一听西门子，我们以为他是做家电的，实际上他有 1.2 万名软件开发人员，是欧洲第二大软件公司。所以建筑业要搞数字化转型，就要具备软件研发能力，逐步研发自己的软件，服务于自身需求。

做一个跨界极客

中建五局工程创新研究院副院长田华访谈

田华自述 帅兵 尹瑶 整理

田华简介：中建五局工程创新研究院副院长。全国智标委 BIM/CIM 评估委员会专家。湖南省 BIM 专家、重庆市 BIM 专家。主导中建五局 BIM 应用获国家级奖项 400 多个。获中建集团科学技术奖二等奖 1 项、三等奖 1 项；参与近 10 个国家、地方 BIM 标准、指南及行业报告编写；获 BIM 软件著作权 10 项、省部级工法 2 项，专利 3 项（发明专利 1 项）。

引子：和五局结缘，像是一个偶然

我 2005 年重庆大学毕业参加工作。学建筑类专业。前一年 10 月中建五局到我们学校开了一个招聘会。讲实话，我自己也没有什么很明确的目标，对那些企业并不了解，有点像碰运气。就这么看，到处递简历。到了五局摊位前，聊了聊，双方都感觉可以，于是就签了。可以说我到五局，带点偶然。

毕业后就到五局来了——大概是 2005 年 6 月底，军训结束分配到安装公司上海分公司。

未来会怎样？我心里充满了期待。

第一次接触外资项目，画深化设计图

上海分公司当时接了两个项目，一个是世茂的佘山别墅庄园一个是和记黄埔的别墅会所。我被分到佘山庄园项目搞了两个月。主要是学习，画图纸。9 月份我被调到玉翠豪庭会所项目。当技术员，负责暖通专业。

这是一个港外资项目。和当时国内工程不一样，采用的是通用的国际工程管理发包模式，相当于现在的 EPC。施工管理的责任也不一样，当时国内项目，由设计院提供图纸，施工单位只要照图施工就行了。在那种工程管理模式下，业主只提供初步设计图，施工单位自己画深化设计图。

负责出初步设计图的是工程咨询公司。这些工程咨询公司在国际上都非常有名。比如美国的 SOM、凯达海达环球等，都是顶级的咨询公司或者叫事务所。一个工程既有机电咨询公司，又有结构咨询公司，多达十几家咨询公司为项目服务。

我去了那个项目，开始学习画深化设计图。当时的机电顾问公司是美国非常牛的一家公司，名叫百城。他们出方案和初步设计图。我们再根据方案和初步设计图进行深化设计。深化设计图出来后，经咨询公司审核通过，再打印，交给工人施工。

我们那时没有施工员和技术员之分，一个人既要负责技术，又要负责现场质量、进度和安全，负责图纸和方案，做材料计划，算量…… 现在几个人做的事情，我们一个人做了，确实挺锻炼人的。

我们小年轻，又刚毕业，好问。美国公司的人都挺不错，经常给我们指导。每次把图纸拿过去审，他们就会指点这里怎样、那里怎样，在这个反复的过程中，我们的水平就逐步提高了。

暖通专业在机电安装里面，有一个特别的地方，就是要负责做管线综合。一个工程有十几个专业，他们的图纸都交到你这里，由你综合到一张图纸上。简直就像是一团乱麻。你要在一张图纸上，理清各个专业线路，位置、空间、尺寸…… 互相之间不能打架。我要先想象这层大楼的空间关系，把所有这些线路的位置从二维变成三维，在一个虚拟的空间里进行定位。然后在平面图上把它们画出来，标好标高、位置和尺寸。

虽然想象得很清楚，但画出来还是重重叠叠都是线条，看上去还是一团乱麻。具体施工时，要做很多梳理和解释。搞得人精疲力竭。所以当时我就想，有没有什么好方法解决这种难题。然后我就到网上找。好像冥冥之中有这么一个东西等着我去发现。

