网上有关“建筑工业软件何时迎来国产化浪潮?”话题很是火热,小编也是针对建筑工业软件何时迎来国产化浪潮?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。
科技 正在变得有国界。
3月4日,全球最大的二维、三维设计和工程软件公司——Autodesk宣布在俄罗斯暂停运营。Autodesk 表示,将立即暂停其在俄罗斯的活动,并完全遵守所有现行制裁。随着情况的发展,Autodesk还将考虑对该地区业务进行额外限制。
Autodesk是知名的工业软件公司,其旗下诞生于80年代,用于二维绘图、设计文档的 AutoCAD (Computer Aided Design,计算机辅助设计) 软件,以及诞生于90年代,用于三维BIM (Building Information Modeling,建筑信息模型) 设计的Revit,现已经成为国际上最广为流行的绘图建模工具。如果Autodesk持续在俄停止运营,则俄罗斯使用AutoCAD绘图的大量行业都将面临极大的麻烦。
热议之下,CAD的主要战场之一,占据中国GDP三分之一( 建筑业2021年26.4万亿元,相关地产领域18万亿元,总计超40万亿元) 的建筑产业,已经涌现出对工业软件自主化更为迫切的需求与呼声。大家在期盼,随着中国在云计算、人工智能、大数据等技术领域取得世界性成就,国产工业软件是否可以借助新时代的新技术力量,弯道超车,甚至换道超车,迎来中国建筑工业软件自己的辉煌?
现代化工业生产的各个流程都离不开工业软件的参与, 工业软件也是从工业4.0 到智能制造的关键一环。
但是在建筑工业化这条路上,中国与国外发达国家的差距,已经拉开数倍。
在2016年的一场行业峰论坛上,时任中国工程院土木水利与建筑工程学部院士的周福霖说了一组数字:“当前中国建筑工业化程度仅为3%-5%,欧美建筑工业化达75%,瑞典高达80%,日本也达到70%。”此前,中国的建筑工业化程度只有3%-5%,甚至到2020年 (十三五末) 住建部设定的目标也只是15%。
这种差距让中国建筑业在与国外同台竞赛时已经处于弱势,更要命的是,中国建筑业在走向数字化时又遭遇了工业软件之困。
如果从时间上看,建筑业的国产工业软件的发展甚至比国外工业软件传入国内的时间还要早上几年。早在上世纪90年代初,国内已经出现CAD (计算机辅助设计) 软件企业。而国外的Auto CAD软件则是在90年代中后期才在中国的建筑设计院等机构得到推广。
尽管起步早,但面对国外工业软件的来势汹汹,国内工业软件长期处于被压制状态。一个数字可以看出这种失落感:2018年,在CAD研发设计软件领域,我国研发设计类软件市场80%以上被国外公司主导。
这一局面的形成,既有国外软件构建的壁垒因素,也跟国内软件环境对国产软件造成限制有关。
首先,众所周知,国外建筑领域工业软件早在上世纪五六十年代就已经开始了技术研发,经过几十年的发展, 在产品上形成了较深的技术门槛和格式话语权 ;而国产建筑业工业软件只有短短二三十年的发展 历史 ,且在发展过程中还不断遭遇国外软件巨头的打压和封锁,因此在起跑线上就已经处于弱势。
其次, 过去十余年中国工业信息化、数字化路径偏向于“重硬轻软”,注重硬件投入,而对软件研发重视不足 ,甚至一度出现盗版软件猖獗的状态,这进一步打击了软件企业的研发投入激情。
第三, 工业软件一定要与工业技术现实需求紧密贴合。 包括建筑业在内的中国工业发展 历史 也短于国外发达国家,在工业积累、产业基础上明显弱于发达国家。当国外建筑行业已经从信息化向数字化演进时,中国的建筑业才开始从手工、机械化向线上化、数字化迈进。然而工业软件的技术难点,往往不仅在于“软件”本身,而是“工业”如何与“软件”结合,其往往需要跨界人才将两端有效结合才得以实现。而过去重人力、轻技术的状态,让中国建筑业与软件业都缺乏此类人才培育的土壤。
也正是这四重壁垒的层层限制,让中国工业软件在过去与国外软件产品的竞争中底气不足,最终无奈将一些领域的核心工业软件市场份额拱手让人。
尽管过去二十年中国建筑工业软件的发展经历了种种困扰,但当下一个新的机遇已经展现。
在2021年10月的中国数字建筑峰会上,原重庆市市长、复旦大学特聘教授黄奇帆曾表示,“作为中国经济发展的支柱产业,建筑业在数字化时代的发展空间依然巨大。但这个空间绝不是靠盖房子、修高速来实现的。”这说明, 政策决策者已经意识到建筑数字化的重要性。但现实是,这场数字化依然面临重重挑战。
