工程數(shù)字云破解中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型難題

■ 立方數(shù)科股份有限公司大數(shù)據(jù)研究院

隨著國(guó)家“十四五”數(shù)字強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，“數(shù)字化轉(zhuǎn)型已不是‘選擇題’”在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域已成為普遍共識(shí)。在行業(yè)頭部企業(yè)已經(jīng)開始利用自身優(yōu)勢(shì)加快向數(shù)字產(chǎn)業(yè)延伸的時(shí)候，廣大中小企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型卻顯得步履維艱。由于在資金、人才、技術(shù)能力等方面的劣勢(shì)，工程建設(shè)行業(yè)中小企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)總體信息化水平偏低。突如其來(lái)的新冠肺炎疫情讓眾多中小企業(yè)不得不直面生存挑戰(zhàn)，卻也成為他們下決心轉(zhuǎn)型的契機(jī)。然而，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的征程遠(yuǎn)比預(yù)想的還要艱難，往往剛起步就落入困局，以下三種境況就頗具一定的代表性。

A企業(yè)，主營(yíng)建筑設(shè)計(jì)，人員規(guī)模80人，年產(chǎn)值2800萬(wàn)元。企業(yè)決策者堅(jiān)信以BIM為支撐的三維設(shè)計(jì)一定是未來(lái)的發(fā)展方向，但一直沒有接觸到三維設(shè)計(jì)相關(guān)的業(yè)務(wù)需求。應(yīng)該先有業(yè)務(wù)還是先有能力？在沒有業(yè)務(wù)支撐的情況下，是否要進(jìn)行轉(zhuǎn)型投入？投入多少合理，投入多久能見到效益……諸多顧慮讓企業(yè)決策者遲遲下不了轉(zhuǎn)型升級(jí)的決心。

B企業(yè)，主營(yíng)建筑、規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢，人員規(guī)模40人，年產(chǎn)值1500萬(wàn)元。該企業(yè)在2019年組織了全員BIM大學(xué)習(xí)，一次性投入近30萬(wàn)元。培訓(xùn)完成一年有余，只零星承接了幾個(gè)利潤(rùn)很低的基礎(chǔ)BIM業(yè)務(wù)，想?yún)⑴c高利潤(rùn)的業(yè)務(wù)，競(jìng)爭(zhēng)力又不足，轉(zhuǎn)型進(jìn)程卡在了不上不下的尷尬位置。

C企業(yè)，主營(yíng)建筑設(shè)計(jì)，人員規(guī)模130人，年產(chǎn)值4500萬(wàn)元。公司現(xiàn)有兩名熟練掌握BIM應(yīng)用的技術(shù)員工，初步實(shí)施BIM的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)盈利約20萬(wàn)元。試點(diǎn)成果雖然令人鼓舞，接下來(lái)想要全面推廣卻難以續(xù)力。企業(yè)制定了初期的數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標(biāo)，力爭(zhēng)在2～3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全員三維設(shè)計(jì)應(yīng)用。但企業(yè)全面轉(zhuǎn)型該如何規(guī)劃？構(gòu)建完整的數(shù)字化部門究竟要多大投入？長(zhǎng)期投入帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)如何把控？數(shù)據(jù)安全的風(fēng)險(xiǎn)又該如何規(guī)避……一系列問題讓決策者不禁感慨相比試點(diǎn)應(yīng)用，數(shù)字化全面轉(zhuǎn)型難上加難。

總體來(lái)看，技術(shù)能力和業(yè)務(wù)數(shù)量互相掣肘是中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型遇到的普遍困境，技術(shù)和人才的持續(xù)高投入則是中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的巨大障礙。在某省2019年針對(duì)近800家勘察設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)行的BIM應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研中，47.37%的受訪單位尚無(wú)BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，27.19%的受訪單位應(yīng)用項(xiàng)目數(shù)量不足10個(gè)。當(dāng)被問及實(shí)施BIM有哪些障礙時(shí)，52.63%的企業(yè)都選擇了“實(shí)施成本過高”。這一數(shù)據(jù)和以上三類企業(yè)的實(shí)際境遇互為印證。

