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工程数据怎么在流动中产出价值?这个跨界产品做了个大胆的尝试

来源:开云全站    发布时间:2024-05-05 23:17:22

  现在建筑业谈BIM已离不开数字化了,无论是国家层面的数字中国战略规划,还是市场对新业务的需求,都齐刷刷地指向「数据」这片新的海洋。

  但置身事内的圈内人,也深知数字化没有想象的那么容易,业务割裂、数据标准欠缺、多人协同低效、成本效益难评估、参与者不足,每一条都是在企业数字化转型的进程中一定会遇到的坎。

  如果把所有这样一些问题背后的原因简单归纳到一个点上,可能是「物理载体限制」。正如影像领域的光碟、物流领域的快递单、支付领域的纸币,对应工程行业就是纸质图。如果信息一定要经过一道物理实体的「转载」,那么最底层的一点点小摩擦,一定会随着数字化的规模被不断放大,最终变成一系列发展的阻碍。

  你说未来有没有可能,所有上游都不必交付给下游一份纸质的图纸和文件,所有人都直接基于数据来进行协作呢?

  这件事在别的行业正在发生,光盘、手填快递单已经消失不见,我们日常使用的纸币也慢慢变得少,但你的第一反应肯定是——各种法规不允许建筑业迈这么大的步子去改变。

  那么以终为始,你猜10年后、30年后、50年后,建筑业的图纸会不会消失呢?法律和法规会不会被科技改变呢?毕竟,没有纸质诉状和判决书的数字法院已经上线运行,网约车也从曾经的法外之地变成了合法运营。

  答案似乎是确定的,只不过这件事什么时间发生、被谁推动去改变,每个人心里会有不同的想法。

  最近我们看了一场产品发布会,下来后联系了产品的开发方——北京跨世纪软件技术有限公司的平台事业部总监郭永伟,进行了一次深度对谈,看到此公司在推动建筑行业全面数字化这件事上,做出的一次很大胆的尝试。

  今天想把我们对这次发布产品的了解详细讲给你,若是正好符合你企业的需求,可以试试看,同时我们也站在他们的视角,看这家老牌的研发企业对数字化的未来是怎样设想、怎样行动的。

  跨世纪此公司早在1999年成立,也正因为成立于世纪之交,所以取了这一个名字。它一直专注在大交通行业的软件研发,包括公路、铁路、市政、水运等领域,到今天也已经是一家20多年的软件公司了。

  在交通行业比较为人熟知的产品,比如主打桥梁设计出图的桥梁大师、主打三维BIM设计的设计大师、主打施工阶段全过程管理的建造大师,都出自这家公司。

  今天主要想和你聊的,是他们今年才正式对外发布的、主打全周期数字化的产品:跨~界云空间。

  一句话描述:它是一个跨世纪公司自主研发的云端工程数字化平台,目标是实现从方案到设计、施工到运维的一体化管理。

  看这句话你可能没法理解它到底是个什么产品,实际上无论是在跨世纪擅长的交通领域,还是在更广泛的数字化领域,跨~界云空间的定位都是一款很特别的产品,有很多设计走的都是很有趣的技术路线,听我慢慢给你聊。

  这些定位,具体到平台的界面里,对应的则是一系列的功能模块,我们先拆开看看这四个定位和对应的功能,再回来说说数字化这件事儿。

  目前行业里提到国产自主可控图形引擎,大体上路线分两种:要么是基于桌面端的编辑建模引擎,主要处理单体建筑的精细化设计;要么是基于云端的展示引擎,可以渲染显示大体量的模型。但这两条路线的融合却很少有公司去尝试。

  跨世纪同样是坚持国产自主可控,不过在引擎方向走了一条很特殊的路线,把引擎架设在云端,可以是公有云或是私有云,同时包括了具备编辑内核的BIM引擎、BIM+GIS的展示引擎、和面向业务的数字孪生引擎。

  这样设计的目的,是让数字孪生模型去掉「互传、修改、再互传」的环节,直接在平台上即开即用,由不同人在各阶段进行模型迭代,也让生产者和使用者直接在一个环境下使用数据。

