建筑工业软件何时迎来国产化浪潮？

作者 | 陈默

编辑 | 刘景丰

科技正在变得有国界。

3月4日，全球最大的二维、三维设计和工程软件公司——Autodesk宣布在俄罗斯暂停运营。Autodesk 表示，将立即暂停其在俄罗斯的活动，并完全遵守所有现行制裁。随着情况的发展，Autodesk还将考虑对该地区业务进行额外限制。

Autodesk是知名的工业软件公司，其旗下诞生于80年代，用于二维绘图、设计文档的 AutoCAD （Computer Aided Design，计算机辅助设计）软件，以及诞生于90年代，用于三维BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）设计的Revit，现已经成为国际上最广为流行的绘图建模工具。如果Autodesk持续在俄停止运营，则俄罗斯使用AutoCAD绘图的大量行业都将面临极大的麻烦。

Autodesk事件再次拉开了人们对科技“卡脖子”的关注，使得近几年中国“工业软件自主化”的呼声达到顶点。与此同时，在我国“十四五规划”，以及中央政治局会议、两院院士大会等重要场合中，“工业软件”也成了频繁提及的热词。

热议之下，CAD的主要战场之一，占据中国GDP三分之一（建筑业2021年26.4万亿元，相关地产领域18万亿元，总计超40万亿元）的建筑产业，已经涌现出对工业软件自主化更为迫切的需求与呼声。大家在期盼，随着中国在云计算、人工智能、大数据等技术领域取得世界性成就，国产工业软件是否可以借助新时代的新技术力量，弯道超车，甚至换道超车，迎来中国建筑工业软件自己的辉煌？

现代化工业生产的各个流程都离不开工业软件的参与， 工业软件也是从工业4.0 到智能制造的关键一环。

但是在建筑工业化这条路上，中国与国外发达国家的差距，已经拉开数倍。

在2016年的一场行业峰论坛上，时任中国工程院土木水利与建筑工程学部院士的周福霖说了一组数字：“当前中国建筑工业化程度仅为3%-5%，欧美建筑工业化达75%，瑞典高达80%，日本也达到70%。”此前，中国的建筑工业化程度只有3%-5%，甚至到2020年（十三五末）住建部设定的目标也只是15%。

这种差距让中国建筑业在与国外同台竞赛时已经处于弱势，更要命的是，中国建筑业在走向数字化时又遭遇了工业软件之困。

过去由于全球产业分工合作加深，中国在建筑等工业领域使用的工业软件多数以国外软件为主，国产工业软件的发展一直处于备胎状态；然而当今天的国际产业分工生变，国内工业市场突然面对国外工业软件断供的威胁，一时间国产工业软件成为大众关注的焦点。

如果从时间上看，建筑业的国产工业软件的发展甚至比国外工业软件传入国内的时间还要早上几年。早在上世纪90年代初，国内已经出现CAD（计算机辅助设计）软件企业。而国外的Auto CAD软件则是在90年代中后期才在中国的建筑设计院等机构得到推广。

尽管起步早，但面对国外工业软件的来势汹汹，国内工业软件长期处于被压制状态。一个数字可以看出这种失落感：2018年，在CAD研发设计软件领域，我国研发设计类软件市场80%以上被国外公司主导。

这一局面的形成，既有国外软件构建的壁垒因素，也跟国内软件环境对国产软件造成限制有关。

首先，众所周知，国外建筑领域工业软件早在上世纪五六十年代就已经开始了技术研发，经过几十年的发展，在产品上形成了较深的技术门槛和格式话语权；而国产建筑业工业软件只有短短二三十年的发展历史，且在发展过程中还不断遭遇国外软件巨头的打压和封锁，因此在起跑线上就已经处于弱势。

其次，过去十余年中国工业信息化、数字化路径偏向于“重硬轻软”，注重硬件投入，而对软件研发重视不足，甚至一度出现盗版软件猖獗的状态，这进一步打击了软件企业的研发投入激情。