那是 2006 年，我参加工作的第二年。

第一次用 BIM 技术，咨询公司一次就过了

我当时特别想找一种技术手段解决深化设计的问题。我注意到制造业，尤其汽车制造厂家，他们的设计都是三维的，所有的线路和构件在一个空间里面，排列有序，直观明了。他们上世纪 90 年代就开始使用三维制图。比建筑业起码早了二十年。

我就想，我们建筑业有没有这种技术啊？后来发现有人在 CAD 基础上做二次开发，开发了一些插件式的深化设计的工具。我用了一下，不是很好。于是看看日本怎么样。他们的建筑业也还没有三维制图，但搞了一个 2.5 维的东西。虽然还是平面，但有空间位置关系，能解决很多问题。于是我们就用这种工具画图。搞了两年，项目做完了。我也从技术员成长为专业主管。

2008 年上海分公司中标太平金融大厦。在陆家嘴，是个港外资高端写字楼项目。我调到这里做暖通专业主管，还是做图纸深化和管线综合。工作量非常大，每天都要做到凌晨才能回去休息，第二天一大早又开始做，天天如此。

我一直关注画图技术的进步。我在国外一个网站上找到芬兰一款机电设计软件，叫 MagiCAD。当时这个软件还没有进入国内。已经是三维了，有很多构件库，做起深化设计和管线综合来很方便，各个专业的东西都能生成三维的数字模型。于是我们就开始用了。

记得我们第一次用这个软件做了一层楼的深化设计，出图后报给分公司，分公司一次就通过了。项目经理还特意把我叫到办公室表扬了一下。然后送给咨询公司审核，一次就过了。以前每次都要反复修改好几次，折腾一两个月是常事。

当时每周召开一次图纸评审会，咨询公司特意叫我进行了一次展示说明。这应该是 BIM 技术第一次在国内项目上的应用。太平洋金融中心 2011 年竣工后获得了鲁班奖。

国内 BIM 综合运用的首个项目

2010 年太平洋金融中心项目还没完工，安装公司上海分公司中标杨浦创智园项目。调我去做专业主管，还是负责深化设计。10 月，安装公司中标了一个大项目，这就是无锡恒隆商业广场。投标时，业主明确要求使用 BIM 技术。因此 4、5 月份投标时，我们就在做这方面的准备了。

当时的安装公司总经理李凯（注：现任中建五局副总经理、总工程师）做我工作，让我去无锡恒隆搞 BIM。其实我当初的梦想不是搞技术搞科研，而是当项目经理。当时还是服从安排到了无锡恒隆。

在项目投标前期，公司让我先做一些准备，了解情况。中标后，业主要求用的 BIM 软件是美国的，也就是现在非常普及的 Revit。这是美国 Autodesk 公司的产品，用来做建筑结构和机电安装三维设计的一款软件。

当时这是一款新产品，刚进入国内不久，免费使用。我们从 2010 年 5 月开始对它进行学习和研究。

无锡恒隆建筑面积有几十万平方米，光做深化设计的就有 20 来号人。我们先找 Autodesk 的中国总代理给我们做了 10 天封闭培训。从 9 月底开始一直到国庆节结束。主要学习软件怎么使用，然后我就带着他们回项目。

当时我是项目经理助理，负责深化设计，兼管暖通专业现场整个线条的工作。那时分工和标段经理差不多，按专业划分标段，这个专业的所有事情都是你负责。

那时，业主也对 BIM 技术非常感兴趣。专门找我给他们的工程师安装 BIM 软件，教他们怎么用。

无锡恒隆项目结果非常好，但过程很艰辛。我们经常是晚上 11、12 点钟还在加班加点，基本上没有周末和节假日休息。

BIM 模型看上去很漂亮，实际上是一笔一画描出来的。要做一个门，就得画一个门。因为刚开始搞，门、柱、灯、管线、弯头、三通…… 这些 “配件” 在软件里都没有，都要先画出来。用到哪种材料，它们相互之间的关系，用什么连接方式…… 需要一个一个 “建” 出来。还有就是数字化模型，也费时间，一个小的可能做半天，复杂的一个人要做一两天。我们建的这些构件后来流到行业里面，为行业做了贡献。因为他们可以直接拿来用，而不用再重新做了。