黄奇帆认为,当前建筑业数字化存在三个主要障碍。一是建筑业上下游产业链长,参建方众多、投资周期长。产业链的每一个环节形成的数据和信息难以跟随项目而流动,形成不易交互的信息孤岛。
二是参与单个项目的工程队数量众多,尤其是中小型工程队素质参差不齐,管理颗粒度粗糙,使得信息化手段难以推进。
第三,除了建筑行业本身的挑战之外, 建筑全流程工业化、数字化、智能化水平较低。
据中国建筑协会统计,我国建筑信息化投入在建筑业总产值中的占比仅为0.08%,而欧美发达国家为1%。
巨大的差距,刺激着国内建筑行业从业者和决策者。建筑“工业化、数字化、智能化”作为新型建筑工业化的发展要点,成为了行业共识。
首先,从需求来看,过去中国的建筑业长期都是人力密集型产业,支撑了数以亿计的劳动力就业。然而近年来,人口老龄化等问题愈发严峻,建筑业也开始寻求转变。同时,随着建筑项目的要求在“经济、适用、美观、绿色”等维度变得日益复杂,交付时间也在加快,建筑业的传统、粗放型作业模式已经越来越难以为续。
其次,从技术储备来看,云计算、AI等技术在国内取得了极大的发展,甚至在某些领域已经取得了世界领先的优势,各行各业纷纷开始数字化转型。
最后,从政策的推动来看:
很明显,关于建筑业加速智能化、推进新型工业化的政策出台越来越频繁。 从最初的“重视”到“掌握”再到“推广和应用”。政策愈发清晰,意愿愈发迫切。
放眼当下,2022年1月,住建部印发了《“十四五”建筑业发展规划》,明确建筑支柱产业地位将更加稳固的目标。包括推广数字化协同设计、大力发展装配式建筑、打造建筑产业互联网平台;同时推广工程总承包模式并发展全过程工程咨询服务。
在这份发展规划中,“智能化”出现了30次,“BIM”出现18次,“装配式”出现15次,“数字化”出现了13次。
规划还指出,此前建筑业的粗放模式,对经济发展、效率和环境等方面的影响和制约,依然存在发展质量和效益不高的问题,表现为发展方式粗放、劳动生产率低、高耗能高排放、市场秩序不规范、建筑品质总体不高、工程质量安全事故时有发生等。
从政策引导看行业发展,一位地产行业的投拓从业者表示:这就是量变到质变的过程,以前走量,大量拿地不注重质量,但现在拿地的概率小,又想有收益,就必须把质量做好,做个作品出来。“拿地即开工,施工零变更,交付无延期”就是现在产业理想的真实写照。
在拉力和推力的双重作用下,建筑产业变革的东风已然到来,这也为当下中国建筑工业软件的崛起带来了 历史 性机会。
时代的发展要求产业链条上的每个环节进行升级,而整个建筑产业仍处于新常态形成之前的震荡期。
在建筑项目的不同环节中,可以看到不同代际的生产工具在被广泛使用:在设计阶段,有人在国外CAD和BIM软件基础上开发插件以辅助提高绘图建模效率;有人利用python编写建筑设计的代码后在web端展示轻量化建筑信息模型;有人采用最新的智能技术工具开始尝试人机协作。在建造阶段,工地现浇、机械臂3D打印、装配式预制建造等多种方式也同样存在。
在这样的机遇下,建筑业数字化也将迎来多面开花的格局。需求将带动越来越多新老公司进入到建筑工业软件市场。
目前,在建筑工业软件的国产化尝试中,选择的路径有所不同。一大类企业选择 国产替代路径,主要指复刻CAD和复刻BIM ,创建出一套能替代现有CAD和BIM绘图和建模工具的软件,典型代表包括中望CAD、广联达BIMFACE和PKPM-BIM系列软件等;另一大类企业选择 走改良式应用路径,即基于CAD或BIM的二次开发和轻量化 ,也包括各类计算机生成、CAD和BIM插件。后者二次开发的门槛低于第一类国产复刻,因此也是目前参与企业最多的一个方向。
而在此之外,还有一个完全不同的方向正在崛起:既不做复刻也不做改良,而是 从底层语言的角度,利用前沿技术,重构建筑产业的新一代数字化语言。
其代表是成立于2016年的小库 科技 ,作为最早进入建筑智能领域的企业之一,选择的即是这一条无人走过的颠覆式创新路径:扎根于本土的建筑工程实践,以建筑产业know how和深度洞见作为出发点,在理解产业生产力和生产关系的基础上,从应用端切入,向下深入到数据结构的底层,自主定义跨代纪的建筑数智软件基座语言。
曾担任OMA高级建筑师、硕博士均攻读建筑与算法交叉方向的小库 科技 创始人何宛余的观点是,要实现建筑产业的数字化和智能化,首先要解决数据的生产和应用两个方面的核心痛点。
