施工企业面临的时代选择

随着工程建设行业面临的存量下降和劳动力成本上升的压 力逐渐凸显，传统的低利润和离散管理的状态已经变得不 可持续。整个行业的降本增效迫在眉睫，精细化管理、绿 色建造等行业升级正逐渐展开。其底层的数字化、标准化 和自动化逻辑也伴随着技术和理念的不断发展，被逐步总 结为智能建造。

在国家数字化转型升级的大战略背景下，工程建设行业的 数字化转型，从字面上可以简单理解为“生产工具”的数 字化，以及“业务管理”的转型。而“智能”在于“智慧“之 前，其目标是节约整体生产环节的脑力和体力。

BIM的数据基础：智能建造的基础来源于可以被搜集、整 理、存档、提取、编辑、共享的全要素结构化建造数据。结 合工程建设行业项目本身个性化、复杂化的特点，由三维 可视化和信息参数化发展而来的 BIM技术已经历了二十

智能建造 -施工企业数字化转型与 BIM价值落地解决方案

多年的发展，非常匹配成为工程建设行业的数字载体的需 求。住建部针对 BIM技术的调研得出结论，BIM技术已 经在全球成为工程建设行业较成熟的数字化技术，处于技 术发展的“理性回归“期。

BIM的政策基础：从最早”十二五“时期国家正式提出行 业实践 BIM技术，经过十多年的发展，早已发展出数十种 不同门类的应用方向，为不同类型的项目创造出实际的价 值。不同层级具备数字化思维的工程管理人员已经成长为 众多施工企业的中坚力量。各级政府为了BIM应用规范化， 也为了激励不同企业积极向数字化方向开拓，编制了各级 BIM管理规范和指导意见，其中一些已成为地方市场的准 入门槛，技术和市场压力在无形中不断提升。当前实施智 能建造，通过 BIM技术正是解决工程建设行业面临复杂问 题有效的途径之一。其价值包括：

技术发展的窗口期与市场门槛

随着技术的发展以及市场的成熟，大家对于技术的期望也 愈加细致。不同企业在当下的市场环境中，BIM技术的积 累差距再次被放大。不同企业从起步时间、发展模式到最 终的价值落地点，都有极大的差异，这也导致后来企业的 决策者常处于犹豫和迷茫中。

就如 BIMBOX所说的那样――或许在 10年前，“一张三 维图片、一段模拟视频、一部分模型展示”，就可以帮项 目赢得甲方认可，进而获得市场端的成功，前期投入完全 可以被显而易见的收益所覆盖；10年后的今天，“全过程

模拟、业务链打通、三维成果投标与交付”，仍然面临同 行的技术竞争，且不能确保一定可以获得最佳的投入产出， 前期投入无法获得直观的短期效益回报。

技术发展大的窗口期总是在不断的敞开和关闭，当过去低 门槛的发展期已过，我们仍会有新的发展路径和侧重点在 打开。在市场中仍有大量的企业在观望过程中，所以现在 开始，仍算是“积极分子”，BIM技术已经过了“要里子 还是要面子”的阶段，要活下去，跟上队伍，就要面对行 业的转型。早点起步，就是在节约未来的成本。

提高企业运营效率：BIM技术可以有效帮助企业提高数据 管理能力，提高数据可用性、真实性、时效性的问题。同 时减少人工录入的工作，实现初步自动化。同时多专业设 计协同会在不增加工作负担、不影响设计思路的情况下， 改善协作，理顺设计中的每一张图纸，并改善数据交换效 率，记录不同历史版本和深化历程，使设计图纸不再凌乱， 缩短总体设计时间。

促进企业业务增长：通过提高团队协同能力，助力提高企 业的生产效率，有能力高效完成更多业务；同时提升企业 数字化能力形象，帮助企业获取更多业务。

控制风险：基于同一数据源进行协同管理，确保整个项目 团队根据正确的文档和计划开展项目工作，确保业务的连 续性并提高预测精度；所有利益相关者在接受权限管理的 前提下，获取项目数据不受时间地点的限制，便捷获取项 目文件，进而有助于在施工项目中节省时间、降低风险， 减少错误和返工，减少索赔和诉讼。通过数字化交付技术 帮助团队降低项目平均错误、返工，降低项目洽商数，提 升交付质量。帮助项目团队利用技术更好地管理复杂项目， 以提高项目相关方的认可。

