对话中南建院董事长李霆：PLM让「建筑业」有机会诞生「苹果公司」 | 中国数智建筑36人

建筑产业往日辉煌已逝，焦虑与自由齐飞，主旋律转向科技。不过，就科技维度而言，建筑产业才刚刚破晓，晨曦初始。

乐观者早已上路，创新仍是驱动这个行业发展的重要因素。建筑新材料、城市更新、智能装备、建筑品类、BIM+科技、建筑新能源或许成为建筑产业最具讲科技创新故事的六大方向。其中不乏涌现出最具前瞻性与想象力的大建筑企业革新者与思考者。

因此，36氪决定挑选其中36位中国建筑产业科技化领域中的代表人物，以独家访谈、人物故事、对话回顾、案例分析等方式，汇集在“中国数智建筑36人”这一选题栏目中，为大家呈现建筑产业的新技术、新模式与新商业。

文 | 秦明；编辑 | 真梓

纸质图纸的传递与审查，是工程项目诞生的基础之一。

自建筑业出现，图纸即承担表达设计意图、让预算造价有据可依、辅助施工安排等功能。根据The Economist（经济学人杂志）数据，一个一亿英镑的建筑项目产生的独立文档量在15万张。正常情况下，此类项目产生的图纸数也将达到数百张级别。

然而，即便依托纸质图纸推进项目，是持续数年的工程传统，但在数字化时代，如果项目中纸质图纸数量过多，不仅会因不断变更、修改而产生版本混乱和不一致等问题，还会因存储、管理、传递、更新过程中需要更多人力、物力和时间，从而增加成本和风险，导致决策滞后。

建筑业摆脱纸制图纸的转机出现在2022年。

当年7月，国内首个全过程无缝衔接的数字化建筑项目——“武汉新一代天气雷达项目”宣告问世。清华大学互联网产业研究院在一次报告中提到，这一项目的全过程基本不用纸质图纸。

这一次，让建筑业落地无纸化的关键是PLM（产品生命周期管理）平台——作为一种管理型产品，PLM平台集三维数字建模、数值仿真、数字制造、数字管理于一体，让各环节中的图纸数据存储在模型中，再由平台进行传递与交付，打破建筑业严重依赖图纸的局面。

PLM，过去常被用在航天、汽车等先进制造业场景。但从武汉新一代天气雷达项目开始，它第一次被这一项目的设计方——中南建筑设计院股份有限公司（以下简称：中南建院）引入建筑行业。

实际上，实现无图纸化只是使用PLM的显性结果，由此带来的更深层好处是，PLM能基本消除设计与施工过程中，数据割裂和数字化交付复杂的行业痛点。

过去，建筑行业的设计协同工作需要串联大量软件与流程。这一过程中，软件数据格式各异、企业标准存在隔阂，还牵扯众多参与方，利益关系复杂。这些短期内难以改善的问题，从方方面面干扰着项目推进。

而打造一个面向建筑业的PLM平台，就能将数据、流程、业务系统和人员的方式集中到一起，让交付和协作基于统一的模型进行，减少不必要的消耗。

但在实操中，PLM脱胎自制造业，缺少建筑业务场景流程，既有的数据模型、术语等也难以直接和建筑业匹配，没办法直接拿来使用。

于是，结合实际项目改造出一个属于建筑业的PLM，成了绕不开的路。

在以“武汉新一代天气雷达项目”、“湖北省疾控中心项目”为代表的案例中，中南建院选择投资近亿元，与法国达索系统合作，基于3DEXPERIENCE（以下简称：3DE）平台，进行了构件资产的补充、功能包的研发、业务流的建立等一系列动作，让PLM更贴合建筑业。

即便过程漫长、花费不菲，但最终效果是令人欣喜的——中南建院发现，引入PLM不仅相对消弭了各参与方因新旧模型错用，而产生的数据源不一致问题。另一方面，因复杂节点位置设计不清晰，而导致的各角色间的“扯皮”现象也被减少。

