黃奇帆算力

1. 建築工業軟體何時迎來國產化浪潮

科技 正在變得有國界。

3月4日，全球最大的二維、三維設計和工程軟體公司——Autodesk宣布在俄羅斯暫停運營。Autodesk 表示，將立即暫停其在俄羅斯的活動，並完全遵守所有現行制裁。隨著情況的發展，Autodesk還將考慮對該地區業務進行額外限制。

Autodesk是知名的工業軟體公司，其旗下誕生於80年代，用於二維繪圖、設計文檔的 AutoCAD （Computer Aided Design，計算機輔助設計） 軟體，以及誕生於90年代，用於三維BIM （Building Information Modeling，建築信息模型） 設計的Revit，現已經成為國際上最廣為流行的繪圖建模工具。如果Autodesk持續在俄停止運營，則俄羅斯使用AutoCAD繪圖的大量行業都將面臨極大的麻煩。

熱議之下，CAD的主要戰場之一，占據中國GDP三分之一（ 建築業2021年26.4萬億元，相關地產領域18萬億元，總計超40萬億元） 的建築產業，已經涌現出對工業軟體自主化更為迫切的需求與呼聲。大家在期盼，隨著中國在雲計算、人工智慧、大數據等技術領域取得世界性成就，國產工業軟體是否可以藉助新時代的新技術力量，彎道超車，甚至換道超車，迎來中國建築工業軟體自己的輝煌？

現代化工業生產的各個流程都離不開工業軟體的參與， 工業軟體也是從工業4.0 到智能製造的關鍵一環。

但是在建築工業化這條路上，中國與國外發達國家的差距，已經拉開數倍。

在2016年的一場行業峰論壇上，時任中國工程院土木水利與建築工程學部院士的周福霖說了一組數字：「當前中國建築工業化程度僅為3%-5%，歐美建築工業化達75%，瑞典高達80%，日本也達到70%。」此前，中國的建築工業化程度只有3%-5%，甚至到2020年 （十三五末） 住建部設定的目標也只是15%。

這種差距讓中國建築業在與國外同台競賽時已經處於弱勢，更要命的是，中國建築業在走向數字化時又遭遇了工業軟體之困。

如果從時間上看，建築業的國產工業軟體的發展甚至比國外工業軟體傳入國內的時間還要早上幾年。早在上世紀90年代初，國內已經出現CAD （計算機輔助設計） 軟體企業。而國外的Auto CAD軟體則是在90年代中後期才在中國的建築設計院等機構得到推廣。

盡管起步早，但面對國外工業軟體的來勢洶洶，國內工業軟體長期處於被壓制狀態。一個數字可以看出這種失落感：2018年，在CAD研發設計軟體領域，我國研發設計類軟體市場80%以上被國外公司主導。

這一局面的形成，既有國外軟體構建的壁壘因素，也跟國內軟體環境對國產軟體造成限制有關。

首先，眾所周知，國外建築領域工業軟體早在上世紀五六十年代就已經開始了技術研發，經過幾十年的發展， 在產品上形成了較深的技術門檻和格式話語權 ；而國產建築業工業軟體只有短短二三十年的發展 歷史 ，且在發展過程中還不斷遭遇國外軟體巨頭的打壓和封鎖，因此在起跑線上就已經處於弱勢。

其次， 過去十餘年中國工業信息化、數字化路徑偏向於「重硬輕軟」，注重硬體投入，而對軟體研發重視不足 ，甚至一度出現盜版軟體猖獗的狀態，這進一步打擊了軟體企業的研發投入激情。

第三， 工業軟體一定要與工業技術現實需求緊密貼合。 包括建築業在內的中國工業發展 歷史 也短於國外發達國家，在工業積累、產業基礎上明顯弱於發達國家。當國外建築行業已經從信息化向數字化演進時，中國的建築業才開始從手工、機械化向線上化、數字化邁進。然而工業軟體的技術難點，往往不僅在於「軟體」本身，而是「工業」如何與「軟體」結合，其往往需要跨界人才將兩端有效結合才得以實現。而過去重人力、輕技術的狀態，讓中國建築業與軟體業都缺乏此類人才培育的土壤。

也正是這四重壁壘的層層限制，讓中國工業軟體在過去與國外軟體產品的競爭中底氣不足，最終無奈將一些領域的核心工業軟體市場份額拱手讓人。

盡管過去二十年中國建築工業軟體的發展經歷了種種困擾，但當下一個新的機遇已經展現。

在2021年10月的中國數字建築峰會上，原重慶市市長、復旦大學特聘教授黃奇帆曾表示，「作為中國經濟發展的支柱產業，建築業在數字化時代的發展空間依然巨大。但這個空間絕不是靠蓋房子、修高速來實現的。」這說明， 政策決策者已經意識到建築數字化的重要性。但現實是，這場數字化依然面臨重重挑戰。

