清华大学软件学院教授顾明

清华大学软件学院教授顾明
 
智能建造的基础——数据标准化
 

顾明:非常荣幸今天在这跟民航行业的同仁们一起来交流我们在建筑行业数字化方向的一些心得体会和研究的观点。今天配合这次智能建造的主题和前面两位嘉宾的发言,我今天的题目是《智能建造的基础——数据标准化》。

前面两位嘉宾都在讲标准,而且今天这一天的会议把标准作为第一个发言的板块,大家也能感受到标准的重要性。

包括民航“1+4”、包括刚才魏总介绍的国际标准等等,我们目前就是让数据能够标准化,让我们在智能建造,新型建筑工业化这样的产业链上,数据能变为生产要素,能够流通、交换,今天我想跟大家介绍的主题目的就是如何让数据标准化。

在这个过程中,我想还是从初心在哪,为什么我们要做智能建造,为什么要走新型建筑工业化这条路,为什么要数字中国等等,我们处在一个什么样的时代。首先我们想看下,新时期我们这个状态,为什么大家开口闭口都是AI,开口闭口都是数据,我觉得当下我们人类社会进入到转折期,这个转折期基本的逻辑,背后的原因就是我们大工业时代,工业社会发展已经遇到了天花板或者叫瓶颈。

这个瓶颈是什么?就是我们目前组织的割裂和过去的专业分工使得我们要做进一步的系统优化遇到了巨大挑战,我们前面说了很多东西,都是这么一个原因,专业分工过细,要找一个又懂IT,又懂专业还要懂运营、经营的人太难了,我心里想的是能不能有一个数字人来协同大家,这就是数据的重要性。

所以在这样一个社会发展的转折期,用什么样的方法重构我们的产业链,使得我们的传统产业都能够转型过来,在这个过程中就是信息社会的到来,按照社会的发展我们2018年就已经进入到信息社会,信息社会基本的需求是什么?边界重构。

我们关心现在头部的互联网大厂、大公司大家可以看到他们在2C端(消费端)的重构边界已经在潜移默化的影响我们的衣食住行,在我们工业界现在已经开始启动了,在这个过程中,我们如何用信息技术来重构这个边界,这里面一个核心要素其实就是数据。所以在信息社会,信息比能源比资源还要重要的要素,但现在大家可能还体会不到。

我们说今天智能建造的情况,这是4月份住建部在全国各地有24个智能建造的示范城市,各个城市都动起来了,都在总结、开会、交流经验。第一个是在深圳部里开的现场会,把智能建造叫做新型建造模式,用了一个词叫极具科技感、未来感,可以和美好生活紧密相关的名词,这是一个媒体的报道。

百度上大家也能看到什么叫智能建造,实际上我们企业端也在纷纷用新的技术、新的工具实践智能建造,但大家可以看到,今天的智能建造我个人感觉还是用了一个很高端的技术在做一个很基础的应用还没有匹配,而且这个应用还是一个割裂的,还没有把这些应用能够协同起来,但大家在努力,努力的过程中其实付出了很高的成本。

所以如果让我来说,今天中国社会的智能建造我们行业的智能建造还是一个奢侈品,没有钱肯定用不了,而且有一点钱还不行,还得有很多钱,第二还得有极高的情怀,不是靠用这个去赚钱,可能还是靠这个去实践一些想法。

如何让这样一个代表未来趋势的技术体系工具真正变成每个企业、每个项目都能用起来的东西,我觉得是值得我们大家深入思考的。这个过程中,我个人认为智能建造其实就是走新型建筑工业化的这条路。

在这个过程中,我在这做的一个分析,我们跟制造业对标下大家就会发现,除了生产地点、生产环境,这是这个行业本身带来的基本约束条件之外,我们在生产要素到责任主体、质量检验、标准化、生产模式、产业集群,大家可以看到跟制造业比,我们在资金上没有办法,制造业是自己掏钱、自己生产然后销售,我们是拿业务方的资金来干活。当然我们房地产商例外,他们是自有资金前期投入,所以大家可以看到在房地产行业标准化的程度比我们其他领域要高一些。