保证工期：数字工具提升管理精度，高质量控制工期进度。 利用三维数据结合施工工序和进度要求等，提前预演整个 项目的施工节点、关键工序和最终交付时间等。在模拟中 发现不同专业、不同条件下可能存在的矛盾和问题，并快 速发起流程，将问题提前解决，有助于大幅度减少现场进 度的受干扰风险。

稳定可控的进度安排，为合理的成本测算打好基础。不同 阶段的工程量可以在模型数据中快速的提取和统计，可用

于本阶段成本复核，也可用于下一阶段的成本测算等工作。

制造级模型经过软件自动处理后可直接驱动设备进行生产， 不仅减少了人工输入的时间，还增加了设备的产能，使生 产环节所需的时间大幅减少 20%，为现场施工争取了更多 的时间。减少现场施工时间。通过将深化 BIM模型的数据 用于工厂预制，可以减少在现场安装所需的时间，有助于 在紧张的工期内按时交付。

控制质量和成本：通过三维设计驱动生产的方式，解决劳 动不足及质量控制困难的问题，减少施工废料。从而在更 多地项目中取得更好的经营效益和管理效益。

减少现场返工，不完善的深化设计成果总会让隐藏的设计 问题在施工现场才被发现，此时会造成已完工程的拆除和 重新施工，进而增加了工人、材料的二次投入，也造成了 时间的浪费。三维深化设计可以在施工前将这些问题提前 暴露出来，并得以提前解决设计矛盾，避免不必要的现场 浪费。

减少交付的缺陷，一次成型的工程，无论从质量还是从观 感上，均要好于二次整改后的工程，所以优秀的深化设计 可以在工程质量上表现更好，也会在设计合理性、经济性 等方面更具优势。

数字工具提升管理精度，高质量控制工期进度。利用三维 数据结合施工工序和进度要求等，提前预演整个项目的施 工节点、关键工序和最终交付时间等。在模拟中发现不同 专业、不同条件下可能存在的矛盾和问题，并快速发起流程， 将问题提前解决。

Autodesk的解决之道

智能建造的基础来源于 BIM数据，而数据发挥价值，则是通过软件和硬件工具来直接作用在工地现场。

软件工具的升级

以 Revit®、 Navisworks® 及 Fabrication 为 例 的 BIM 工具，也已经结合了越来越多参数化、自动化技术，让软 件使用者越来越方便的生成模型、管理数据并输出成果。

结构工程中，原本复杂多变的钢筋被更加容易的创建，并 用于后续复杂节点优化、数量统计、料单生成等应用。而在 钢结构方面，基于前置规则的自动化的钢结构连接节点， 已经在深化设计阶段快速帮助工程师推敲钢结构与其他专 业的之间的空间冲突，并参数化的调整模型与输出的表单。

预制装配工程中，无论是机电工程装配式还是 PC 构件装 配式，目前软件之间的数据打通可以让工程师直接针对 工厂的生产约束在 BIM模型中进行调整所有数据。不同 的企业通过设定自身的装配式构件库，可以进一步促成

数据的重复利用和标准化生产，让现场的装配安装也更 加高效。

类似的基础应用场景已经产生，随着工具的不断升级，先 进施工企业纷纷落地、并拓展全新竞争力的阵地。同时， 这些基于成熟软件工具的应用场景，也是数字化技术发 展初期的施工团队最应该抓住的环节，以回归“降本增效 “的 BIM初心。

随着整体人工智能领域的不断创新，以 Revit中衍生式 设计技术上线为例，更加智能化的功能已经引起头部企 业的关注。智能场地布置、施工工序方案的智能衍生等课 题已经被提出。

硬件工具的创新

智能建造的关键一部分是通过不同的自动化硬件，去应对 劳动力减少的实际压力。这其中包括大型施工集成装备， 也有机器人领域跨界而来的自动化机器。尤其是原本在施 工现场重复度高且相对简单的应用场景最为突出。欧特克 的 Recap®、InfraWorks®及 Civil 3D®等产品可有效配合 不同的自动化硬件，助力智能建造的实施落地。