  尽管在技术上叫引擎,不过在使用时,你可以把它理解为一个可以直接打开很多格式文件的工程网盘。

  当然,作为一款网盘工具,它也支持PDF、Office文档、视频、图片等文件直接在线查看。

  首先是对公路、铁路、市政、水利等线性工程模型友好,尤其是BENTLEY的DGN格式支持得很好,大体量线性工程模型加载很快,同时也支持毫米级精度查看和测量。

  其次是上传很简单,不需要任何插件转换成中间格式,直接源文件拖拽到平台,所有转码工作在后台自动完成。

  值得一提的是,BIM Windows转码之后会利用动态切片缓存,把模型切成若干部分,按照每个用户的请求显示对应的部分,同时使用LOD流式加载,当用户要放大查看细部的时候再进一步加载细节,这样既兼顾了上传转码的速度,也能兼顾模型的打开和查看速度,普通配置的电脑也可以流畅加载。

  BIM与GIS合并加载,把线性工程模型定位到大坐标系场景里。除了前面说到的GIS数据、实景建模数据,也可以加载开源的数据地图,比如必应、ArcGis、天地图、高德等等。

  所有模型构件都能查看BIM属性,还能手动加入「标签」,标签可以链接视频文件、链接其他模型的文件,点击标签就能直接打开,还可以链接物联网传感器的数据显示。

  平台提供了常用的引擎功能,比如三维剖切、保存视图、添加批注,或者在Web端直接进行长度、面积、体积等数值的测量。

  跨~界不是一个封闭的平台,可以把合并后的模型导出为obj、gltf、datasmith等格式,构件的属性、材质可以一并导出。

  很多引擎都能解决可视化查看的问题,但没有同时解决编辑的问题,需要修改的时候需要在建模端修改,再重新转码、上传,这在某些特定的程度上决定了BIM模型进入平台之后,是否能在不同应用场景下直接迭代。

  我们就经常遇到粉丝的提问,到了施工或者运维阶段,需要一些小修改,但每次都要到源头上找设计师,可很多工作已经不是设计师的责任了,而且重新修改上传会导致之前做好的一些后续工作也需要重来一遍。

  BIM Station就是用来解决这一个问题的云端编辑引擎,不要安设,直接在浏览器里,进行二维三维操作。

  二维方面,已经基本达到了CAD的二维绘图能力,常见的移动、复制、偏移、旋转、缩放、镜像、阵列,还有高阶的延伸、打断、修剪、倒角、创建复杂面、尺寸标注等都可以支持。

  三维方面,可以创建球、块、柱、锥等模型,也支持直接在二维基础上拉伸、放样、旋转出三维形体,像是剪切、倒角、孔洞、凸出、壳体、压印,还有实体之间的相并、相减、相交等布尔运算,同时具备一定的参数化三维建模能力。

  当然,在实际项目中,设计师直接用这种底层的线、面、体操作,从零做项目的情况并不多,重要的是利用BIM Station,可以对平台里的其他模型,包括上传的rvt、dgn等模型来加工修改,甚至进行一些更高阶操作,这些操作都需要引擎在底层能支持才可以,这就要讲到下面的工具了。

  前面讲到的图形引擎,在很多工作场景里,是被隐藏在「后台」的。像是设计建模、施工用模等场景,则是需要一些建立在引擎能力之上的软件工具。

  所以,你也可以把BIM Station理解成BENTLEY的MicroStation,仅仅是在线版的,很多工具都是在它的基础功能上开发出来的。

  很多企业对BIM的落地应用很难开展起来,很大程度上是因为大多数人的「建模工具」和「用模工具」还是同一套工具,没有针对应用场景设计不同的软件。

  为了让模型和数据发挥作用,跨~界云空间基于BIM提供了很多工具,包括方案设计工具、施工深化工具、动画制作工具等等,让不同环节的人利用浏览器里的工具,不要安设软件,就可以把BIM数据用起来。

  这是一款针对路桥隧行业,快速进行方案设计、修改、汇报展示的工具,主打的就是一个「快」。可以把以往路桥分专业推进、一周左右的设计时间,压缩到一天甚至几个小时完成。

  它能以上传到平台的地形和路线数据为基础,快速生成全线的道路、桥梁、隧道、交安、景观等专业的模型。

  比如桥梁建模,在立面图中根据设计高程线和地面线的关系,设定桥梁中心桩号、跨径表达式、斜交角度等参数,创建桥梁符号,读取路线信息之后就可以创建桥梁模型。

  比起手动建模,这种自动生成模型的速度要快上很多,变更的过程中,只要修改这些参数,模型也会同步修改,很省事儿。

  针对道路专业,选择路线起始桩号,能够迅速创建路基模型,也可以捕捉路线上的其他单位工程,通过路基快速链接相邻的两个单位工程,还能根据路面宽度自动批量创建标线模型,另外路灯、标识、护栏等批量创建也不在话下。