该项目总承包方中核二二公司测算，使用PLM平台后让传统设计、施工过程中不透明的、可“议价”的部分减少，并缩短工期10%、效益提升15%。

短期效益之外，将PLM引入建筑业，还将带来管理流程与商业模式的革新。

中南建院党委书记、董事长李霆告诉36氪，目前建筑工业化、EPC模式、全过程咨询与建筑师负责制等趋势已定，其内在的共同逻辑都是将碎片化的建筑行业转型为一体化的制造业。

基于此，他认为，产品全生命周期管理（PLM）平台是“拯救”建筑设计行业的关键。未来，若完成模型所属权的法定化，PLM甚至可能改变设计院的商业模式——拥有模型的设计院，将有机会抛弃对设计费的依赖，转而变为因模型获得分润的企业。也就是，成为建筑业的「苹果公司」。

中南建筑设计院股份有限公司董事长 李霆

01 关键问题，“统一数据源+无纸化交付”

让PLM跨界建筑业的“幕后推手”——中南建院，其实是个不折不扣的“老家伙”。它成立于1952年，曾是国家建筑工程部直属的正局级6个大区综合性建筑设计院之一。

算下来，如今的中南建院已度过70岁生日——在过去70余年中，它曾经历数次拆分整合。最终在2022年，湖北省国资委把中南工程咨询设计集团与其他子公司重新整合，并入中南建院，并将它恢复为省属一级企业。

但不论“身份”如何变化，这家老牌建筑设计院没有停下过创新的脚步。

2016年起，李霆作为一把手上任并主持全面工作，随即指导组建了工程数字技术中心，专注工程数字技术研究，为后来建筑业PLM的出现埋下伏笔。

但站在更宏观视角，中南建院引入PLM，更和行业起伏相连。

首先，近年地产开发降温已是共识。整个建筑设计行业的设计费用，也因此一再被压榨。也就是说，当大环境不景气，生存、转型成为近年建筑设计企业的共同命题。

中南建院，把转型目光落在了“数字化”上。

李霆表示，从业务角度考量，想真正从底层建立企业竞争力，就要翻越建筑设计行业在数字化转型过程中的“三座大山”。

“三座大山”中的第一座，是数据割裂、标准不一。解决这一问题，需要让设计、施工等所有工程项目参与方，共同基于一个数字模型协同工作与流转，实现“一模到底”。

第二座大山，和图纸相关——建筑业要对标工业产品的制造模式，逐渐将以二维图纸为主导的建造模式，升级为以数字模型为核心的智能建造模式。也就是用模型数据驱动机器，迈向少图，甚至无图时代。

第三是明确模型数据的权属，并通过法律机制约束模型的所有权、使用权。这样做，可以让设计院实现各环节数据的交易与流通，重塑行业商业模式，甚至跑出建筑设计行业中市值千亿的超级科技公司。

李霆谈到，跨越每一座大山的，都要解决对应的问题。目前，中南建院已基本完成前两步探索，正在爬坡第三步。

导致数据割裂的原因主要有二。首先，传统设计模式需要使用多种软件，这意味着，软件间的分隔会阻碍多种专业数据的交互和不同工种间的协同设计。第二，在设计成果跨业务打通的过程中，由于各企业标准不同，使得模型很难被传递与继承使用，不少参与方常常不得不重复性建模。

李霆告诉36氪，想解决数据割裂的痛点，要尽可能减少数据跨平台流转的次数，降低多专业与跨业务之间模型协同的复杂度。从第一性原理看，统一数据源，建立跨专业、跨企业、跨地域的协同工作平台，兼顾全流程项目管理，成为他的关注点——脱胎于制造业的PLM平台，原生情况下刚好满足这类要求。

李霆谈到，基于达索3DE打造的PLM平台，可以链接建筑供应链的上下游，让大家使用同一个模型——这样做，理论上可以消除数据碎片化和数据难流通的现象。同时，模型放在云平台上，让每位工作人员都能够基于云平台和人机网线，在自己的办公室操作模型，实现跨地域办公。