在这个过程中,大家可以看到在生产要素里,我们的技术其实不是我们完全自有,是一个大家协同起来形成的技术,到我们的设备、劳动力都不是一个独立的主体,像今天我们在制造业它的数据已经在承担很关键很重要的生产要素,但是我想问在座的大家,是不是我们在这个过程中,我们这个行业还是没看到,我们在整个项目总的合同额里,有多少跟我们数据相关的,我们项目关掉后所有IT的投入,可能这个成本都摊没了。

所以在这个过程我们跟制造业比起来,在责任主体上制造业是单一主体,我们是多主体协同才能完成的行业,在这个过程中带来生产模式的不同,为什么说智能建造要走出新型的建造模式,这个新型在哪?我们希望能够像制造业那样用整体对象建造的方法,按产品交付的方式来做我们整体项目的建设。

在这个过程中,我们必须要改变生产关系,必须要用新的生产力来推动我们生产关系的改变。这个生产关系在这里面我个人的观点其实就是要改变我们的生产模式,由项目交付向产品交付转变,大家会说我们业主方自己不是业主方,就像我们在座很多机场集团,我们运营和建设也是分开的,但是我们希望它一体化的话,如何去解决这样的问题,我估计不是短时间内的。

我们业主方是资金方,在这个情况下我们如何实现我们生产方式的改变,就是我们说的如何把这个边界重构,用什么技术重构,其实就是通过数据驱动才能把这样一个生产关系改变。所以我们要用新的生产力,新的技术,新的方法推动生产关系的变革,才能最终实现数字化转型。

围绕这样的理解,后续我想表达的大家就理解了,为什么我们要走这样一条路。数字化其实不是信息化,数字化应该是业务转型后数据驱动的业务,大家经常说业务的数字化、数字化的业务,什么时候你的企业有数字化的业务,其实你的转型也就到位了。

在这个过程中我把它分成三段:第一段是业务信息化,比方我们今天看到的智能建造,其实做的还是业务的信息化,它是一段一段在用的过程中,那么我们如何通过业务的信息化走道第二个阶段到业务的数字化,这个过程中就要数据驱动业务,也就要协同起来,在这个过程中如果我们的商业模式不改变,我们的生产方式不变,其实这个业务数字化很难做到。

第三个阶段才是业务的智能化,在这个过程中我们数字化转型真正数据的业务化才能出来,这个过程拿工程建设行业讲,其实BIM就变成了从业务信息化一直贯穿到业务智能化全生命周期都可以发挥价值的数据载体。

所以如果我们说智能建造要真正用好,BIM这样一个信息模型的技术就必须成为它的核心技术,在这个里头BIM大家已经非常熟悉,我想强调BIM其实就是建设行业与信息技术深度融合的媒介,大家理解这个媒介的词,大家就可以看到,比方说我们现在的新媒体、融媒体都是基于数据在做融合。

有了这样的技术如何把这些感知回来的数据融合在一起?我们希望BIM变成全生命周期的可信、共享的载体,它的数据应该基于这样的逻辑转起来。怎么办?那就要有新的生产力进来,前面两位嘉宾介绍行业的标准、国际标准,但这里面缺一个维度就是软件的标准化。

那些标准如果要人来执行、人去看这些标准,没有一个人能做到,如果所有人都来查,你的模型里是不是符合那些标准,我估计这个成本首先受不了,第二人也不可能把它都看对了。

所以新的生产力里关键的生产力就是让软件发挥作用,那么软件怎么来发挥作用?这些就是国家标准,刚才魏总介绍了他们牵头编制的。但是我们的软件并不理解这些标准,比方说大家最熟悉的CAD图纸它也有它的国标,但是我们的软件对这个国标的标题栏没有一家在执行,所以导致一开始我们在推动BIM应用的过程中,大家都希望通过实图重建BMI,在这个过程中标题栏非标大量的语义信息缺失做不到。