黃奇帆認為，當前建築業數字化存在三個主要障礙。一是建築業上下游產業鏈長，參建方眾多、投資周期長。產業鏈的每一個環節形成的數據和信息難以跟隨項目而流動，形成不易交互的信息孤島。

二是參與單個項目的工程隊數量眾多，尤其是中小型工程隊素質參差不齊，管理顆粒度粗糙，使得信息化手段難以推進。

第三，除了建築行業本身的挑戰之外， 建築全流程工業化、數字化、智能化水平較低。

據中國建築協會統計，我國建築信息化投入在建築業總產值中的佔比僅為0.08%，而歐美發達國家為1%。

巨大的差距，刺激著國內建築行業從業者和決策者。建築「工業化、數字化、智能化」作為新型建築工業化的發展要點，成為了行業共識。

首先，從需求來看，過去中國的建築業長期都是人力密集型產業，支撐了數以億計的勞動力就業。然而近年來，人口老齡化等問題愈發嚴峻，建築業也開始尋求轉變。同時，隨著建築項目的要求在「經濟、適用、美觀、綠色」等維度變得日益復雜，交付時間也在加快，建築業的傳統、粗放型作業模式已經越來越難以為續。

其次，從技術儲備來看，雲計算、AI等技術在國內取得了極大的發展，甚至在某些領域已經取得了世界領先的優勢，各行各業紛紛開始數字化轉型。

最後，從政策的推動來看：

很明顯，關於建築業加速智能化、推進新型工業化的政策出台越來越頻繁。 從最初的「重視」到「掌握」再到「推廣和應用」。政策愈發清晰，意願愈發迫切。

放眼當下，2022年1月，住建部印發了《「十四五」建築業發展規劃》，明確建築支柱產業地位將更加穩固的目標。包括推廣數字化協同設計、大力發展裝配式建築、打造建築產業互聯網平台；同時推廣工程總承包模式並發展全過程工程咨詢服務。

在這份發展規劃中，「智能化」出現了30次，「BIM」出現18次，「裝配式」出現15次，「數字化」出現了13次。

規劃還指出，此前建築業的粗放模式，對經濟發展、效率和環境等方面的影響和制約，依然存在發展質量和效益不高的問題，表現為發展方式粗放、勞動生產率低、高耗能高排放、市場秩序不規范、建築品質總體不高、工程質量安全事故時有發生等。

從政策引導看行業發展，一位地產行業的投拓從業者表示：這就是量變到質變的過程，以前走量，大量拿地不注重質量，但現在拿地的概率小，又想有收益，就必須把質量做好，做個作品出來。「拿地即開工，施工零變更，交付無延期」就是現在產業理想的真實寫照。

在拉力和推力的雙重作用下，建築產業變革的東風已然到來，這也為當下中國建築工業軟體的崛起帶來了 歷史 性機會。

時代的發展要求產業鏈條上的每個環節進行升級，而整個建築產業仍處於新常態形成之前的震盪期。

在建築項目的不同環節中，可以看到不同代際的生產工具在被廣泛使用：在設計階段，有人在國外CAD和BIM軟體基礎上開發插件以輔助提高繪圖建模效率；有人利用python編寫建築設計的代碼後在web端展示輕量化建築信息模型；有人採用最新的智能技術工具開始嘗試人機協作。在建造階段，工地現澆、機械臂3D列印、裝配式預制建造等多種方式也同樣存在。

在這樣的機遇下，建築業數字化也將迎來多面開花的格局。需求將帶動越來越多新老公司進入到建築工業軟體市場。

目前，在建築工業軟體的國產化嘗試中，選擇的路徑有所不同。一大類企業選擇 國產替代路徑，主要指復刻CAD和復刻BIM ，創建出一套能替代現有CAD和BIM繪圖和建模工具的軟體，典型代表包括中望CAD、廣聯達BIMFACE和PKPM-BIM系列軟體等；另一大類企業選擇 走改良式應用路徑，即基於CAD或BIM的二次開發和輕量化 ，也包括各類計算機生成、CAD和BIM插件。後者二次開發的門檻低於第一類國產復刻，因此也是目前參與企業最多的一個方向。

而在此之外，還有一個完全不同的方向正在崛起：既不做復刻也不做改良，而是 從底層語言的角度，利用前沿技術，重構建築產業的新一代數字化語言。

其代表是成立於2016年的小庫 科技 ，作為最早進入建築智能領域的企業之一，選擇的即是這一條無人走過的顛覆式創新路徑：紮根於本土的建築工程實踐，以建築產業know how和深度洞見作為出發點，在理解產業生產力和生產關系的基礎上，從應用端切入，向下深入到數據結構的底層，自主定義跨代紀的建築數智軟體基座語言。