行业常常关心数据要如何在产业链的各环节应用,但却忽略了数据生产。而建筑业数据生产的源头是设计。
在工程领域中,设计是一个项目从无到有地将抽象的构思具象地表达为图形、模型和一系列数据的过程和结果。但完成设计并不等于生产了数据,因为当前通过设计所产出的成果都是以图形和模型为主的几何信息,缺乏数字化时代中产业各环节数据应用所需的数据维度。何宛余认为,整个建筑产业数字化智能化升级的第一步卡在了”数据生产”的“设计”上。因此,只有先实现设计端的智能化,整个产业的数据来源才能够得到保障。
小库 科技 提出的解决方案,是 一种全新的建筑数字语言——ABC,指的是AI-driven BIMing on Cloud 云端智能建筑信息模型,即通过人工智能在云端自动生成BIM的正向设计模式。
ABC模式下,首先,设计的过程将由人工智能来辅助实现,通过算法、数据与算力的有机结合,大幅提高设计生产效率与产出质量。例如,原来需要1-2周完成2-3个方案的设计周期,提效到1-2天完成20个合规可用方案,提效90%。
其次,通过云端的智能化实现对各阶段各环节生产的并行,前置完成了虚拟空间中所有的数据生产,提高对项目的总体控制力;比如,在拍地阶段即可以准确了解不同方案下的空间品质和投资收益率,从而辅助决策出全局最优解。
最后,依靠云端的强大连接力,把不同生产环节的各端连接到一起,实现高效的在线协作。举个例子,以往不同工种只能用图纸、表格、汇报文本等传统文件格式进行信息片段交流,现在通过二维码或链接,即可以在线共同完成一个项目的协同设计。
基于这样的逻辑,ABC模式实现了“数据-模型-规律规则规范”一体联动,不仅可以通过机器自动高效地解决脏活累活,更重要的是,它创造了一种可以被高效地生产和传播应用的底层语言模式。
在此基础之上,从2017年中发布全球第一款面向建筑设计方的云端一站式智能设计产品“小库设计云”开始,小库已逐步延伸出为上游项目方提供的“库晓地产AI解决方案”,以及为下游总包方提供的“库筑智能装配式引擎”。也就是说,小库 科技 基于同一套底层逻辑,即其独家的数模规一体联动ABC模式,从建筑的前期规划、中期设计到后期施工装配,构建起覆盖产业链上中下游的智能建筑数字业务体系。
也就是说,“客户不希望小库只是帮他们提供一个工具,而会从更根本地将自己整个组织结构或工作流程往数智化转型的方向来考虑结合”,杨小荻说。
站在产业转型的路口,建筑业数字化的未来充满想象。
首先,建筑业是我国国民经济的支柱产业。据国家统计局数据,2021年建筑业总产值为29.3万亿元,建筑业增加值初步核算为80138亿元,占国内生产总值的7.3%。也就是说,尚未普及数字化的建筑产业,已经是万亿级市场。
此外,随着国家对新基建的发力,建筑产业的升级也承载着推动中国经济模式转换的重要任务。众所周知,传统的基建是铁路、公路等,它带动了过去中国建筑行业规模的扩张;而新基建则包含5G、数据中心、人工智能、工业互联网等内容。依靠这些智慧设施,过去的建筑将变成智慧建筑,提供智慧的服务,成为数字经济的重要载体。
在建筑工业软件 探索 的不同路径中,颠覆式建筑智能化方向极具想象空间。除了小库 科技 之外,在海外市场,同样选择颠覆式创新路径的还有总部位于挪威的Spacemaker以及澳洲公司Archistar。 值得一提的是,前者较小库 科技 在成立时间上要晚数月,于2019年中上线其第一款产品,并于一年多后被Autodesk以2.4亿美元收购。
这意味着, 中国在建筑工业软件的颠覆式创新之路上已经形成了自己独特的优势。
可以期待,随着中国建筑产业正在经历结构性的变化,在AI、云计算等新技术的加持下,国产建筑工业软件也将迎来属于自己的春天。
西门子数字化工厂再进化:破土动工前,工厂已“建成”
改革开放40年,中国的经济体制经历了一场脱胎换骨般的变革。不久前,在庆祝改革开放40周年大会上,国家***以穿透历史的视野,回顾了中华(参数|)民族波澜壮阔的奋斗历程和取得的举世瞩目成就,指明了未来破浪前行的正确航向。
而在汽车领域,同样也经历了从当初低水平的“敲敲打打”,到当下领先水平的工业4.0智能制造。40年时间,中国汽车人在小步快跑中已然成长为一个强壮少年。而作为中国汽车领域的代表,上汽集团为致敬改革开放40周年,其旗下大通品牌全球首家全新C2B定制工厂于今日正式下线了G50(参数|)整车。
这是一间怎样的汽车工厂?