  隧道模型也是通过选择起止桩号快速创建,能够最终靠生成的隧道表快速定位到对应的模型、查看每个隧道断面。

  针对快速汇报展示的场景,不需要导出、渲染,可以很方便地在模型里直接开展漫游,快速查看车流模拟,进行方案比选。

  当然,BIM Works只是用来满足项目前期的快速方案设计,到了施工图阶段,还要进一步由专业设计师进行深化,这项工作能够最终靠平台和本地深化设计工具的数据打通来实现,我们放到后面再说。

  施工准备阶段,还有一个很常见的应用,就是临建规划、场地布置等工作。这项工作的核心需求是快、直观、成本低。

  CSC SiteLayout也是布设在云端的工具,实施工程人员只要直接打开存储在云端网盘的模型,调用对应的功能,就可以在三维实景上,快速完成规划选址、便道设计和场地布置工作。

  支持DTM、实景和HGT高程等格式的地形数据,在地形上直接指定边界完成场地平整,并自动计算填挖方量。

  选择系统预设好的便道断面,在地形上选择关键点,就能创建便道路线,也能够最终靠调整点修改便道设计的具体方案,填挖方量也是在这样的一个过程中自动计算。

  场地布置可以在自定义的场地边界上,或者在导入的CAD平面布置图上,通过拾取或者绘制的方式布置参数化围挡,然后通过点选、拾取等操作,完成大门、场区道路的创建。

  输入标高、层数和间数,可以快速参数化创建活动板房,也可以参数化快速布置塔吊、龙门吊、砂石料仓、钢筋加工棚等临时建筑。

  平台也提供了临建场布构件库,常用的构件比如搅拌机、水泥罐、装载机、混凝土罐车、制梁台座、转换台座、存梁台座等等,拖拽就能轻松实现快速布置,直接查看三维布置效果。

  这三个模块,主要是解决BIM模型从设计到施工的衔接和复用问题,也就是常说的「设计施工一体化」,比如施工直接用设计模型进行进度模拟、工艺模拟,再比如每次变更都不要重新回到建模软件修改。

  如果设计院只是把模型打包、发给施工方,这距离施工方能用起来还有挺大的差距,因为设计和施工的建模逻辑是不一样的。比如设计建的是整体的桥墩,而施工则需要对桥墩进行流水段分解和管理。

  在CSC WBS模块里面,在设计环节给模型赋予的信息和编码都传递给下游,接下来平台根据构件编码,自动进行WBS分解,生成结构树,工程师也可根据分部分项划分标准,重新绑定工程模型,后续施工方就可根据这个新的结构树来管理模型。

  利用CSC Modeler,工程师可以直接打开上一步完成的模型,把里面的构件按照施工逻辑进行拆分,比如把一根桥墩按照规则拆分成多断,切分后WBS结构树也会自动更新。

  反过来,对于同时施工的一组构件,也可以把它们合并成组,以便和施工现场的施工段相对应。

  利用CSC 4D,能够继续利用切分成组的模型,平台里所有协作者都能进入模型,根据施工任务,一起编制施工计划。完成之后,用可视化的方式来进行进度模拟。

  从现场收集、通过Excel表格导入的实际进度数据,也可以和施工计划进度作对比、分析,查看提前开工、滞后开工等施工段的数据。

  需要注意的是,不止从跨世纪自己的平台建的模型,由其他软件建模、上传到云端的模型,一样能够直接进行这样的施工段划分加工应用。

  这样不同场景被切分成不同的模块,操作学习难度很低,负责某个具体环节的实施工程人员非常容易就能快速上手。这样模型在项目推进的过程中才能在同一个平台里持续迭代,这也是跨世纪坚持做云端工具的原因。

  设计和施工全套工艺流程中基于BIM做了很多的应用成果,最终都需要在开会时给甲方汇报、给现场交底。这个模块的作用,就是基于前面做好的模型成果,在云端简单快速地出一个汇报动画。

  工程师可通过内建的构件库,加入工程机械设备;模型分段在前面的环节已经做好了,直接拿来用就可以。

  给每个构件和施工段,赋予相应的动作,比如移动、旋转、显隐、透明、变色等等,再赋予开始时间和结束时间,就可以自动生成一段施工工艺模拟动画。

  上面说的所有应用,对于实施工程单位来说,不需要按用户购买独立的单机软件,工具都部署在云端,只要有账号,登录就可以干活儿,成本更低、自由度也更高。

  跨~界云空间的底层逻辑不是模型驱动,而是数据驱动,无论原始文件是什么格式,进入到平台都变成可识别、可编辑的数据,最终让这一些数据通过云端的打通,服务到不同的具体业务。