另一方面，“一模到底”的出现，降低了行业中数字化交付的难点。

传统意义上，数字化交付主要聚焦在对工程数据、图纸文档与数字模型的交付。不过，对三者交付的方法、格式、流程与要求，目前仍没有一个行业统一锚点，甚至不少行业人士内部也存在理解分歧。

比如，大部分人认为数字化交付还只是交付一套数字模型以及一套模型。他们忽略了数据、文档与模型之间要统一数据格式，建立关联关系，以及最好形成一个可以方便、快捷查询所有工程建设内容的，可视化数据仓库。

在李霆看来，形成统一的行业锚点，应该是通过无纸化交付，减少二维图纸带来的内耗。他觉得，这样做可以消除由于3D模型和二维图纸间数据不一致，带来的潜在风险，减少下游人员（加工、制造、施工及运维等）对模型的理解时长及偏差。

当然，笔者看来，就目前的行业状况而言，无纸化交付并不意味着唯模型论。

这是因为，模型数据更适合机器去阅读，模型的推进速度还取决于下游智能装备产业的发展。所以在很长一段的时间内，图纸与模型一定是共存状态。

02 本地化：建筑业落地PLM平台的关键一笔

老牌企业的优势在于过去积淀的大量业务数据与经验知识，不足之处是缺少先进的底层生产工具与产品思维。这意味着，建筑业要成功引入PLM平台，离不开与头部软件商的合作。

正好，中南建院与脱胎于航空制造的全球工业软件平台型巨头——法国达索系统知己知彼。双方的接触始于2016年合作进行有限元分析。到了2019年，中南建院和达索签订谅解备忘录。再到2021年，两家公司共同建立了“赋能创新中心”。最新动向是在2023年4月，双方签署了深化合作意向书。

中南建筑设计院（右一）与达索系统（右二）签署深化合作意向书（来源：企业供图）

李霆告诉36氪，中南建院和达索之间合作的基础是能力互补，共识则是平台化战略。

据中信证券研究，目前在制造业、生命科学与健康两大版块之外，基础设施与城市也是达索未来发展的重点——想拓展这一市场，达索需要积累行业Know-How，离不开建筑业的合作伙伴。

于是在2021年，中南建院开始投入超30人的研发团队，基于3DE平台推进PLM平台的本地化工作。3DE平台是达索公司利用云技术，基于浏览器开发的3D建模解决方案——它连接了从设计到制造，再到交付的产品开发周期。

要真正做到本地化，需要在实际项目中不断发现并改进问题。在这个案例中，本地化指的是基于3DE平台，补齐建筑业的业务场景流程。

李霆谈到，作为中南建院的首例PLM实践，“武汉新一代天气雷达项目”的本地化并非一帆风顺。

单从效率上看，刚开始，大家基本需要一个月才能完成从上手PLM到熟练建模的过程。反观传统建模，往往是“一天一栋楼”的速度。李霆表示，导致这一问题的直接原因在于PLM内部没有适配建筑业的门窗、墙、板等构件。

为此，中南建院做了大量构件的扩充工作。

但在繁琐之外，基于PLM扩充构件的好处在于，PLM平台中的模型构件脱胎于制造业的“零件”，每个“零件”有级别概念，可随时间不断提升级别，分别对应建筑业BIM模型构件中的LOD级别。这与传统构件很少有信息的提升形成对比。

以结构柱为例，一级状态是一根线，二级状态是“有截面有参数”构件，三级状态开始携带钢筋信息。后续随着项目的增多，中南建院的数据资产也会日渐丰富。

另外，持续建立适配于建筑业的工具包，是PLM平台本地化工作中的又一重点。

这一步骤的基本实现逻辑是，由于PLM平台采用“云+端”的架构体系，参与方可以通过调用平台的模块工具包，把存储在云服务器的数据直接提取出来做处理、做应用显示。

其中，工具包作为一套功能算法，有内嵌的功能模块（如流体计算），但更核心的工作是研发、积累适合工程项目的工具包。

这一过程中常需重新进行技术选型，也需要合作方达索在PLM之外，提供更深层的技术支持。从行业来看，这也是头部传统企业与国际软件巨头“深度绑定”的另一个原因——在中南建院与达索的合作之外，中国电建华东院与Bentley“绑定”也是一例。

