工程數字云解決中小企業(yè)數字化轉型的課題

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立方科大數據研究院

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隨著國家“十四五”數字強國戰(zhàn)略的提出，“數字化轉型已經不是“選題”已成為工程領域普遍共識。 在行業(yè)龍頭企業(yè)已經開始利用自身優(yōu)勢加速向數字產業(yè)擴張的時候，許多中小企業(yè)的數字化轉型很困難。 由于資金、人才、技術力量等方面的劣勢，工程建設行業(yè)中小企業(yè)長期以來整體信息化水平很低。 突然的新冠引發(fā)的肺炎疫情使許多中小企業(yè)不得不面對生存的挑戰(zhàn)，但也成為了他們邁出變革的契機。 但是，數字化轉型的路程要比預想的困難得多，很多情況下，剛起步就陷入困境，以下三種情況較為代表。

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a企業(yè)，主營建筑設計，人員規(guī)模80人，年產值2800萬元。 企業(yè)決策者相信支撐BIM的三維設計一定是未來的方向，但沒有涉及到與三維設計相關的業(yè)務需求。 是業(yè)務在先還是能力在先？ 如果沒有業(yè)務支持，要進行變革投資嗎？ 投資多少合理，投資多少才能盈利……很多擔憂都延緩了企業(yè)決策者升級轉型的決心。

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b企業(yè)、主營建筑、規(guī)劃設計咨詢、人員規(guī)模40人，年產值1500萬元。 這家企業(yè)在2019年組織全員BIM大學習，一次性投入近30萬元。 培訓一年多了，只理發(fā)承接了一些利潤不高的基礎BIM業(yè)務，想要參與利潤豐厚的業(yè)務，競爭力不足，陷入了轉型過程上不下的尷尬位置。

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c企業(yè)，主營建筑設計，人員規(guī)模130人，年產值4500萬元。 公司現有兩名熟練BIM? APP技術人員，初步實施BIM項目獲利約20萬元。 雖然飛行員的成果令人鼓舞，但今后想要全面普及也很難繼續(xù)下去。 企業(yè)制定了初期的數字化改造目標，目標是在2~3年內實現全員三維設計APP。 但是，企業(yè)全面轉型該如何規(guī)劃？ 建立一個完整的數字化部門需要多少投資？ 長期投資帶來的風險如何控制？ 該如何避免數據安全的風險……一系列問題讓決策者感慨數字化的全面變革比試點APP更難。

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從整體上看，技術實力和業(yè)務量相互掣肘是中小企業(yè)數字化轉型面臨的普遍困境，技術和人才的持續(xù)高投入是中小企業(yè)數字化轉型的一大障礙。 在某省2019年對近800家勘察設計企業(yè)進行的BIM應用現狀調查中，47.37%的受訪者尚未實現BIM技術的實用化，27.19%的受訪者不足10個項目。 在詢問BIM部署存在哪些障礙時，52.63%的企業(yè)選擇“部署成本過高”。 這一數據與這三類企業(yè)的實際處境相互印證。讓我們聚焦于“安裝成本過高”的痛處，估算一下以實現全員三維設計APP為目標的企業(yè)的數字化轉換需要多少成本。 參照已經成熟的BIM應用的企業(yè)經驗，企業(yè)數字化轉型所需的直接投資大致由三部分組成。 一個是三維圖形工作站硬件設備。 二是正版三維設計軟件許可證；三是專業(yè)三維設計隊伍建設和技術培訓。

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根據上述a企業(yè)人員和盈利規(guī)模估算，假設企業(yè)員工80人，技術員工35人(據2018年統計，設計行業(yè)技術員工約占行業(yè)總人數的47% )，實現全員三維設計APP應用至少35個。 根據以往的升級方案，一臺配備三維設計計算力的常規(guī)配置的圖形工作站的成本約為1.5萬元； 參考市場上普遍使用的主流三維設計軟件一年的市場價格，引進正版三維設計軟件環(huán)境約1.5萬元； 參考BIM培訓市場價格，對個別員工進行BIM專業(yè)培訓和能力評估大約需要7000元(中級能力水平)。 光是綜合這些項目，該企業(yè)升級總投入預算就已經接近130萬元，約占企業(yè)年產值的4%，是行業(yè)大型企業(yè)科技活動費用收益投入的數倍。 加上正版軟件隨后的定期升級、硬件和網絡環(huán)境的維護、高端專用功能軟件的購買、企業(yè)人員流動導致的數據資產流失和重復投資等因素，企業(yè)數字化轉型的投資壓力遠遠超過了這一數字。