项目每周开周例会，讨论 BIM 深化设计图。我们专门买了一个投影仪，和一个拉杆箱，加上一台价值 2.9 万元的高性能电脑，相当于一个移动图形工作站。有时候一周有几次演示。拉过去拉过来，箱子拖烂了好几个。

因为文件大，必须用高性能电脑，几万块钱一台的电脑买了好几个。

2010 年底，中建五局时任副总经理、总工程师谭立新到项目调研，听了我们汇报，非常重视，以后在各种场合呼吁大家学习、使用 BIM 技术。2011 年，中建五局的科学技术大会就在无锡恒隆项目上召开。我在大会上作了一个报告。

科技大会以后，BIM 技术算是在中建五局正式起步推广了。五局为此争取了两个课题，一个是中建总公司重大专项课题，一个是住建部的科技示范科技项目。

从工地到机关，负责 BIM 技术应用和推广

2013 年，安装公司成立设计中心，把我调回机关。

其实我不想回机关，想干项目，当项目经理，再当分公司总经理，继续发展当公司总经理，这样一个成长路线。领导反复做工作，只能服从安排。

成立设计中心目的有两个：一是推广 BIM 技术，二是建设专业设计能力。我们从省内各大设计院破格招了几个专业人才，主要是电器、暖通、给排水专业，水平都很高。我当时是中心负责人，但他们的工资是我两倍。

中心工作具体有五项：一是培训，二是课题研发，三是配合投标。当时投标，有没有 BIM 设计，BIM 设计做得怎么样，业主是比较看重的。四是解决项目难题。五是创优创奖。

我们基于无锡恒隆申报的中建总公司重大专项课题于 2013 年获得五局科学技术奖一等奖，2014 年获得中建总公司科学技术成果二等奖。这是当时五局在总公司获得的最高奖。从 2014 年到 2016 年，每年我都会应邀到行业各种论坛做几次专题报告。

2017 年 4 月，我调到局科技设计部，负责 BIM 在全局的推广应用。主要做了五个方面的工作：一是体系建设，建章立制，做十三五规划；二是人才培养，不光在局里搞，也在二级单位搞；三是课题研发；四是为项目服务；五是创优创奖，成果集成。

在科技设计部两年，我更多地在应用和推广上面下功夫，但也做一些课题。从 2010 年开始到现在，我一共立项了 13 个课题，大部分是省部级课题，还有两三个局级课题。但一直没有搞现在这种核心的底层的原始创新的东西。

BIM 技术推广这么多年，虽说成效显著，但离理想的效果还差得很远。还停留在一个比较浅的应用层级，价值没有充分发挥出来。只是指导现场施工，没有和企业的各个业务进行深度的融合。这是目前 BIM 技术应用的一个瓶颈。

一项新技术，从萌芽到成熟普及，一般经历 5 个阶段：第一个阶段是萌芽期，就是 2008 年、09 年、10 年，少数人在尝试；第二个阶段是狂热期，2010 年、15 年、16 年，大家都很感兴趣，大面积推广；第三个阶段是低谷期，大家花很大精力去学去用，感觉效果就这样了。现在整个行业就处在这个时期，遇到了瓶颈。第四个阶段是反思期，找到改进方法，进入第五个阶段，突破瓶颈，进入真正的成熟期和普及期。

到第五个阶段还有很长一段路要走。我们现在就是要往上面走，使 BIM 技术真正跟业务进行深度融合，成为支撑项目的一个数据载体，成为企业数字化转型的一个底座。

研发轻量化图形引擎

数字建造分两个方面：一个是技术应用，我们一直用的都是别人的技术，买回来后跟我的业务结合。一个是技术研发层面。就是我们现在要做的。作为国家来讲，我们在关键技术上不能被国外卡脖子，作为企业来讲，我们在关键技术上也不能被别人卡脖子。我们要搞自己原创的东西。