  作为用户,最主要的体感就是企业在云端部署之后,不要安设软件,在浏览器登录账号就可以每时每刻使用。

  看完上面的介绍,你可能会有个误解:跨~界云空间里集成了一些「软件」,能实现不同的功能。

  这么理解并不算错,但实际上每个模块,都应该视为不同业务、不同人员,对同一套模型和数据的各种「操作」。

  平台的特点就在这儿了:并不是每个软件单独处理一种文件格式,而是所有操作都对平台里同一套数据进行「业务化操作」。

  除了这些操作,平台还提供了给参建各方使用的数据功能,比如模型内的数据校验、公共资源库、工作流程管理、数字化协同等等。

  上传之后的模型,能够理解为脱离了原来的软件,任何拥有账号的人都可以在线查看。

  同一个模型,在上传新版本之后,可以自动进行模型对比,找出版本之间的差异点,哪些是新增的、哪些是删除的、哪些是修改的,一目了然,设计师和工程师就不需要从头检查了 。

  选择模型分类和检查标准,可以在线遍历模型,检查模型的精细度和构件信息是否完整。

  平台里内置了流程引擎、组织关系和人员角色,设计师上传到项目里的文件,可以直接发起审批流程,审批流程能够准确的通过不同企业的要求自己定义。

  相关的负责人查看模型的时候,可以给任意视图和构件添加定位,加入批注、审批意见,平台会按照事先定义好的审批流程,把任务分配给对应的人员角色。

  任务和意见会实时反馈给设计人员,可以在平台里查看消息,也可以在模型视图直接定位问题、做修改。修改完成后,由审核人员审批同意,就可以走到下一个审批节点,直到流程完成。

  平台会记录审批流程,让设计全程留痕,最终会生成一份校审单,用于线下的签字和归档。

  企业部署平台之后,会拥有一套线上的资源库,可以统一管理企业的参数化构件、公共标准图纸、标准库,通过在项目中不停迭代这个资源库,可以最大限度实现知识资产的积累和复用。

  通过这些应用你会看到,跨~界提供的不只是在线文件浏览方案,而是用在线的方式,通过一定的流程,把文件里的信息去做数字化处理,参与协作的人,都可以在不改变原有生产流程的前提下,为数据流的迭代做出贡献。

  说到这儿,你能够理解跨世纪想做的事,是帮企业的各岗位人员,在保持生产行为的同时,积累、迭代工程建设项目的数据。

  而跨世纪想要做的是这样一个挑战:数据和云端的平台深度绑定,把一部分生产工作直接搬到线上,在生产项目成果的同时,把可供所有人调取的数据也产出。

  同时,兼顾一些线下的客户端软件,让他们围绕着云平台这个核心,生产出来的数据直接放到平台里,需要的数据也去平台里面拿。

  除了前面说到的rvt、dgn、3dxml等设计格式,跨世纪自家的软件也在和跨~界云空间实现数据打通。

  比如已经研发升级了20年的桥梁大师,是一款参数化、批量化的桥梁设计软件,最新的2023版更新了很多功能,其中最大的更新之一,就是和跨~界云空间打通,形成了一个桥梁专业的协同设计平台,能轻松实现快速方案设计、一键出图、在线图纸审核。

  对于项目负责人,只要登录平台,导入统一的路线和标准资料,就能够保证所有人的项目文件与项目指导书中的方案保持一致;根据路线数据,通过BIM Works快速创建方案模型,一键生成三维模型,再通过系统级别的任务分配,把基于模型的协作和审批流程走起来。

  对于设计师,可以在本地启动桥梁大师,在平台里签出设计任务,自动根据分配的任务创建项目,任务中的标准图、设计资料都是从平台上同步下来的,能够保证项目数据相同。在桥梁大师中完成桥梁的结构、布梁等设计,利用一键出图功能完成图纸,然后再次把图纸成果签入到平台继续审核。

  另外,跨~界支持二次开发,底层功能都以数据接口或者二次开发接口的方式开放给用户,有开发能力的用户都能够基于这些接口进行二次开发,去满足自己的业务流程。

  比如前面说到的可视化工程网盘BIM Windows基础框架,场景的渲染、相机,动画脚本,基础界面的要素控制,模型构件的显示,还有总体方案设计工具、临建场布工具、施工深化工具等等,都是跨世纪自己在平台上开发出来的功能,这些功能也可以由用户通过调用接口和组件二次开发自己做出来,甚至做得更好。