例如日本清水的系列工程机器人，将工作场景集中在搬运、 吊顶与墙板安装、架空地板安装。也有大学和欧特克实

验室联合研发的绑扎钢筋无人机等等。当这些硬件装备以 BIM、GIS数据作为指引时，无论是传统的单体建筑，还 是同时在线性工程的施工现场都拓展出丰富的应用场景。

对于硬件工具的自动化和智能化，其底层的数据基础，无 论是场景模型还是 BIM参数，都将不断成为生产力赋能的 底层动能。

平台工具的发展

智能建造除了需要工具层面的升级，在管理流程数字化升 级方面也同样迫切，甚至是影响数字化应用整体效果的关 键一环。这是因为智能建造是跨平台、跨行业、跨时间、 跨空间的统筹工程。随着单点应用的不断深化，数据本身 需要结构化和互联互通也变得不可或缺。数字化平台就是 在 BIM模型基础上的通用数据环境。

这样具备同数据环境能力的平台，可以在施工现场管理、 数字化交付等环节产生决定性的效率提升。

施工现场仍然面临生产进度、安全和质量等不同业务领域 的精细化管理要求。数据统一可以实时联动，且具备一定 自动化功能的智能建造平台，也是各个施工企业希望获得 的。全球大量基于欧特克数据互联工具打造的个性化管理 平台，已经在数据融合、管理和业务洞察方面发挥了巨大 价值。

越来越多的业主方已经在要求设计和施工单位，在完成传 统工作的基础上，提供满足运维需求的集成数字成果。一 个完整且标准化的数据平台，可以借助其强大的数据兼容 性和标准化规则嵌入，让最终的数字化交付成果变的更加 简单且可追溯。

更大、更全面的模型：Autodesk工程建设软件集（以下 简称“AECC软件集”）中的 Revit其强大的模型承载能力，

以及不断为结构工程打造的特有的灵活建模、参数化修订 和详细数据的导出等方面的能力。由于钢筋、钢结构节点 等的大体量、多细节的特点，Revit也包含了大量原生节 点和形状供建模时直接调用，同时也支持在此基础上的自 定义编辑和复用。数据完整性和细节表现与实际工程更加 贴近。

更大、更灵活的模型： AECC软件集中的 InfraWorks有 着不同数据格式兼容性，以及对城市级地理信息模型的承 载能力，可以满足线性工程对于周边各种地理环境真实还 原的需求，确保设计和施工的方案完整且连贯。Civil3D则 可以帮助施工企业更准确的了解地形地质等，规划出合理 的实施方案。Navisworks则可以将各种设计模型和模拟 数据融合在一起，为工程团队提供用于模拟和测算的统一 平台。

更广泛、更易学的 BIM工具：AECC软件集有着行业内庞 大的使用群体（AutoCAD®、Revit、3D Max®），学习、 培训资源生态非常丰富。每年有大量采用 AECC软件集的 项目取得成功，并通过各种评优活动、宣传平台进行价值 创造的经验共享，帮助新进者快速理解、掌握工具使用技巧， 以及和现场结合的关键价值点。企业可以非常容易获得专 业的培训团队支持。活跃的第三方生态资源帮助用户简单 获取所需族库、模板等。

更基础、更兼容的三维工具：Revit包含了大量原生标准 族库，可以快速完成大部分模型创建和信息载入，在此基 础上的专业细分工具，可以让不同团队聚焦自身业务的详 细模型和信息。AECC软件集中其他的软件则可以配合完 成包括进度和工艺模拟、图模审查、算量等常见需求。 Revit输出的模型还可用于其他主流 BIM软件的再次使用， 如一些轻量化平台和运维工具等。

自动化、参数化和标准化的设计工具：Revit是一款支持 灵活定义的参数化设计工具，族文件可与企业标准化结合 起来，把标准化的装饰材料、零件以族的形式保存和管理 起来，在设计时进行调用。而 Dynamo是基于 Revit的可 视化编程工具，可以用于创建复杂的造型，也可以改进设 计自动化，让繁复的工作变得简单，提高效率。

制造级的设计工具：Inventor®可以直接读取Revit的模型， 用于创建参数化的加工模型，Inventor的 iLogic功能可 用于灵活的定义不同规格的构件，使加工图设计效率提高 40%。

由设计驱动生产：Revit与 Inventor的良好衔接，确保了 设计模型能够直接用于完善深化加工模型、生成 BOM，而 Inventor模型直接由 Powermill®处理可转化为设备直接 读取的 NC代码。

全面的产品组合以及共享数据库：Revit与 Fabrication （CADmep、CAMduct™和 ESTmep™）使用同一个基础 数据库，使得模型和数据可以在上下游软件中重复利用。 让客户可以简化工作流程，在专业深化团队和预制工厂之 间实现通畅衔接。

