工程數字云解決中小企業數字化轉型的課題

?

立方科大數據研究院

?

隨著國家“十四五”數字強國戰略的提出，“數字化轉型已經不是“選題”已成為工程領域普遍共識。 在行業龍頭企業已經開始利用自身優勢加速向數字產業擴張的時候，許多中小企業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，工程建設行業中小企業長期以來整體信息化水平很低。 突然的新冠引發的肺炎疫情使許多中小企業不得不面對生存的挑戰，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。

?

a企業，主營建筑設計，人員規模80人，年產值2800萬元。 企業決策者相信支撐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務需求。 是業務在先還是能力在先？ 如果沒有業務支持，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決策者升級轉型的決心。

?

b企業、主營建筑、規劃設計咨詢、人員規模40人，年產值1500萬元。 這家企業在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，只理發承接了一些利潤不高的基礎BIM業務，想要參與利潤豐厚的業務，競爭力不足，陷入了轉型過程上不下的尷尬位置。

?

c企業，主營建筑設計，人員規模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下去。 企業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，企業全面轉型該如何規劃？ 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。

?

從整體上看，技術實力和業務量相互掣肘是中小企業數字化轉型面臨的普遍困境，技術和人才的持續高投入是中小企業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%的企業選擇“部署成本過高”。 這一數據與這三類企業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應用的企業經驗，企業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；三是專業三維設計隊伍建設和技術培訓。

?

根據上述a企業人員和盈利規模估算，假設企業員工80人，技術員工35人(據2018年統計，設計行業技術員工約占行業總人數的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，該企業升級總投入預算就已經接近130萬元，約占企業年產值的4%，是行業大型企業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、硬件和網絡環境的維護、高端專用功能軟件的購買、企業人員流動導致的數據資產流失和重復投資等因素，企業數字化轉型的投資壓力遠遠超過了這一數字。

?

為了解決“引進成本過高”的難題，行業數字化轉型的實踐者和軟硬件生產企業從未停止過探索。 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，需要專業的圖形卡強大的圖形計算力支持。 常規配置的虛擬一體化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。

?

雖然初代虛擬化技術的推廣遇到了挫折，但研發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。

?

將“三維設計企業云”解決方案還原到中小企業的應用場景中，預計企業私有云的技術路線將更符合中小企業三維設計的升級需求。

?

首先，在成本投入上，針對上述a企業規模的升級需求，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，三維設計企業云可以幫助轉型初期的中小企業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務模式和配置的情況下，員工可以通過企業云進行三維設計的培訓學習，并隨著實際業務需求的增加，逐步推進三維設計的應用。

?

第二，三維設計企業云可以根據需要定制從硬件設備到軟件系統，企業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，企業無需在意后續高昂的升級和維護成本。

?

一些三維設計業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。 通過三維設計企業云制定資源分配戰略，可以提高這類**設備的使用效率。 更重要的是，企業在適當的技術支持下，可以發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，走出低端業務的怪圈。

?

人員流動導致數據資產流失，也是中小企業常見的問題。 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，同時加強企業數據資源管理，重用積累的數據，成為重要的生產要素

?

進入數字經濟時代，積累的研發成果和技術創新，支撐和推動著工程建設行業快速高質量的發展。 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數字化轉型升級。 據統計，2019年全國工程勘察設計行業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。 如果三維設計企業云全面普及，理論上不僅可以節省企業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，讓更多中小企業早日投入數字化轉型實踐。 我國勘察設計中小企業約占行業企業總量的80%，中小企業的數字化水平在一定程度上決定了整個設計行業的數字化水平。 只有廣大中小企業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。

?