聚焦“實(shí)施成本過高”這一痛點(diǎn)，我們不妨來(lái)估算一下，以實(shí)現(xiàn)全員三維設(shè)計(jì)應(yīng)用為目標(biāo)的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，究竟要投入多大的成本。參照已經(jīng)成熟應(yīng)用BIM的企業(yè)經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要做的直接投入大致包含三部分：一是三維圖形工作站硬件設(shè)備；二是正版三維設(shè)計(jì)軟件授權(quán)；三是專業(yè)三維設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和技術(shù)培訓(xùn)。

依據(jù)上述A企業(yè)的人員和營(yíng)收規(guī)模進(jìn)行估算，假設(shè)企業(yè)員工80人，技術(shù)員工35人（根據(jù)2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，勘察設(shè)計(jì)行業(yè)技術(shù)從業(yè)人員約占行業(yè)總?cè)藬?shù)的47%），要實(shí)現(xiàn)全員三維設(shè)計(jì)應(yīng)用，需要至少35個(gè)三維設(shè)計(jì)一體機(jī)。按照傳統(tǒng)的升級(jí)方案，一臺(tái)承載三維設(shè)計(jì)算力的常規(guī)配置的圖形工作站成本約1.5萬(wàn)元；參考市場(chǎng)普遍應(yīng)用的主流三維設(shè)計(jì)軟件一年期的市場(chǎng)價(jià)格，部署一套正版三維設(shè)計(jì)軟件環(huán)境約1.5萬(wàn)元；參考BIM培訓(xùn)市場(chǎng)價(jià)格，對(duì)單個(gè)員工進(jìn)行BIM專業(yè)培訓(xùn)及能力考核約花費(fèi)7000元（中級(jí)能力水平）。僅綜合以上幾項(xiàng)，該企業(yè)升級(jí)的總體投入預(yù)算已近130萬(wàn)元，約占企業(yè)年產(chǎn)值的4%，數(shù)倍于行業(yè)大型企業(yè)科技活動(dòng)費(fèi)用的營(yíng)收投入占比。如果再加上正版軟件后續(xù)的周期性升級(jí)、硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境維護(hù)、高端專向功能軟件購(gòu)置、企業(yè)人員流動(dòng)帶來(lái)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)流失和重復(fù)投入等因素，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的投資壓力遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)字。

為破解“實(shí)施成本過高”這一難題，行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐者和軟硬件生產(chǎn)企業(yè)從未停止探索。作為解決方案之一的虛擬化技術(shù)，在近幾年被引入工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。所謂虛擬化技術(shù)，是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理資源實(shí)現(xiàn)模擬、隔離和共享，形成多個(gè)虛擬機(jī)，每臺(tái)虛擬機(jī)可獨(dú)立部署不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，從而顯著提高單臺(tái)計(jì)算機(jī)的使用效率，降低軟硬件購(gòu)置成本。但是，由于專業(yè)設(shè)計(jì)軟件不同于一般的辦公軟件，對(duì)于計(jì)算資源的極限算力要求較高，而且需要專業(yè)顯卡強(qiáng)大的圖形算力支持。常規(guī)配置的虛擬化一體機(jī)無(wú)法滿足三維設(shè)計(jì)的算力需求，以至于卡頓、宕機(jī)頻繁，影響實(shí)際工作效率，導(dǎo)致虛擬化方案在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用和全面推廣效果欠佳。

盡管初代虛擬化技術(shù)推廣受挫，但研發(fā)者從用戶的實(shí)際使用中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷尋找更適合三維設(shè)計(jì)軟件計(jì)算特征的資源分配算法，通過運(yùn)用輕虛擬化技術(shù)減少算力損耗等一系列努力和嘗試，終于實(shí)現(xiàn)了算力上的關(guān)鍵性突破，研發(fā)出更為優(yōu)選的“三維設(shè)計(jì)企業(yè)云”解決方案。

“三維設(shè)計(jì)企業(yè)云”結(jié)合云計(jì)算和物理計(jì)算等技術(shù)，針對(duì)工程設(shè)計(jì)中的大型設(shè)計(jì)軟件，尤其是三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用，為設(shè)計(jì)單位提供企業(yè)級(jí)云設(shè)計(jì)解決方案。這項(xiàng)技術(shù)突破，讓三維設(shè)計(jì)在相同流暢度的前提下，比傳統(tǒng)的PC三維圖形工作站在軟硬件投入上可直接降低約40%。同時(shí)，通過提高設(shè)計(jì)軟件使用許可的周轉(zhuǎn)率，在投入成本減半的情況下，實(shí)現(xiàn)軟件使用效率翻兩番。

