会客厅|装配式建筑设计软件的国产化之路——访北京构力建筑工业化软件事业部总经理李书阳

Q:欢迎来到我们《建筑工业化》的会客厅,可以请您向大家简单介绍一下北京构力科技有限公司(以下简称构力科技)的发展沿革以及作为中国建筑业软件与信息化发展引领者所承担的使命吗?

A:相比构力科技,业内可能对我们另外一个名字更为熟悉,那就是“PKPM”。早在1988年,中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所创立了PKPM软件品牌。到今天,PKPM结构设计软件市场覆盖度达95%以上,成为国内房屋建筑的主要设计软件,为国内工程建设做出了卓越贡献。在三十多年的发展历程中,PKPM承担了多项 “九五”至“十三五”国家科技攻关课题、国家自然基金项目、国家重点研发计划项目,始终站在我国建筑行业科学研究的前沿,先后获得多项国家科技进步奖和住建部科技进步奖,PKPM软件产品连续多年被中国软件行业协会评为全国优秀软件,也逐步形成了涵盖了建筑、结构、机电、绿色建筑全专业应用,以及面向设计、生产、施工、运维各阶段的产品系列。

2017 年3月,为整合中国建筑科学研究院所有软件与信息化业务,经国资委批准,成立北京构力科技有限公司,构力科技成为首批国资委国有控股混合所有制企业开展员工持股的十家试点单位之一。构力科技根植于中国建筑科学研究院深厚的技术底蕴,一直肩负着成为中国建筑业软件与信息化发展引领者的使命。

近年来,构力科技积极承担解决建筑行业“卡脖子”关键技术“BIM平台”的自主研发,打造自主知识产权的BIMBase平台,为工程数字化领域提供国产核心能力,积极推动建立我国自主BIM的软件生态。构力科技基于自主BIMBase平台推出了全专业BIM协同设计系统、装配式建筑全流程集成应用系统、BIM 建审批系统、智慧城区管理系统等BIM全产业链整体解决方案,全面助力我国建筑行业数字化转型与升级。

Q:您刚刚提到构力科技研发了有自主知识产权的BIMBase平台。在智慧建设和信息安全被愈发重视的今天,构力科技所承担的这项解决建筑行业“卡脖子”关键技术的自主研发成果BIMBase从国家安全的战略角度来看有何意义?

A:从建设数字中国的总体要求和规划来看,数据要素作为数字时代重要的生产资源,其潜能和价值将会越来越多地在各领域内丰富的应用场景中得到激发和利用。智慧城市的建设正是加快数字 会建设的重要环节。这涉及到完善城市信息模型平台和运行管理服务平台,构建城市数据资源体系,推进城市数据大脑建设,探索建设数字孪生城市等一系列关键任务。在这个过程中,就需要将相关的基础设施、建筑、公共服务等数据信息汇聚融合,形成的数据资源系统将作为基础生产要素在后续城市建设、管理、运营过程中发挥重要价值。在这一背景下,重要领域的数据安全问题就显得尤为重要。同时这些基础数据的产生、更新、表达及互动,是离不开建筑信息模型(BIM)这一途径的。

BIMBase入选国有企业科技创新十大成果

目前来看,国内BIM软件市场主要还是被国外软件所垄断,国内BIM软件的研发多是在国外的内核或平台上进行二次开发,特别是国外主流BIM软件的数据存储采用云端架构。从信息安全的角度来说,建筑信息的数据安全存在很大的风险,因此迫切需要自主可控的BIM技术来解决这个“卡脖子”问题。今年3月份BIMBase平台正式发布,在2021年4月的数字中国建设峰会国有企业数字化转型论坛上,BIMBase也入选了国有企业科技创新十大成果。2021年5月入选了国资委《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》,包括核心电子元器件,关键零部件、分析测试仪器基础软件、关键材料、先进工艺、高端装备和其他8个领域,共178项技术产品。到现在,已经有千余家用户在使用BIMBase平台上开发的BIM软件产品,可以说BIMBase已经具备大规模推广使用的基础。

Q:我们也了解到构力在“十三五”期间完成的基于BIM的装配式建筑设计软件PKPM-PC已经成为国内装配式设计的主要工具软件之一,那么BIMBase平台的国产替代会给PKPM-PC带来什么样的改变?这一改变会对我国建筑业尤其是装配式建筑领域带来哪些影响?