第三，工业软件一定要与工业技术现实需求紧密贴合。包括建筑业在内的中国工业发展历史也短于国外发达国家，在工业积累、产业基础上明显弱于发达国家。当国外建筑行业已经从信息化向数字化演进时，中国的建筑业才开始从手工、机械化向线上化、数字化迈进。然而工业软件的技术难点，往往不仅在于“软件”本身，而是“工业”如何与“软件”结合，其往往需要跨界人才将两端有效结合才得以实现。而过去重人力、轻技术的状态，让中国建筑业与软件业都缺乏此类人才培育的土壤。

最后，工业软件的研发时间非常之长，既需要足够“耐得住寂寞”的跨界人才团队，也需要资本的长期支持和陪伴。即使是基于BIM的二次开发，也涉及50-60万行代码，需要五年左右的时间；更遑论完整的底层工业软件，代码量是数百万级，所需时间必然会更长。而在研发过程中，软件本身可能难以产生太大的收益，资本的重要性则不言而喻。但在中国，工业软件领域在早期并未能获得资本的充分关注和投入。即使有兼具能力与耐性团队，也通常活得非常艰难，难以坚持下去。

也正是这四重壁垒的层层限制，让中国工业软件在过去与国外软件产品的竞争中底气不足，最终无奈将一些领域的核心工业软件市场份额拱手让人。

尽管过去二十年中国建筑工业软件的发展经历了种种困扰，但当下一个新的机遇已经展现。

在2021年10月的中国数字建筑峰会上，原重庆市市长、复旦大学特聘教授黄奇帆曾表示，“作为中国经济发展的支柱产业，建筑业在数字化时代的发展空间依然巨大。但这个空间绝不是靠盖房子、修高速来实现的。”

这说明，政策决策者已经意识到建筑数字化的重要性。但现实是，这场数字化依然面临重重挑战。

黄奇帆认为，当前建筑业数字化存在三个主要障碍。一是建筑业上下游产业链长，参建方众多、投资周期长。产业链的每一个环节形成的数据和信息难以跟随项目而流动，形成不易交互的信息孤岛。

二是参与单个项目的工程队数量众多，尤其是中小型工程队素质参差不齐，管理颗粒度粗糙，使得信息化手段难以推进。

第三，除了建筑行业本身的挑战之外，建筑全流程工业化、数字化、智能化水平较低。

据中国建筑协会统计，我国建筑信息化投入在建筑业总产值中的占比仅为0.08%，而欧美发达国家为1%。

巨大的差距，刺激着国内建筑行业从业者和决策者。建筑“工业化、数字化、智能化”作为新型建筑工业化的发展要点，成为了行业共识。

首先，从需求来看，过去中国的建筑业长期都是人力密集型产业，支撑了数以亿计的劳动力就业。然而近年来，人口老龄化等问题愈发严峻，建筑业也开始寻求转变。同时，随着建筑项目的要求在“经济、适用、美观、绿色”等维度变得日益复杂，交付时间也在加快，建筑业的传统、粗放型作业模式已经越来越难以为续。

其次，从技术储备来看，云计算、AI等技术在国内取得了极大的发展，甚至在某些领域已经取得了世界领先的优势，各行各业纷纷开始数字化转型。

第三，从资本支持来看，其流向也能说明行业变化。从2020年下半年开始，投资机构和投资人关注工业软件赛道，主动约见数年没有新融资的企业。多家工业软件企业的融资速度实现“季更”。

最后，从政策的推动来看：

往前回溯，早在2011年，住建部就发布《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》，要求高度重视信息化对建筑业发展的推动作用，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业；

四年后的2015年，住建部再次出台《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，要求建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用；

2016年，《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》发布，要求建筑业企业对大数据、云计算、物联网、3D打印以及智能化等技术进行推广和应用；

2020年7月，住建部联合多个部委先后发布《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》、《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，进一步强调建筑业拥抱创新和积极加速智能化、新型工业化的决心。