  关于平台目前的功能先说到这儿,如果你感兴趣,想要申请试用、开个测试账号、或是提出功能需求,都可以私信我们。

  目前跨~界云空间是刚刚发布的1.0版本,未来最重要的发展趋势就是逐渐完备云服务,包括桌面端和移动端支持,钉钉、微信、Web支持,标准图和构件库等等。

  我们来回看一下,开头的一句话介绍:它是一个跨世纪自主研发的云端工程数字化平台,目标是实现从方案到设计、施工到运维的一体化管理。

  要实现这个目标,当然是一个企业没办法完成的,跨世纪走出的第一步,是在他们最擅长的交通领域,搭建了一个基于云端的整体框架,走通了其中的一些模块。

  在发布会后的交流中,他们几次强调,非常希望邀请行业里的朋友共同合作,来完成这个目标。

  目前,跨世纪已经和不少公司合作,基于他们的业务场景,去实现专属的平台开发。

  比如,和一家大型国企合作,打造了一个总体方案设计系统。通过这一个平台,设计师可以导入2D设计方案,也可以合并多种软件的BIM方案模型,利用云端的构件资源库,借助向导功能高效地完成桥梁方案设计,同步进行光照、排水、行车、经济指标的分析和模拟,并且可以实现设计、显示和汇报的一体化。

  再比如,和一家城市轨道交通项目部做了一个盾构监测平台,不同于一般的智慧大屏,这样的平台上基于BIM Windows和现场数据的挂接,集成了盾构的实际进度信息,比如可视化展示推进到哪一环、穿越了哪些风险源等盾构项目的专属信息。

  此外,跨世纪也和同济大学合作,开发了一款桥梁结构分析系统。基于云端,直接利用BIM模型生成结构计算模型,很大程度简化了有限元分析的前置处理工作,同时融入了同济大学强大的桥梁设计理论,能够实现折面梁格等多种结构的精细化计算分析,也支持最新的桥梁规范。

  他说,作为一位代码工程师、一个创业20多年的圈内人,这应该是他最后一场公开演讲了。从最早参与开发国产CAD软件PANDA、PICAD,到后来自己写路线大师、桥梁大师、设计大师等软件,再到今天发布跨~界云空间这样的产品,自己在制造业、公路行业和基础设施行业中前行,也经历了行业从CAD、BIM到数字化的变迁,直到退休之前,在「软件公司董事长、桥梁专家」这些头衔之外,他最热爱的事情还是写代码。

  有一张PPT,他在几年前就写好了,里面藏着这位自嘲为「老码农」的从业者一个小小的野心:希望在未来,做一个「虚拟设计院」。

  呈现在前端的是一系列工具软件,帮助设计师快速完成方案设计;中间层协同平台提供知识库、构件库和数据库,为设计和施工的数字化协同和推进提供数据支撑;后端的云服务,完成自动建模、出图等工作。设计、变更、施工全套工艺流程中,所有人都可以每时每刻回到前端进行快速修改,数据在前、中、后三端自由流动,打造一个所有参与者相互连通的设计环境。

  而这样一个小梦想的第一步,就是要把所有的工作流搬到云端,没有不同版本文件的互传,没有会遗失信息的转换,让工程数据在流动过程中创造价值。

  发布会前先了解到跨世纪的这个想法,我还是替这个团队捏把汗的:目前行业能接受这种纯线上工作的理念吗?

  深入懂产品之后,算是松了一口气,在技术层面上,跨~界云空间并不是强制大家把所有工作一次性搬到线上,它对单机软件的各种格式还是保持着良好的支持,即便一家用户不认同这样的理念,也不妨把它当做一个本地建模之后、上传并产生后续价值的管理平台。

  但下面是我的猜测:这种对本地软件的支持,或许是跨世纪在过渡阶段做出的妥协——让一部分人先用起来、让一部分公司参与到合作中来——而从整个产品的功能和规划上,我还是看出了他们期待的未来,一个没有图纸、只有数据的未来。

  跨世纪给出的答案是:一定没有了,并且他们盼望自己成为加快这个历史进程的其中一份子。

  这个过程中可能会经历很多的阻力和磨难,历史也必然不能单纯地被梦想改变。未来一定是数据的商业经济价值慢慢的升高、图纸除过审之外的存在意义越来越低,天平倾斜到某些特定的程度,再有法规的跟进。

  而我们需要做的,就是把数据的价值不断挖掘出来,而如同水和金钱,只有流动起来的数据,才有机会做到这一点。

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