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為了解決“引進成本過高”的難題，行業(yè)數字化轉型的實踐者和軟硬件生產企業(yè)從未停止過探索。 作為解決方案之一的虛擬化技術近年來被引入到工程領域。 虛擬化技術是指模擬、隔離、共享一臺計算機的物理資源，形成多個虛擬機，可以針對每個虛擬機分別部署不同的操作系統和APP，從而大幅提高一臺計算機的使用效率和硬件但是，由于專業(yè)的設計軟件不同于一般的辦公軟件，所以對計算資源的極限計算力要求很高，需要專業(yè)的圖形卡強大的圖形計算力支持。 常規(guī)配置的虛擬一體化PC不能滿足三維設計計算能力的需要，紙箱、停機時間頻繁，影響了實際工作效率，虛擬化方案在工程領域的應用和全面推廣效果欠佳。

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雖然初代虛擬化技術的推廣遇到了挫折，但研發(fā)人員通過從用戶實際使用中總結經驗，不斷尋找更適合三維設計軟件計算特點的資源分配算法，運用輕虛擬化技術減少計算力損失等一系列努力和嘗試，實現了計算力上的重要突破，并取得了突破?！叭S設計企業(yè)云”將云計算和物理計算等技術相結合，為工程設計中的大型設計軟件，特別是三維設計軟件APP應用，為設計單位提供企業(yè)級的云設計解決方案。 通過這項技術革新，三維設計以相同的平滑度為前提，與傳統的PC三維圖形工作站相比，可以直接將硬件和軟件投資減少約40%。 同時，通過提高設計軟件使用許可的周轉率，在投入成本減半的情況下，軟件的使用效率將提高兩倍。

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將“三維設計企業(yè)云”解決方案還原到中小企業(yè)的應用場景中，預計企業(yè)私有云的技術路線將更符合中小企業(yè)三維設計的升級需求。

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首先，在成本投入上，針對上述a企業(yè)規(guī)模的升級需求，從傳統的物理圖形工作站的方式轉向引入三維設計企業(yè)云，前期130萬元的預算可以降低到80萬元左右。 同時，三維設計企業(yè)云可以幫助轉型初期的中小企業(yè)以更低的成本進行試驗和人力資源配置，并分階段計劃實施。 在不改變當地傳統業(yè)務模式和配置的情況下，員工可以通過企業(yè)云進行三維設計的培訓學習，并隨著實際業(yè)務需求的增加，逐步推進三維設計的應用。

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第二，三維設計企業(yè)云可以根據需要定制從硬件設備到軟件系統，企業(yè)可以一站式獲取硬件設備和輔助系統、工具軟件、插件甚至SaaS平臺。 這些APP升級只需要定期維護和更新服務器，硬件損耗較低，企業(yè)無需在意后續(xù)高昂的升級和維護成本。

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一些三維設計業(yè)務所需的高精度渲染、模擬計算仿真分析等軟件價格昂貴，但使用頻率低。 通過三維設計企業(yè)云制定資源分配戰(zhàn)略，可以提高這類**設備的使用效率。 更重要的是，企業(yè)在適當的技術支持下，可以發(fā)揮這些工具的應用價值，將技術和生產工具的投入轉化為競爭力，走出低端業(yè)務的怪圈。

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人員流動導致數據資產流失，也是中小企業(yè)常見的問題。 通過將設計資源上傳到云中，所有設計生產活動都在企業(yè)云中進行，管理員可以集中管理和備份數據資產，降低人員離職帶來的數據流失風險，同時加強企業(yè)數據資源管理，重用積累的數據，成為重要的生產要素

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進入數字經濟時代，積累的研發(fā)成果和技術創(chuàng)新，支撐和推動著工程建設行業(yè)快速高質量的發(fā)展。 工程數字云在三維設計場景中的應用，從工具、人才、數據等諸多生產要素層面促進中小企業(yè)數字化轉型升級。 據統計，2019年全國工程勘察設計行業(yè)科技活動費用支出總額1520.5億5000萬元，以每年20%~30%的速度保持增長，其中大部分用于軟硬件建設。 如果三維設計企業(yè)云全面普及，理論上不僅可以節(jié)省企業(yè)40%的軟硬件投資，釋放數百億元的經濟性能，還可以降低投資門檻，讓更多中小企業(yè)早日投入數字化轉型實踐。 我國勘察設計中小企業(yè)約占行業(yè)企業(yè)總量的80%，中小企業(yè)的數字化水平在一定程度上決定了整個設計行業(yè)的數字化水平。 只有廣大中小企業(yè)的數字化轉型實現了“云上”的飛躍，2035“中國建設”數字強國的夢想才能成為現實。

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