工程數字云破解中小企業數字化轉型難題

■ 立方數科股份有限公司大數據研究院

隨著國家“十四五”數字強國戰略的提出，“數字化轉型已不是‘選擇題’”在工程設計領域已成為普遍共識。在行業頭部企業已經開始利用自身優勢加快向數字產業延伸的時候，廣大中小企業的數字化轉型卻顯得步履維艱。由于在資金、人才、技術能力等方面的劣勢，工程建設行業中小企業長期以來總體信息化水平偏低。突如其來的新冠肺炎疫情讓眾多中小企業不得不直面生存挑戰，卻也成為他們下決心轉型的契機。然而，數字化轉型的征程遠比預想的還要艱難，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，主營建筑設計，人員規模80人，年產值2800萬元。企業決策者堅信以BIM為支撐的三維設計一定是未來的發展方向，但一直沒有接觸到三維設計相關的業務需求。應該先有業務還是先有能力？在沒有業務支撐的情況下，是否要進行轉型投入？投入多少合理，投入多久能見到效益……諸多顧慮讓企業決策者遲遲下不了轉型升級的決心。

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。該企業在2019年組織了全員BIM大學習，一次性投入近30萬元。培訓完成一年有余，只零星承接了幾個利潤很低的基礎BIM業務，想參與高利潤的業務，競爭力又不足，轉型進程卡在了不上不下的尷尬位置。

C企業，主營建筑設計，人員規模130人，年產值4500萬元。公司現有兩名熟練掌握BIM應用的技術員工，初步實施BIM的項目實現盈利約20萬元。試點成果雖然令人鼓舞，接下來想要全面推廣卻難以續力。企業制定了初期的數字化轉型目標，力爭在2～3年內實現全員三維設計應用。但企業全面轉型該如何規劃？構建完整的數字化部門究竟要多大投入？長期投入帶來的風險如何把控？數據安全的風險又該如何規避……一系列問題讓決策者不禁感慨相比試點應用，數字化全面轉型難上加難。

總體來看，技術能力和業務數量互相掣肘是中小企業數字化轉型遇到的普遍困境，技術和人才的持續高投入則是中小企業數字化轉型的巨大障礙。在某省2019年針對近800家勘察設計企業進行的BIM應用現狀調研中，47.37%的受訪單位尚無BIM技術的實際應用，27.19%的受訪單位應用項目數量不足10個。當被問及實施BIM有哪些障礙時，52.63%的企業都選擇了“實施成本過高”。這一數據和以上三類企業的實際境遇互為印證。

聚焦“實施成本過高”這一痛點，我們不妨來估算一下，以實現全員三維設計應用為目標的企業數字化轉型，究竟要投入多大的成本。參照已經成熟應用BIM的企業經驗，企業數字化轉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備；二是正版三維設計軟件授權；三是專業三維設計團隊建設和技術培訓。

依據上述A企業的人員和營收規模進行估算，假設企業員工80人，技術員工35人（根據2018年統計數據，勘察設計行業技術從業人員約占行業總人數的47%），要實現全員三維設計應用，需要至少35個三維設計一體機。按照傳統的升級方案，一臺承載三維設計算力的常規配置的圖形工作站成本約1.5萬元；參考市場普遍應用的主流三維設計軟件一年期的市場價格，部署一套正版三維設計軟件環境約1.5萬元；參考BIM培訓市場價格，對單個員工進行BIM專業培訓及能力考核約花費7000元（中級能力水平）。僅綜合以上幾項，該企業升級的總體投入預算已近130萬元，約占企業年產值的4%，數倍于行業大型企業科技活動費用的營收投入占比。如果再加上正版軟件后續的周期性升級、硬件及網絡環境維護、高端專向功能軟件購置、企業人員流動帶來的數據資產流失和重復投入等因素，企業數字化轉型的投資壓力遠高于這個數字。

為破解“實施成本過高”這一難題，行業數字化轉型的實踐者和軟硬件生產企業從未停止探索。作為解決方案之一的虛擬化技術，在近幾年被引入工程設計領域。所謂虛擬化技術，是將一臺計算機的物理資源實現模擬、隔離和共享，形成多個虛擬機，每臺虛擬機可獨立部署不同的操作系統和應用程序，從而顯著提高單臺計算機的使用效率，降低軟硬件購置成本。但是，由于專業設計軟件不同于一般的辦公軟件，對于計算資源的極限算力要求較高，而且需要專業顯卡強大的圖形算力支持。常規配置的虛擬化一體機無法滿足三維設計的算力需求，以至于卡頓、宕機頻繁，影響實際工作效率，導致虛擬化方案在工程設計領域的應用和全面推廣效果欠佳。

盡管初代虛擬化技術推廣受挫，但研發者從用戶的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征的資源分配算法，通過運用輕虛擬化技術減少算力損耗等一系列努力和嘗試，終于實現了算力上的關鍵性突破，研發出更為優選的“三維設計企業云”解決方案。

“三維設計企業云”結合云計算和物理計算等技術，針對工程設計中的大型設計軟件，尤其是三維設計軟件應用，為設計單位提供企業級云設計解決方案。這項技術突破，讓三維設計在相同流暢度的前提下，比傳統的PC三維圖形工作站在軟硬件投入上可直接降低約40%。同時，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，實現軟件使用效率翻兩番。

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，可以預見，企業私有云技術路線更加貼合中小企業的三維設計升級需求。

首先，在成本投入上，對于類似于上述A企業規模的升級需求，從傳統物理圖形工作站的方式轉為部署三維設計企業云，前期130萬元的預算可降至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成本進行試點和人才配置，分步規劃實施。在不改變本地傳統業務模式和配置的情況下，員工可以通過企業云端進行三維設計培訓學習，隨著實際業務需求的增加，逐步推進三維設計應用。

其次，三維設計企業云從硬件設備到軟件系統都可以按需定制，企業可一站式獲取硬件設備和配套系統、工具軟件、插件甚至SaaS平臺，這些應用的升級只需定期維護更新服務器，對硬件損耗較低，企業無需顧慮后續高昂的升級和維護成本。

一些三維設計業務必備的高精度渲染、仿真計算模擬分析等軟件價格昂貴但使用頻率較低，通過三維設計企業云可以制定資源分配策略，提高這類昂貴設備的使用效率。同時更重要的是，企業還可以獲得相應的技術支持，發揮這些工具的應用價值，將技術和生產工具的投入轉化成競爭力，跳出低端業務的怪圈。

由于人員流動造成數據資產流失，也是中小企業常見的問題。將設計資源上云，所有設計生產活動都在企業云端完成，管理者可以將數據資產進行集中管理和備份，不僅能夠降低因人員離職帶來的數據流失風險，同時也有助于加強企業數據資源管理，讓不斷累積的數據得到重復利用，成為重要的生產要素，為企業發展賦能。

進入數字經濟時代，不斷積累的研發成果和技術突破，支撐并推動工程建設行業的快速、高質量發展。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助推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為1520.5億元，并每年以20%～30%的速度保持增長，這其中絕大部分被用于軟硬件建設方面。假如，三維設計企業云得到全面普及，理論上不僅可以為企業在軟硬件投入上節約40%、釋放數百億元的經濟效能，而且有助于降低投資門檻，讓更多中小企業更快投入到數字化轉型的實踐中。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勘察設計行業的數字化水平。只有當廣大中小企業的數字化轉型實現“云上”騰飛，2035“中國建造”的數字強國之夢才能成為現實。