中南建院旗下工程数字中心主任张慎表示，过去他们基于C++，研发了做骨架设计的Skeleton 3D Design模块。但如果要对服务器的底层数据做处理，就需要再加上Java开发——比如目前开发的任务管理周报，就采用的是Java开发。

第三，无纸化交付中的三维标注（简称：MBD）技术是本地化过程的一项核心。

李霆告诉36氪，MBD不是将产品设计、生产信息进行简单的堆砌，而要通过模型化的形式进行组织，构成基于模型的产品定义数据集合。更重要的是，MBD数据集需由所有参与产品制造过程的角色共同管理，这样才能保障数据的一致性与更新后的精准性。

共同管理前提是要有标准。2022年8月，由中南建院牵头主编的《建筑工程三维模型标注（MBD）技术规程》标准编制组正式成立。目前，全国首个建筑工程三维标注标准已在中国工程建设标准化协会获批立项。

李霆表示，三维标注的目标是淡化二维平面图的主导地位，实现大部分成果的三维交付。不过，目前试点项目依然采用双位制（二维+BIM）图审。同时，中南建院也在申请直接使用三维图审。

使用三维标注（MBD）进行交付（来源：企业供图）

无纸化的落地速度，需和行业现状结合。

在实际项目中，施工方会连接PLM平台，在移动端查看具体节点的几何数据、工艺做法等数据。刚开始出于条件所限——比如施工现场没有网络以及部分工人担心损坏ipad，也会给到图纸。

李霆告诉36氪，提供图纸的另外一个原因在于下游没有承接数据的机器设备。现阶段，图纸仅是数字化交付过程中，为适应环境而出现中间产物。另外，这里的图纸并非传统图纸大样——它由模型直接导出，从而保证模型与图纸数据的一致性。

李霆谈到，最开始做气象塔的时候，中南建院没多少人熟悉PLM，大家都处于一个摸索状态。在施工的过程中，施工方提供技术经验支持，中南建院基于PLM平台去做。随后做疾控中心项目的时候，中南建院已有一些基于PLM的工作流，可以复制推广。

03 产品之上：更透明的权责

在管理层面，中南建院落地PLM，不仅解决了数据割裂的问题——在将业务统一管理、线上化的过程中，设计院和施工方的权责分配也更加透明。

某种意义上，PLM几乎可以把所有软件都集中在平台中。再结合“云+端”的模式，它会给项目管理流程带来不少革新。

第一，PLM的参与方始终基于最新模型协作，消除了过去新旧模型混乱的局面。

在传统设计模式下做配合，设计师每更改一个版本需要及时提资，便于成果关联方拿到最新的方案。但由于提资前后交接不及时，三维模型或设计方案常需要重复更改。

中南建院工程数字技术中心主任张慎表示，传统情况中，设计师经常需要基于旧方案进行协同，产生大量无谓的精力消耗。如今，通过PLM平台，所有的数据都存储在云端，没有本地文件的概念，不需要同步上传与下载。前者一旦更改设计，系统会自动同步信息，对方打开平台后便立即知晓。

而且，这一过程中，基于PLM平台的业务工作系统也顺势被构建。

建筑工程无图建造标准化管理及业务流程（来源：企业供图）

第二，基于PLM的业务工作流，各个参与方愿意更清晰地承担交付责任，协作流程也更加顺畅。

过去，在设计单位把模型移交施工的过程中，可能会发生图模不一的现象。为避免这一情况，模型是否准确还需施工单位自己再核准。在张慎看来，其中缘由之一在于设计师对模型的精准性没有约定责任，且施工单位本身在前期没有介入模型，不了解也不信任前者。

张慎表示，如今把模型交付给施工方的时候，设计师会签字对模型负责。而签字的底气源于，在初步设计施工图的阶段，施工单位会深入参与建模过程——他们会站在施工维度，考虑施工图设计是否合理，施工措施费高不高等业务问题。