曾擔任OMA高級建築師、碩博士均攻讀建築與演算法交叉方向的小庫 科技 創始人何宛余的觀點是，要實現建築產業的數字化和智能化，首先要解決數據的生產和應用兩個方面的核心痛點。

行業常常關心數據要如何在產業鏈的各環節應用，但卻忽略了數據生產。而建築業數據生產的源頭是設計。

在工程領域中，設計是一個項目從無到有地將抽象的構思具象地表達為圖形、模型和一系列數據的過程和結果。但完成設計並不等於生產了數據，因為當前通過設計所產出的成果都是以圖形和模型為主的幾何信息，缺乏數字化時代中產業各環節數據應用所需的數據維度。何宛余認為，整個建築產業數字化智能化升級的第一步卡在了」數據生產」的「設計」上。因此，只有先實現設計端的智能化，整個產業的數據來源才能夠得到保障。

小庫 科技 提出的解決方案，是 一種全新的建築數字語言——ABC，指的是AI-driven BIMing on Cloud 雲端智能建築信息模型，即通過人工智慧在雲端自動生成BIM的正向設計模式。

ABC模式下，首先，設計的過程將由人工智慧來輔助實現，通過演算法、數據與算力的有機結合，大幅提高設計生產效率與產出質量。例如，原來需要1-2周完成2-3個方案的設計周期，提效到1-2天完成20個合規可用方案，提效90%。

其次，通過雲端的智能化實現對各階段各環節生產的並行，前置完成了虛擬空間中所有的數據生產，提高對項目的總體控制力；比如，在拍地階段即可以准確了解不同方案下的空間品質和投資收益率，從而輔助決策出全局最優解。

最後，依靠雲端的強大連接力，把不同生產環節的各端連接到一起，實現高效的在線協作。舉個例子，以往不同工種只能用圖紙、表格、匯報文本等傳統文件格式進行信息片段交流，現在通過二維碼或鏈接，即可以在線共同完成一個項目的協同設計。

基於這樣的邏輯，ABC模式實現了「數據-模型-規律規則規范」一體聯動，不僅可以通過機器自動高效地解決臟活累活，更重要的是，它創造了一種可以被高效地生產和傳播應用的底層語言模式。

在此基礎之上，從2017年中發布全球第一款面向建築設計方的雲端一站式智能設計產品「小庫設計雲」開始，小庫已逐步延伸出為上游項目方提供的「庫曉地產AI解決方案」，以及為下游總包方提供的「庫築智能裝配式引擎」。也就是說，小庫 科技 基於同一套底層邏輯，即其獨家的數模規一體聯動ABC模式，從建築的前期規劃、中期設計到後期施工裝配，構建起覆蓋產業鏈上中下游的智能建築數字業務體系。

也就是說，「客戶不希望小庫只是幫他們提供一個工具，而會從更根本地將自己整個組織結構或工作流程往數智化轉型的方向來考慮結合」，楊小荻說。

站在產業轉型的路口，建築業數字化的未來充滿想像。

首先，建築業是我國國民經濟的支柱產業。據國家統計局數據，2021年建築業總產值為29.3萬億元，建築業增加值初步核算為80138億元，占國內生產總值的7.3%。也就是說，尚未普及數字化的建築產業，已經是萬億級市場。

此外，隨著國家對新基建的發力，建築產業的升級也承載著推動中國經濟模式轉換的重要任務。眾所周知，傳統的基建是鐵路、公路等，它帶動了過去中國建築行業規模的擴張；而新基建則包含5G、數據中心、人工智慧、工業互聯網等內容。依靠這些智慧設施，過去的建築將變成智慧建築，提供智慧的服務，成為數字經濟的重要載體。

在建築工業軟體 探索 的不同路徑中，顛覆式建築智能化方向極具想像空間。除了小庫 科技 之外，在海外市場，同樣選擇顛覆式創新路徑的還有總部位於挪威的Spacemaker以及澳洲公司Archistar。 值得一提的是，前者較小庫 科技 在成立時間上要晚數月，於2019年中上線其第一款產品，並於一年多後被Autodesk以2.4億美元收購。

這意味著， 中國在建築工業軟體的顛覆式創新之路上已經形成了自己獨特的優勢。

可以期待，隨著中國建築產業正在經歷結構性的變化，在AI、雲計算等新技術的加持下，國產建築工業軟體也將迎來屬於自己的春天。