全面的产品组合以及数据互通：Revit与 Advance Steel 通过轻量化格式完成数据完整双向互通，并在保留所有参 数的同时具备完全的可编辑性，并支持差量同步。让客户 在专业深化团队和综合应用团队之间实现最新、最快的模 型互通。

良好的数据兼容性和开放性：AECC软件集的良好兼容性 和开放性，使得在先行工程中 BIM+GIS数据的可以广泛 使用。同时对于主流硬件（无人机、航拍、VR等）所产生 和所需要的数据均可以进行转化和支持。 灵活便捷地开展设计：Autodesk 多专业设计协同解决方 案，在统一的设计环境开展方案设计、初步设计、施工图 的设计，并进行校审和提资，发起电子归档。

强大的数据管理：通过利用通用数据环境，项目团队在统 一安全的环境中进行协作及数据管理，多格式的支持与版 本变更管理能力减少数据孤岛，使团队保持一致。

经典案例

项目名称：成都凤凰山体育公园 完成单位：中国建筑第八工程局有限公司（中建八局） 相关产品：Revit、Navisworks

凤凰山体育公园的专业足球场是目前全球范围内使用的最 大面积的单层 ETFE 膜结构，全部展开的膜材面积甚至可 达 2.5万平米。复杂的项目设计给施工团队带来了极大的 挑战。

中建八局的团队全力推进了包含大型曲面 ETFE膜结构施 工技术在内的数十项关键技术研究，并采用 BIM技术、三 维扫描技术、智慧建造技术有利于膜结构工程的精细化管 理和安全性，且同时优化施工工艺的安排，严格监控施工 过程，从而提高施工质量，缩短工期。

尽管工期短、预算紧，基于 BIM技术在项目全生命周期内 的应用，中建八局实现了设计、施工以及不同团队之间的高 效协同。此外，施工总包方设计管理团队提前介入设计阶段， 采用 BIM技术、绿色分析软件辅助设计方提高设计品质、 优化设计做法，对缩短工期、节约成本起到了至关重要的作 用。并且，在工程实体建造前，团队首先采用 BIM技术进 行了数字建造的预演及模拟分析，以优化施工工艺及施工组 织。在项目进行过程中，BIM协同平台能让每位参与者都 可通过轻量级的浏览模型，查询各类信息，从而在设计、技 术、进度、质量和安全性方面实现三维可视化管理，促进了 重要设计和建造方案的交互协作以及验证。

同时，设计团队通过欧特克 Revit、Navisworks等软件还 实现了多学科设计工作的协作与整合，弥合了设计与施工 之前的鸿沟，优化了建筑效果和施工方法，解决了工程施 工技术和管理的难题。截至目前工期缩短 132 天，节约建 造成本超 1亿元。

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相关产品 基础建模、场地和措施建模：Revit、Civil3D 工艺、方案模拟：Revit 、Navisworks、InfraWorks 工期进度模拟：Navisworks 计量、统计：Revit 、Navisworks 深化设计出图：Revit、Civil3D 安全、质量：Revit、Recap、Navisworks 装饰深化设计：Revit，Dynamo 模型效果展示：Revit + Twinmotion 专业协调与冲突检查：Navisworks Manage 制作加工模型：Inventor 数控加工处理：PowerMill 产品数据管理：Vault Professional 机电深化设计：Revit 专业协调与冲突检查：Navisworks Manage 机电预制分节：Revit-Fabrication 风管数控加工：Fabrication CAMDuct 混凝土结构深化设计：Revit 钢结构深化设计：Revit、Advance Steel PC预制加工：Revit-Precast 深化设计出图：Revit、Advance Steel 结构力学计算：Robot Structural Analysis 路、桥、隧道等建模：Civil3D、Revit、InfraWorks 造型、批处理：Revit + Dynamo 电子沙盘、方案模拟、可视化交底：InfraWorks、 Recap、Navisworks 钢结构桥梁：Advance steel + Dynamo 工程量复核：Revit、Civil3D 成果数字化：AECC软件集 核心数据创建工具：Revit 通用数据环境：BIM Collaborate Pro 私有部署的协同设计和数据管理平台：Vault Professional 拓展应用：APS(Forge®), BIM Interoperability Tool 通用数据环境：Vault Professional 数字化流程平台：Autodesk Construction Cloud®