A:PKPM-PC是构力科技在“十三五”重点研发计划项目“基于BIM的预制装配建筑体系应用技术”成果基础上形成的面向装配式建筑的BIM设计软件。从2016年发布以来,这款软件发展得还是非常快速的,也得到了广大设计师的认可,成为装配式建筑主流设计软件之一。软件研发之初使用的BIM图形引擎内核是国外的技术, 2021年3月PKPM-PC随同BIMBase平台一起,全面升级完成了国产替代。到今天,PKPM-PC的主要用户都已经用上了换装BIM“中国芯”的自主软件产品。

一方面如前面所说,在BIM数据、BIM应用的安全问题上有了自主保障,这对PKPM-PC的发展意义重大。另一方面,从提升核心技术与创新能力的角度,也给予PKPM-PC一次极大提升。PKPM-PC在研发迭代的过程中,始终面向工程实践完善产品。但国外BIM核心引擎开发时,他们国外厂家的更新速度、维护投入、发展思路并不能很好地匹配国内用户的实际要求,另外由于核心引擎不可控,有很多好的想法不能落地,有很多优化方案不能实施,这都成为我们向“更好地服务用户”这个目标前进过程中的瓶颈。

核心能力的自主研发给了我们充分的信心和动力,让构力科技可以根据实践要求不断优化改进。除了软件功能上实现了完全替代,还在软件启动、大体量模型显示、模型创建、设计计算、大规模图纸输出、文件大小等关键环节实现了不同程度的全面效率提升。因此,从PKPM-PC的发展经历来说,软件自主进一步支撑起了软件自强的可能性。

通过国产替代,让我们可以更快地提供符合国情的BIM软件系统,更好地满足业务实践提质增效的需求,更有力地服务相关产业可持续高质量发展的需要,这也是非常重要且宝贵的。

Q:国外装配式建筑发展时间较长,您是否可以为我们介绍一下国外都有哪些同类软件,以及各自的优缺点有哪些?与国外的软件相比,PKPM-PC的优势有哪些?

协同设计系统实现设计生产一体化

与国外的这些常用软件相比,PKPM-PC也有一些明显的优势。首先是PKPM-PC不仅实现了建模与深化功能,更是针对装配式建筑设计要求,将基于构件库的标准化方案设计、结构整体分析、短暂工况及接缝验算、装配式评价指标计算在内的各类设计内容融入软件工作流程,让设计师可以专注重要的设计工作。

其次,针对国内企业的二维绘图习惯、制图标准与深度、构件清单要求等在操作与成果的本地化方面做了大量工作与优化,使工作效率与成果质量大幅提升。另外,PKPM-PC基于全专业的PKPM-BIM协同设计系统,在专业间的协同工作方面更完整方便,同时也提供智慧工厂系统,切实打通了设计生产流程,已经在实践中为用户创造出新的价值。最后,PKPM-PC对于湖南省级智能建造平台、国内各地的BIM 审平台的支持也更充分和实用。

设计端可直接导出 审数据

Q:我国装配式建筑尚处于发展阶段,很多地方出现技术不成熟、规范不健全、施工设计一体化管理难度大等问题。对此PKPM-PC有哪些更新迭代思路?

A:作为一款国产的装配式设计软件,PKPM-PC在广大用户的帮助下不断成长、不断完善,我们也有信心让这款产品持续为用户创造价值提供助力。然而,我国装配式建筑目前还处在快速发展的阶段,设计理念、设计能力、设计深度等方面还存在各种各样的问题,这一方面不利于行业的高质量发展,另一方面也对软件的推广应用造成了一些影响。近两个月来,我们看到就在上海,先后发布了《关于2021年上海市装配式住宅施工图设计深度专项治理的情况通 》和《关于进一步规范本市装配式混凝土建筑设计管理的通知》两份文件,针对现阶段装配式建筑设计过程中暴露的重要的普遍性问题进行了全面深入的分析,针对设计责任、设计管理、设计深度等项提出了具体的要求。这类文件的发布也是行业不断规范、企业加强自律的一个很好的体现。随着整体行业向着更规范、更标准、更优质的方向发展,PKPM-PC也将始终聚焦设计本意,立足软件优势,面向合规、高效、高质量交付成果不断更新迭代,为用户提质增效提供助力。

Q:我们了解北京构力在融合产学研和人才培养的道路上做了很多尝试和努力,比如举办了“构力杯”国产BIM软件大学生菁英赛等等,鼓励大学生使用国产软件目前来看可以实现怎样的意义?未来在校企合作领域有哪些规划?