將“三維設(shè)計(jì)企業(yè)云”解決方案還原到中小企業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景中，可以預(yù)見，企業(yè)私有云技術(shù)路線更加貼合中小企業(yè)的三維設(shè)計(jì)升級(jí)需求。

首先，在成本投入上，對(duì)于類似于上述A企業(yè)規(guī)模的升級(jí)需求，從傳統(tǒng)物理圖形工作站的方式轉(zhuǎn)為部署三維設(shè)計(jì)企業(yè)云，前期130萬(wàn)元的預(yù)算可降至80萬(wàn)元左右。同時(shí)，三維設(shè)計(jì)企業(yè)云可以幫助轉(zhuǎn)型初期的中小企業(yè)以更低成本進(jìn)行試點(diǎn)和人才配置，分步規(guī)劃實(shí)施。在不改變本地傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式和配置的情況下，員工可以通過企業(yè)云端進(jìn)行三維設(shè)計(jì)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，隨著實(shí)際業(yè)務(wù)需求的增加，逐步推進(jìn)三維設(shè)計(jì)應(yīng)用。

其次，三維設(shè)計(jì)企業(yè)云從硬件設(shè)備到軟件系統(tǒng)都可以按需定制，企業(yè)可一站式獲取硬件設(shè)備和配套系統(tǒng)、工具軟件、插件甚至SaaS平臺(tái)，這些應(yīng)用的升級(jí)只需定期維護(hù)更新服務(wù)器，對(duì)硬件損耗較低，企業(yè)無(wú)需顧慮后續(xù)高昂的升級(jí)和維護(hù)成本。

一些三維設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)必備的高精度渲染、仿真計(jì)算模擬分析等軟件價(jià)格昂貴但使用頻率較低，通過三維設(shè)計(jì)企業(yè)云可以制定資源分配策略，提高這類昂貴設(shè)備的使用效率。同時(shí)更重要的是，企業(yè)還可以獲得相應(yīng)的技術(shù)支持，發(fā)揮這些工具的應(yīng)用價(jià)值，將技術(shù)和生產(chǎn)工具的投入轉(zhuǎn)化成競(jìng)爭(zhēng)力，跳出低端業(yè)務(wù)的怪圈。

由于人員流動(dòng)造成數(shù)據(jù)資產(chǎn)流失，也是中小企業(yè)常見的問題。將設(shè)計(jì)資源上云，所有設(shè)計(jì)生產(chǎn)活動(dòng)都在企業(yè)云端完成，管理者可以將數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行集中管理和備份，不僅能夠降低因人員離職帶來(lái)的數(shù)據(jù)流失風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也有助于加強(qiáng)企業(yè)數(shù)據(jù)資源管理，讓不斷累積的數(shù)據(jù)得到重復(fù)利用，成為重要的生產(chǎn)要素，為企業(yè)發(fā)展賦能。

進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，不斷積累的研發(fā)成果和技術(shù)突破，支撐并推動(dòng)工程建設(shè)行業(yè)的快速、高質(zhì)量發(fā)展。工程數(shù)字云在三維設(shè)計(jì)場(chǎng)景中的應(yīng)用，從工具、人才、數(shù)據(jù)等諸多生產(chǎn)要素層面助推中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)科技活動(dòng)費(fèi)用支出總額為1520.5億元，并每年以20%～30%的速度保持增長(zhǎng)，這其中絕大部分被用于軟硬件建設(shè)方面。假如，三維設(shè)計(jì)企業(yè)云得到全面普及，理論上不僅可以為企業(yè)在軟硬件投入上節(jié)約40%、釋放數(shù)百億元的經(jīng)濟(jì)效能，而且有助于降低投資門檻，讓更多中小企業(yè)更快投入到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐中。我國(guó)勘察設(shè)計(jì)中小企業(yè)約占行業(yè)企業(yè)總量的80%，中小企業(yè)的數(shù)字化水平在一定程度上決定了整個(gè)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的數(shù)字化水平。只有當(dāng)廣大中小企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)“云上”騰飛，2035“中國(guó)建造”的數(shù)字強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)才能成為現(xiàn)實(shí)。