得到这部分劳动费用,自然不愿意继续投入。“企业也会认为,尽管进行了大量投入,但是回报并不明显。


此外,并不是所有业主都愿意为额外劳动支付费用,而且通常大多数业主都不是这样做的,这是合同组织方式的问题。”


欧特克团队通过对国外企业数字化转型的观察还发现:尽管当前行业产生了海量数据,然而遗憾的是,“50%的数据是无效的,不能被用于业务决策”。更糟糕的是,这些无效数据可能还会造成误导,从而导致经济损失。“过去,我们可能忽略了这些数据的价值。如果能合理地使用这些数据,对于企业来说可能会产生本质区别。如果没有数据策略和数据应用能力,增加工具只会导致拥有更多的信息,但数据质量值得怀疑,反而更容易形成数据孤岛。然而,这恰恰是企业数字化转型的第一步,也是未来人工智能、数据洞察、机器人和数字孪生等新兴科技的应用基础。”肖胜凯表示。


“数据数量不等同于数据质量,数据质量直接决定数据是否可以被用于企业经营决策。”欧特克团队在调研的3900多个企业样本中发现,仅有36%的企业设有自己的数据校验流程,这意味着大多数企业的数据质量可能存在问题,不能为业务决策提供准确支持。然而,当企业拥有高质量大数据应用能力时,事情就变得完全不同:企业预期毛利润增速将达到7.1%,比行业预期平均的4.4%高出近50%。“这是一个令人瞩目,同时也让人觉得难以达到的指标。为何数据应用能力领先的企业对此有如此强大信心,值得工程建设行业广大从业者深思。”肖胜凯说。


未来


《“十四五”建筑业发展规划》提出,加强物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息技术在建筑领域中的融合应用。研发利用参数化、生成式设计软件,探索人工智能技术在设计中应用。推进BIM技术、物联网、人工智能等现代信息技术在工程中的融合应用。《“十四五”工程勘察设计行业发展规划》提出,行业数字化转型进程加快,BIM正向设计、协同设计逐步推广,数字化交付比例稳步提升……


“对于数字化转型,每个人可能都会有不同的做法和解释,虽然使用的是相同的名词,但其内涵和外延却大相径庭,如果谈得太笼统了,最终会无法落地。”肖胜凯认为,数字化转型和BIM应用涉及很多问题,如人才培养问题、效率问题、组织方式问题、行业分工问题,必须重新思考如何结合中国实际情况,应用这些技术手段,以产生最高的投资回报,而不是非常笼统地去谈数字化转型或者是BIM应用。“挑战是多方面的,随着时间的推移,我们面对越来越多的问题,需要明确数字化的具体路径。”


“当前,工程建设行业数字化转型已形成一定的规模效应,同时在数据应用方面也取得了一定的进展。”肖胜凯分析说,规模效应方面,随着技术获取难度降低、企业员工对技术的认知度上升,企业可以从规模化的层面上考虑数字化转型的方向,实际上无须大量投入研发高精尖的技术,只要有一些普适性强、可以应用到企业全体的技术,如自动化技术(设计自动化、流程自动化),就容易发挥出规模效应,获得运营效率的提升;数据应用方面,工程建设企业自身具有高度专业的行业知识和专业数据,“如果能够从中形成自身垂直领域的数据应用及解决方案,便有机会为企业带来新的营收来源,这也体现了数据资产化的重要性,即将数据转化为可创造经济价值的资产”。


面对上述变化及挑战,工程建设行业加速推进数字化转型,应采取哪些应对措施?孙志伟认为,需要从以下几个层面“下功夫”:一是开展组织变革。适当进行组织架构的更新,提高传统业务人员对数字化的认识与接受程度,鼓励价值创新与技术创新,将数字化思维贯彻到全体人员;二是制定远景战略。制定分阶段、可落地的远景战略计划,战胜传统线性思维,进行更科学的整体分析,并适时有针对性地调整方向;三是推动可持续发展。采用人工智能和高级数据分析工具,优化设计和资源使用,降低能耗和对环境的影响;四是建立数字人才发展体系。建立数字人才培养生态系统,提高员工技能和专业知识;五是打造创新平台。建立行业内外创新孵化平台,甄别专业领域早期创新应用,且共享数字化资源,促进知识和技术快速迭代和落地。


为加快推进工程建设行业数字化转型,实现高质量发展,欧特克公司规划了清晰的“路线图”,绘制了合理的“施工图”:一是利用BIM应用丰富经验与最佳实践,确保客户获取高质量效益;二是支持行业生态标准落地,如CN–IFC的应用,欧特克将继续与中国IFC团队一起将标准落地,使行业数据标准化实现升级;三是推广新技术,支持中国工程建设行业数字化升级;四是加强客户关怀,提供高质量服务,加大对现有客户服务的支持力度,帮助客户高效使用BIM和其他数字化工具等;五是持续保持客户交流,举办并参与更多行业交流活动,收集行业反馈,以更好地适应市场需求;六是发展生态合作伙伴关系,共同推动中国工程建设行业生态系统整体成熟和发展。


数字时代已来,拥抱数字化,就是拥抱明天、拥抱未来。孙志伟表示,“欧特克公司已在赋能客户数字化转型、提升业务韧性方面深耕40余年,面对Al的迅猛发展态势,欧特克公司将一如既往凭借丰富的技术与服务经验,继续深化技术研发,提供经验资源,驱动中国工程建设行业向智能化和数字化转型,让数字之光照亮美好未来。”(本刊作者  刘红伟)