很明显，关于建筑业加速智能化、推进新型工业化的政策出台越来越频繁。从最初的“重视”到“掌握”再到“推广和应用”。政策愈发清晰，意愿愈发迫切。

放眼当下，2022年1月，住建部印发了《“十四五”建筑业发展规划》，明确建筑支柱产业地位将更加稳固的目标。包括推广数字化协同设计、大力发展装配式建筑、打造建筑产业互联网平台；同时推广工程总承包模式并发展全过程工程咨询服务。

在这份发展规划中，“智能化”出现了30次，“BIM”出现18次，“装配式”出现15次，“数字化”出现了13次。

规划还指出，此前建筑业的粗放模式，对经济发展、效率和环境等方面的影响和制约，依然存在发展质量和效益不高的问题，表现为发展方式粗放、劳动生产率低、高耗能高排放、市场秩序不规范、建筑品质总体不高、工程质量安全事故时有发生等。

从政策引导看行业发展，一位地产行业的投拓从业者表示：这就是量变到质变的过程，以前走量，大量拿地不注重质量，但现在拿地的概率小，又想有收益，就必须把质量做好，做个作品出来。“拿地即开工，施工零变更，交付无延期”就是现在产业理想的真实写照。

在拉力和推力的双重作用下，建筑产业变革的东风已然到来，这也为当下中国建筑工业软件的崛起带来了历史性机会。

时代的发展要求产业链条上的每个环节进行升级，而整个建筑产业仍处于新常态形成之前的震荡期。

在建筑项目的不同环节中，可以看到不同代际的生产工具在被广泛使用：在设计阶段，有人在国外CAD和BIM软件基础上开发插件以辅助提高绘图建模效率；有人利用python编写建筑设计的代码后在web端展示轻量化建筑信息模型；有人采用最新的智能技术工具开始尝试人机协作。在建造阶段，工地现浇、机械臂3D打印、装配式预制建造等多种方式也同样存在。

在这样的机遇下，建筑业数字化也将迎来多面开花的格局。需求将带动越来越多新老公司进入到建筑工业软件市场。

目前，在建筑工业软件的国产化尝试中，选择的路径有所不同。一大类企业选择国产替代路径，主要指复刻CAD和复刻BIM，创建出一套能替代现有CAD和BIM绘图和建模工具的软件，典型代表包括中望CAD、广联达BIMFACE和PKPM-BIM系列软件等；另一大类企业选择走改良式应用路径，即基于CAD或BIM的二次开发和轻量化，也包括各类计算机生成、CAD和BIM插件。后者二次开发的门槛低于第一类国产复刻，因此也是目前参与企业最多的一个方向。

而在此之外，还有一个完全不同的方向正在崛起：既不做复刻也不做改良，而是从底层语言的角度，利用前沿技术，重构建筑产业的新一代数字化语言。

其代表是成立于2016年的小库科技，作为最早进入建筑智能领域的企业之一，选择的即是这一条无人走过的颠覆式创新路径：扎根于本土的建筑工程实践，以建筑产业know how和深度洞见作为出发点，在理解产业生产力和生产关系的基础上，从应用端切入，向下深入到数据结构的底层，自主定义跨代纪的建筑数智软件基座语言。

曾担任OMA高级建筑师、硕博士均攻读建筑与算法交叉方向的小库科技创始人何宛余的观点是，要实现建筑产业的数字化和智能化，首先要解决数据的生产和应用两个方面的核心痛点。

行业常常关心数据要如何在产业链的各环节应用，但却忽略了数据生产。而建筑业数据生产的源头是设计。

在工程领域中，设计是一个项目从无到有地将抽象的构思具象地表达为图形、模型和一系列数据的过程和结果。但完成设计并不等于生产了数据，因为当前通过设计所产出的成果都是以图形和模型为主的几何信息，缺乏数字化时代中产业各环节数据应用所需的数据维度。何宛余认为，整个建筑产业数字化智能化升级的第一步卡在了”数据生产”的“设计”上。因此，只有先实现设计端的智能化，整个产业的数据来源才能够得到保障。