也许有网友要问了,上汽大通南京C2B定制工厂到底有什么特别之处呢?
实际上,该工厂是全球首家全新C2B定制工厂,基于“新四化”建设——数据化、物联化、智能化以及柔性化建造。同时上汽大通南京工厂也是继无锡C2B工厂有效运行后,首个全新投产的C2B定制工厂。
对于中国汽车工业而言,上汽大通南京工厂的意义在于,其是一家立足“新四化”,基于上汽实力建设的全球首家全新C2B定制工厂,将C2B大规模个性化智能定制理念融入“上汽品质”,未来可以支持制造的车型款式多达10的13立方种,践行中国智造的崛起。
当然也有人会说,用户关心的只是自己买到的车到底如何,对于工厂的造车理念并不十分感兴趣。
这对于上汽大通来说是最基础的。在品质层面,上汽大通南京工厂建造初期就决心以卓越的实力铸就上汽品质。为此,上汽工程师一方面为新工厂率先配备了高速压机线、FANUC内加电弹夹式喷涂机器人、快速换色系统等领先设备,以及全过程运用的质量数据管理及高性能监测系统,为上汽大通产品的“上汽品质”提供充分保障;另一方面,还为新工厂冲压车间、车身车间、涂装车间、总装车间等引入了数字化、物联化、智能化、柔性化等新理念,为打造用户的“理想之车”而努力。
不仅如此,作为一家立足中国,放眼世界的工业4.0智慧工厂,上汽大通在供应商管理体系和核心供应商方面更是布局深远,力争产品品质与上汽合资品牌旗鼓相当。
据了解,新工厂采用了与上汽通用相同的供应商管理体系,发动机、驱动桥、减振器、转向器、制动系等核心部件均来自通用核心供应商。而近期在这一工厂下线的上汽大通G50车身上,有近50%的零部件供应商同属上汽大众和上汽通用的供应商。
大约十年前,德国提出“工业4.0”概念,描述了虚拟世界与物理世界高度融合的下一代生产场景。数字化工厂中的设备与设备之间,人、机器和资源之间如何对话?数字化技术如何重塑传统制造流程?络绎不绝的中国企业走进德国工业巨头西门子位于成都的数字化工厂寻找答案。类似的 探索 更早之前已在西门子位于德国安贝格市的电子制造工厂启动,安贝格工厂被业界认为是最接近工业4.0概念雏形的标杆工厂。
面向工业4.0的进化从未停止过。西门子数控(南京)有限公司(SNC)新工厂近日正式投运,在实地建设之前,西门子就已全面应用自身数字化技术,预先在虚拟世界打造工厂的数字孪生,实现从需求分析、规划设计、动工实施到生产运营全过程的数字化。据介绍,通过打通从研发到生产运营各环节的数据流,新工厂的产能提高近2倍,生产效率提升20%,产品上市时间缩短近20%。
多年前西门子在成都建造其全球第二个数字化工厂时,复制了在德国安贝格工厂的经验、技术和流程。但SNC新工厂没有“德国样板”,无先例可循,是西门子全球首座原生数字化工厂。
破土动工前,工厂已“建成”
SNC成立于1996年,是西门子运动控制领域德国以外最大的研发和制造中心,主要产品线覆盖数控系统、通用变频器、伺服电机、齿轮马达等产品,广泛应用于 汽车 、航空、电子、制药、物流和新能源等高端制造行业,并有大量产品出口海外市场。面对日益增长的市场需求,该工厂急需扩大产能,提高生产效率和灵活性。于是,催生出再新建一座工厂的需要。
何为原生数字化工厂?西门子全球执行副总裁,西门子中国董事长、总裁兼首席执行官肖松对澎湃新闻等媒体表示,原生指的是在设计、规划、建造和生产运营的全生命周期,从零开始,开创性地完全使用西门子自身的数字化理念和技术,让工厂从无到有,由虚到实。“在工厂破土动工之前,已经在虚拟世界里用西门子的软件,完成了从工厂需求、分析到建成、运营全过程模拟仿真和验证。在实际建设过程中,通过大数据分析,进一步优化生产流程,为实际生产提供实时可靠的数据支撑,实现数字化制造和管理。”