有一个词，叫行业极客。什么意思呢？就是说，我们觉醒了，然后奋力崛起，形成自己的核心技术产品，变成行业的引领者，这就是行业极客。

建筑行业跟信息行业分属两个领域，我们现在搞的是跨界。数字化转型就是跨界融合，工程技术和计算机信息技术的融合。一个是底层核心的业务技术，一个是计算机软件技术，二者结合到一起。以前我们把自己的核心技术白白贡献给了软件公司，他们做出了软件再卖给我们。现在我们自己做，拿到这个业务知识资产的红利。

制造业的巨头都是行业的软件巨头。我们也要成为这样的软件巨头。我们的需求非常大，特别是智慧工地，一个项目购买的软件费动辄几十上百万元，如果所有项目都要搞，那得多少钱？

工程创新研究院是 2020 年 4 月份成立的，成立之初划了几个大方向，智慧建造、建筑工业化、轨道交通、地下空间等。智慧建造研究有两个方向，一个是应用，一个是研发。当时副总经理、总工程师邓尤东主管我们工作。他思路比较前沿，要求我们把 60% 的精力放在前沿技术上，40% 的精力放在应用上。常务副院长李水生也非常关注建筑业前沿技术。

我还在安装公司技术中心时，时任局副总经理、总工程师谭立新就让我对画图引擎做了一个课题，开发长沙地下城市综合管廊的平台和我们自己的协同设计平台。我们发现，要开发这个平台，必须用到图形引擎。

轻量化图形引擎属于一个基础性技术。我们到全国进行调研确定了成都一家软件公司，美国达索公司的分销商，是一家飞机制造公司下属的软件公司。我们选他们来做平台开发。没想到，搞了三年一点进步没有。到 2019 年，我们就想能不能自己研发。工程创新研究院成立后，我们就把这个课题立起来了。就这样用了一年半时间，开发出了一个 1.0 版的产品。这是中建系统首个具有自主知识产权的 BIM 轻量化引擎。

9 月初，工程创新研究院与上海益埃毕建筑科技有限公司签订使用合同，标志着轻量化引擎得到市场认可，实现了产业转化。

BIM 轻量化图形引擎

从技术层面来讲，BIM 的应用门槛非常高，“卡” 点很多。

“卡” 点一：难以迅速学习掌握建模软件。市面上有很多大型专业建模软件，十分复杂，难以迅速掌握。这么多年了中建五局做了那么多培训，最少有一两万人次，但真正熟练掌握、水平还不错的，可能只有四分之一。

“卡” 点二; 传输和查看不易。BIM 模型里包含三维的几何数据和非几何的信息数据，文件动辄几个 G 甚至十几个 G，要想传输或者查看编辑，对计算机性能和网络要求非常高。有时一个文件要花几个小时才能传过去，打开它也不那么容易。

“卡” 点三: 数据不能流转。发挥 BIM 技术的最大价值，最关键的是要实现数据在设计、施工、运维等不同阶段的流转。但因为 BIM 创建来自不同的软件和工具，格式不一样，对数据的定义也不一样。好比有说中文的、有说英文的、有说德文的，你听不懂我的，我听不懂你的。

我们研发的 BIM 图形轻量化引擎分三步：第一是将市面上的 60 多种数据格式进行完整解析后，转换为一种格式；第二是通过一个中间件，在模型和应用之间搭接桥梁；第三是在保证信息不损失的前提下对模型进行重构压缩，转化为体量较小的文件。

使用者可利用配套的前端框架，读取文件里面的信息，对 BIM 模型和数据进行展示操作交互。我们还提供丰富的 API 接口，实现跟管理系统的多维度整合，让数据快速传输到项目生产管理和企业经营的各业务流程中去，实现和业务的深度融合。