就协作模式而言，传统以Revit中心文件的协作，时常存在许可不明确的困扰。而PLM平台的软件权限清晰，能看到每个区域或层级的所有权者，并且在每一个协同过程中都会自动留存管理过程的资料。

而且，对于一些设计复杂，表达不清晰的位置，设计师和施工方彼此扯皮的概率也被降低。

比如在一个“米”字节点模型中，可能存在近四十根钢筋的复杂穿插。面对这种情况，施工单位在最初介入时发现很难排布，会想变更。但张慎觉得，只要按照模型数据精确定位，就一定能按初始设计完成任务。因为，他会逐根告诉施工方“先串哪个，再穿哪个”，提高整体沟通效率，减少变更。

第三，由于模型与现场施工进度的数据直接关联，PLM也可以帮助风险预警。

传统协同过程中，很多设计方与施工方基本采用word协调单推动，施工协同过程中与模型分离。而如今现场若出现问题，责任人会直接基于模型定位与分发。

这和PLM的数据统一分不开。比如，PLM平台会提供结构材料的消耗曲线，包括产值，人工时耗等信息，并会基于前期规划和实际施工时进度，提前告诉责任人是否有延误的风险。

革新还不止于此。就当下的功能模块而言，包含三维交付、三维标注、进度看板、6D模拟、航拍全景、现场情况、智慧工地、双碳专区、个人问题看板……

张慎表示，今年中南建院的研发计划还会聚焦在建模工具与管理模块中，丰富标准规范与实施方法，逐渐让包括招采在内的、越来越多的单位参与其中。

04 PLM平台，让设计院成为工程界的“苹果公司”

某种程度上，PLM平台在行业中的重要性远超产品本身。

李霆表示，数字时代最重要的资产是数据资产，一旦实现了“一模到底”、“无图建造”，这类企业就拥有了“控制”三维数字模型的话语权，让模型成为了一种数字资产。

不少业内人士也谈到，如果BIM是由甲方发起，模型成果的所有权应该归属于甲方。原因在于不管是设计、施工、运维均为甲方服务，且在这个过程中不仅保证了数据的安全性，也平衡各方的利益关系。

不过，李霆却不这么认为。他谈到，如果收设计费，数字模型的所有权确实应该属于建设方（甲方），但设计院将永远摆脱不了“卖苦力赚血汗钱”的命运。

他表示，大型设计院最好的出路在于免费设计。

这种模式中，总承包方承诺用模型控制建造全过程，以中南建院为代表的大型设计院则免费提供全套设计模型，并通过模型连接建筑上下游厂家和公司，向全过程、所有参与方提供定制的数字化服务，收取数字服务费。

当设计院有了数字模型的所有权，也就摆脱了长期以往乙方的辛苦角色，也有机会成为工程界的苹果公司、Web.3.0时代的数字产业互联网公司。

在这一蓝图中，PLM平台只是迈向免费设计的第一步，也是最关键的一步。

接下来，将PLM打造成低成本、通用性的平台也是关键所在。更重要地，想真正成为工程界的苹果公司，还需宏观环境的同步支持。

李霆谈到，首先，数据模型需要取得法定的数据确权。在2023年湖北省两会上，李霆作为省人大代表，已开始推动建筑信息模型（BIM）等数据资产确权的法律问题。他表示，如同软件、音乐的版权，BIM模型也需要有相应的产权证。

而过去，建筑业内缺乏资产意识，技术积累也不达标。比如，设计院出的BIM模型，论三维形体，没有切分到施工能用的颗粒度；论数据，也没有进度成本等信息，甚至没有为这些信息预留填报的空间。所以即便上游分享出来，下游也无法使用。

有了PLM，在技术上，中南建院对标制造业，基本实现了一模到底、三维交付与无图建造的项目落地。由此而生的免费设计、模型所有模式，破除了传统提升设计费率的路径。

未来，就好比阿里的电商，腾讯的微信，PLM平台下的数字模型或将成为中南建筑设计院最重要的数字资本。

推广PLM，是难而正确的事。

（完）

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