软件怎么标准化,在这个过程中我们在推动的一件事就是让软件按照行业来进行它的标准化,在工程建设行业,我们清华大学在2016年开始就在牵头做整个软件标准体系的编制,这是最近从2021年开始我们配合工信部做的BIM方向上国家软件的标准。

大家可以看到我们把BIM软件也给出了一个基本的定义,在这个过程中我们对软件如何定义内容,如何格式到交换都做了一个界定,有了前面两位专家说的行业标准,语义标准后我们软件也能读懂那个标准,才能真正实现数字中国里的“车同轨、书同文、度同制”。

所以如何让数据变成要素关键是生产力要跟上,第二模型的输出语义、数据要有检测,我们刚才说在制造业出厂的产品要有检测,在这个过程中如何让模型可信也是一个很重要的内容,这也要靠软件,靠人做不到,如果说新质生产力里生产力,我认为这两个就是软件必须要做到的。

接下来就是生产关系,通过数据的标准化后能够在全生命周期产业链上流通了,它就可以起到多方协同的作用。通过数据标准化后形成数据的力量去驱动多方在数据层面上达到协同。

在这里面从政府来讲十几个部门怎么协同,很多专业的协同,每个点上就是一个子模型,把大家需求在一个模型里表达,把各专业管理方的碰撞找出来,这个协同大家就可以妥协到一个点上,这就是生产关系。

如果说我们IT技术能够帮助行业转型,我觉得这就是我们希望做到的新型的生产关系,基于模型可以把多方数据、多元数据变成一个统一的模型,在全生命周期里能够把语义一模到底,最后统一模型能够给各个角色使用,就是一模多用,这是新型的生产关系。

基于这样的逻辑,我们2021年就在配合深圳市政府推动这样技术的落地。在深圳我们做了什么?前面国际标准魏总介绍了,国家标准就是2016年以来我们清华大学在牵头主编的国家软件标准体系。在深圳我们做数字化标准,把语义结构化让机器能读懂然后到子模型的描述,把各方的需求能够统一在一个模型里。

在这个过程中,包括语义字典包括很基础的关键的数据表达的方法,IFC的软件化。在深圳我们做了这样一个技术体系的推动,基于这样的标准体系,配合的就是软件的转型,所以在这个里面合标的检查工序、模型的管理到语义字典的检索、合规标准的检查形成了这样的闭环。

这个成果很荣幸去年在building SMAR秋季分会上拿到了全球技术分赛道上的一个全球的唯一大奖,事实上得到了全球在BIM领域里大家的认可,这是我们在深圳的实践。这是去年统计的数据,今年新建项目已经有2万多个模型,既有建筑也有1万多个模型,现在大家在深圳都在做的就是,如何基于标准化的模型,标准数据之后去做应用,政府推动了100多个应用。

最后关于未来有一点思考和大家交流下。

建筑业的数据资产,我们认为BIM是资产最好的载体。在这个过程中必须要解决的问题就是,你既然要作为资产、要素,就是怎么算钱的问题。所以我们在深圳也做了一个地标就是BIM的计量方法,基于BIM怎么算量。我们能够让模型有了标准后就可以做模型信息量的计算就可以付费,就可以有质量,就可以作为一个生产要素。

在这个前提下,成为生产要素BIM能发挥什么价值?BIM不是给大家做增加值,做BIM不仅仅为自己用,它一定产生附加值,所以在这个过程中,如果大家把BIM当做一个可以作为附加值的东西,我觉得最后它就可以变成新质生产力。

因为全要素生产力,所有生产要素的贡献率抛去传统的生产要素后,如果我们数据成为要素放进来,这个结果真正做到了数据要素变成建筑行业核心的竞争力,这就是关于未来的畅想。

我们希望在这个过程中能够给大家带来观念的转变,我们做标准、用工具甚至机器人等等一系列先进的IT手段,目的就是让数据能够标准化,成为未来人工智能可计算的数据,我们才有未来的智能化、智慧化。

我今天的报告就到这,谢谢大家!