因为进行了轻量化处理，文件很小，所以不再需要高性能电脑，一个 2G 的文件轻量化处理后，只有 100 多兆，普通笔记本、iPad、手机都可以轻松下载查看。项目各方和非专业人员也可以方便使用 BIM 技术，大大拓展了 BIM 技术的使用范围。

软件是建筑施工企业的核心竞争力

硬件靠软件驱动。尤其是 5G 时代，数字化必将颠覆传统的施工生产管理形式。要进行数字化转型，必须打造自己的软件研发能力。未来，软件是建筑施工企业的核心竞争力。只买或租已经无法满足发展需求了。

软件主要分建模软件、应用软件、管理软件三种。

建模软件负责创建数据，应用软件负责使用模型，管理软件是项目管理平台。前两种软件哪种好就用哪种，但管理平台软件一定要掌握在企业自己手里面。它涉及到企业的核心经营数据，关系到企业安全，不能掌握在第三方手里。

图形引擎相当于软件里面的芯片，十分关键。我们要研发具有自主知识产权的 BIM 智能化图形引擎，从底层来摆脱对软件公司尤其是国外软件公司的依赖，从而为智能建造和智慧城市的发展提供可视化的三维图形底座。

计算机软件的发展趋势是云服务。在微信里面有一个在线文档编辑的小程序，这就是软件在线化。我们已经不需要软件了，一个链接打开，在浏览器里就可以编辑 word 文档，编辑 Excel 表格，软件不在本地，而是在云端。所以云服务提供软件的方式，是未来信息化软件市场的一种主流方式。以前软件公司卖产品，现在变成卖服务了，需要使用就必须按年或按月交费。

基于轻量化引擎，我们正在开发自己的应用系统，目前开发了两个平台：一是族库平台。目前族库里已有 17,000 多个构件。我们把全局的 BIM 力量整合起来，解决重复工作的问题。以前没有这个平台，你了搞一遍我又搞一遍，我们那么多项目，同样一个东西，有的可能重复做了几百遍。有了这个平台，就能极大地减少重复劳动。二是协作管理平台，主要是设计建模，管控平台，提高模型质量。建好的模型，传上来进行转化，在模型上面就可以整合查看。比如说，我们两个人共同搞一个项目，我负责机电，你负责结构，传上平台后就自动整合到了一块，我就看得到你的结构，你就看得到我的机电，解决了协作的问题。

未来 … …

未来，基于轻量化图形引擎，我们可以做应用智慧工地、远程协助、运营管控平台等，有无限可能。目前已经列了两个省部级课题，一个是总公司的重大专项。总公司认为我们代表了前沿技术，做得也比较好，已经有一定基础了，下一步进行 2.0 版升级。我们正在写任务书。再一个是省科技厅也给我们立了一个重点研发课题。

我们未来想对 1.0 版进行一个大的升级，思路有两个：

一、转换过后，直接转换成我们自己的格式，把转换的数据格式再进行瓦片化转换。瓦片化是什么意思？相当于一个瓶子，转换出来后的格式是一个瓶子，是一个整体。下一步我们转换完成后，再对它进行细化分解，把它切成好多小数据块，以后调用数据，不是调用整个瓶子的数据，而是一点一点的下载。类似看视频，之前要把整个视频下载看，现在是边看边下载。

二、我们最终要达到一种超大模型的承载能力。未来我们经营智慧城市，从区域级到城市级，数据量呈几何级数增长，现在的电脑和手机没有办法承载。所以我们瞄准的是未来智慧城市更大体量的 TB 级的数据量模型，在我们的引擎上也能流畅实时地进行显示，跟我们的业务系统进行结合。

今年是我参加工作 16 年。最初我想成为一名项目经理，一个企业综合管理者，现在变成了一个科技工作者。我想，不管干什么，只要保持足够的好奇心和钻研精神，坚持长期主义，就一定会有所收获。

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