A:有一组数据先分享下:2021届全国普通高校毕业生总规模达到909万人,与2020年相比同比增加35万人。庞大的就业大军,给刚踏出校门的高校毕业生带来巨大的压力,找工作越来越困难,迫使学生在校期间学习专业知识的同时,参加各类培训考证,但这些培训和证书大都与实际企业用工技能要求有较大的差距。作为中央企业,构力科技肩负使命、 会责任,每年招收大量应届毕业生,但也只能解决一小部分就业问题。构力科技一直希望发挥更大的作用,解决学生从校门到岗位这最后一公里无缝的对接问题,既满足了学生在校期间学习掌握实用技能的诉求,也解决了企业培养人才的周期长、成本大高的问题。

前面提到,构力科技PKPM系列产品在建筑行业具有广泛的应用基础,结构设计软件市场占有率在95%以上,在设计、施工、生产、运维等建筑全生命周期都有相应的产品与解决方案。因此,构力科技把产业链条延伸到高校领域,可以实现产学研用的合作模式,把人才培养和企业需求紧密的地联系到一起,学校从人才供给侧进行调整,结合企业需求制定培养方案,学生走出校门后可以尽快衔接企业岗位要求。举办大赛的目的也是帮助学生检验自己的能力,成为进入优秀企业的标尺。很令人高兴的是,学生们对大参赛很有热情。首届构力杯BIM建模大赛,就有超过120家高校的2,000多名学生积极 名参与,很多学生的作品都非常优秀。

部分参赛作品

关于校企合作,未来一定是要形成产学研用的循环生态。发挥构力科技在其中的科研能力、产业学院共建、专业建设、培训认证、技能竞赛、师资培训等方面的优势,联合各方资源,与各院校师生一起加快行业教学转型升级,最终推动全行业实现数字化转型发展。

Q:目前国家及省市区的很多装配式相关政策,似乎为设计软件的国产化发展带来了新机遇。构力科技一直致力于中国建筑软件与信息化的发展,未来希望何做好前景规划,抓住机遇,引领行业趋势?

A:的确,近年来各地都出台了很多促进发展装配式建筑的相关政策。特别是越来越多的地方政策在与数字化、智能化结合的方向上提出了越来越高的要求和目标。在建设“数字中国”的大背景下,面向三〇、六〇双碳目标和智能建造、新型建筑工业化等发展方向,构力科技作为建筑软件与信息化领域的“国家队”,首先要做的就是要服务好国家的行业发展战略。在建筑工业化领域,构力科技将坚持自主创新,从智能建造的角度整体规划,系统构思,充分发挥数字化、智能化软件与系统的能力,在智能建造产业链上夯实基础,强化应用,通过数据连接创造新价值,通过数据连接创造新模式。我们在湖南省承担的湖南省智能建造平台就是在这种思路指导下形成的面向产业链上全过程、全要素、全参与方的建筑产业互联 平台,构力科技还将持续在这一方向上前进并发挥引领作用。

与此同时,PKPM-PC产品还将始终如一地与广大设计师站在一起,帮助用户回归设计,为用户提供最佳生产力工具。今年,我们提出了一个口 “让用户真正拥有PKPM-PC”。通过近一年来的努力,结合国产BIMBase平台的开放扩展能力,将之前藏在软件内部的能力开放给用户,通过“1+1+3+N”的模式(即“1个通用数据中心,1套可扩展智能设计系统,3个自定义系统——自定义构件、自定义图纸、自定义清单,N个成果交付模块”),允许用户灵活地使用、扩展、配置自己的设计与交付系统,今后我们还将沿着这个方向持续深化完善,希望PKPM-PC的用户能更称心地使用这款产品。

“1+1+3+N”模式

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