西门子数控(南京)有限公司新工厂
试想一下,要生产一支笔,传统的做法是先出一张图纸,然后调整机床参数去开模做出样品,图纸返回研发部门经过比对修改,才能进入生产线。随着数字化技术向制造业各领域加速渗透,产品的数字孪生已经不算新奇:在虚拟世界中预先完整模拟出某种产品的设计、生产制造过程,通过建模仿真优化设计,可以减少物理调试时间、节约大量材料测试成本。
肖松称,西门子原生数字化工厂的建成,证明了可以像设计产品一样设计厂房和产线,将数字孪生覆盖产品以及工厂的全生命周期,从而实现持续优化的数字闭环。
正式破土动工前,工程师们已经在虚拟世界里完成了工厂的“建设”。“或许你会有疑问,今天谁建设工厂没有图纸?没有图纸怎么破土动工建设?”西门子(中国)有限公司执行副总裁、西门子大中华区数字化工业集团总经理王海滨对澎湃新闻解释称,此“图纸”非彼“图纸”。建厂房有图纸,机器设备有图纸,产线可能也有图纸,这不假。但区别在于,光有设计图纸,无法将工厂、产线、机器设备、工艺在计算机环境中模拟实际生产运行“动起来”,进而验证和优化工厂设计。SNC新工厂在设计环节已全方位进行了虚拟仿真、虚拟调试、虚拟生产和验证,避免了传统设计的试错成本,这是其他工厂还未做到的关键之处。
据介绍,新工厂在实体建设及运营阶段,基于西门子工业云的大数据分析及其与工业物联网系统的有机结合,进一步优化生产流程,为实际生产提供实时数据支撑,实现数字制造和管理。新工厂可同时生产电子和电机制造两大类从原材料、生产设备到工艺流程均截然不同的产品,“将这两大类产品放在同一个屋檐下生产,这对任何企业来说都是一项前所未有的挑战。”西门子数控(南京)有限公司总经理周郁荣说道。
在无 历史 遗留硬件负担的新建“绿地工厂”实施更彻底的数字化应用意味着相较于常规工厂的更多投入。但王海滨认为,在进行投资决策时,除了直接且看得见的成本,试错成本、错误决策等隐性或间接成本也不能忽略。“从SNC新工厂的经验来看,数字化的投入所获得的收益是完全划得来的。”
将加强本土研发和供应商体系
低碳环保也在SNC新工厂设计之初便被纳入重点考量。据悉,该工厂利用屋顶光伏系统为工厂运营提供部分清洁能源;利用地源热泵技术提高冬季供暖和夏季制冷能效;应用高效率水泵和风机、热回收装置、雨水回收系统、风能和光伏LED路灯、智能照明控制系统和太阳能热水系统,最大限度地节能减排。上述措施预计每年可节省约506万千瓦时的电力、6286立方米的水,减少3325吨的碳排放。
肖松在采访中表示,数字化和低碳化将是未来西门子在中国发展的两大支点。
“尽管疫情给全球经济带来了很大的挑战,但中国作为世界第二大经济体,拥有完整的产业链体系,同时提出了统一大市场、坚定实施改革开放等一系列推动经济高质量发展方面的努力,对于外资企业而言非常重要。”肖松表示,目前西门子在华拥有超过30000名员工,四十多家运营企业,在中国布局了完整的产业链和开放共赢的生态体系。提及中国战略,他透露,西门子中国将加大本土研发和创新能力,加强与大学、研究院的合作。
2020年新冠疫情的爆发,促使全球企业重新思考供应链布局与风险管理。
肖松说,过去两年中,公司整体上把供应链带来的风险降到了最低。为了进一步加强供应链建设,过去某个产品的供应商可能只有一家,现在需要增加到两至三家供应商,以降低风险。同样重要的是加强本土供应商的比例,过去某些产品基于全球供应商,疫情令企业充分认识到,须加强本土供应商的建立和开发。“通过这些措施,我们能够更快速地面对未来新的不确定性。”
校对:刘威
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