小库科技提出的解决方案，是一种全新的建筑数字语言——ABC，指的是AI-driven BIMing on Cloud 云端智能建筑信息模型，即通过人工智能在云端自动生成BIM的正向设计模式。

ABC模式下，首先，设计的过程将由人工智能来辅助实现，通过算法、数据与算力的有机结合，大幅提高设计生产效率与产出质量。例如，原来需要1-2周完成2-3个方案的设计周期，提效到1-2天完成20个合规可用方案，提效90%。

其次，通过云端的智能化实现对各阶段各环节生产的并行，前置完成了虚拟空间中所有的数据生产，提高对项目的总体控制力；比如，在拍地阶段即可以准确了解不同方案下的空间品质和投资收益率，从而辅助决策出全局最优解。

最后，依靠云端的强大连接力，把不同生产环节的各端连接到一起，实现高效的在线协作。举个例子，以往不同工种只能用图纸、表格、汇报文本等传统文件格式进行信息片段交流，现在通过二维码或链接，即可以在线共同完成一个项目的协同设计。

基于这样的逻辑，ABC模式实现了“数据-模型-规律规则规范”一体联动，不仅可以通过机器自动高效地解决脏活累活，更重要的是，它创造了一种可以被高效地生产和传播应用的底层语言模式。

在此基础之上，从2017年中发布全球第一款面向建筑设计方的云端一站式智能设计产品“小库设计云”开始，小库已逐步延伸出为上游项目方提供的“库晓地产AI解决方案”，以及为下游总包方提供的“库筑智能装配式引擎”。也就是说，小库科技基于同一套底层逻辑，即其独家的数模规一体联动ABC模式，从建筑的前期规划、中期设计到后期施工装配，构建起覆盖产业链上中下游的智能建筑数字业务体系。

而面对近两年地产行业的变化，小库科技的联合创始人杨小荻已经清晰地感受到建筑行业客户对深层次数字化系统的需求，“开发商以前更关注具体的方案，比如能提供的实际能力，而现在更关心数字化系统怎么去优化整体的工作效率和结构。”

也就是说，“客户不希望小库只是帮他们提供一个工具，而会从更根本地将自己整个组织结构或工作流程往数智化转型的方向来考虑结合”，杨小荻说。

站在产业转型的路口，建筑业数字化的未来充满想象。

首先，建筑业是我国国民经济的支柱产业。据国家统计局数据，2021年建筑业总产值为29.3万亿元，建筑业增加值初步核算为80138亿元，占国内生产总值的7.3%。也就是说，尚未普及数字化的建筑产业，已经是万亿级市场。

此外，随着国家对新基建的发力，建筑产业的升级也承载着推动中国经济模式转换的重要任务。众所周知，传统的基建是铁路、公路等，它带动了过去中国建筑行业规模的扩张；而新基建则包含5G、数据中心、人工智能、工业互联网等内容。依靠这些智慧设施，过去的建筑将变成智慧建筑，提供智慧的服务，成为数字经济的重要载体。

在建筑工业软件探索的不同路径中，颠覆式建筑智能化方向极具想象空间。除了小库科技之外，在海外市场，同样选择颠覆式创新路径的还有总部位于挪威的Spacemaker以及澳洲公司Archistar。值得一提的是，前者较小库科技在成立时间上要晚数月，于2019年中上线其第一款产品，并于一年多后被Autodesk以2.4亿美元收购。

这意味着，中国在建筑工业软件的颠覆式创新之路上已经形成了自己独特的优势。

可以期待，随着中国建筑产业正在经历结构性的变化，在AI、云计算等新技术的加持下，国产建筑工业软件也将迎来属于自己的春天。

本文来自微信公众号“甲子光年”（ID：jazzyear），作者：陈默，36氪经授权发布。