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近日，以“践行数字孪生、畅想城市未来”为主题2023服贸会数字孪生专题论坛在北京首钢园召开。此次论坛由中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、中国雄安集团数字城市科技有限公司主办，中国联合网络通信有限公司智能城市研究院、广联达科技股份有限公司、特斯联科技集团有限公司、北京数字政通科技股份有限公司联合承办。广联达研究院副院长、数字建筑研究中心主任谭啸受邀出席并发表主旨演讲。
论坛以“践行数字孪生、畅想城市未来”为主题，来自政府部门、科研机构、企业等相关领域的200多位代表现场参会，线上近万人通过视频+照片直播的形式观看。广联达研究院副院长、数字建筑研究中心主任谭啸受邀就《数字孪生技术在建筑工程中的应用与实践》进行主旨演讲。
数字孪生为建筑业高质量发展提供支撑
生产效率低、社会总成本高一直是制约建筑产业发展的瓶颈。据世界经合组织OECD的调查，近几十年来，建筑业生产率的年平均增长率仅为1%，远远低于制造业3.6%的年增长率。面对这样的现状，建筑业正加快向制造业等领先行业的学习步伐，探索用数字化技术推动产业转型。而近年来，数字孪生技术在制造业中异军突起，逐步发挥着重要作用。根据国际知名咨询公司IDC的研究报告，至2020年底，65%的制造企业通过利用数字孪生技术，将质量缺陷成本和服务交付成本降低了25%。数字孪生技术的应用潜力引人瞩目。与此相应，数字孪生技术在建筑业中也受到越来越多的关注，成为近年来的行业热点之一。
BIM（建筑信息模型）技术的广泛普及为数字孪生技术在建筑业的应用提供了新契机。BIM技术能够为“数字孪生项目”提供全要素数据模型的底层支撑，同时通过与其他数字技术的充分融合，实现与物理实际场景的实时联动以及全专业的高效协同，动态化、可视化地满足项目的技术交付要求。近年来，BIM发展迅速，无论在软件平台、工程示范、管理模式等方面，还是在标准、政策等方面，都取得了长足的发展，为数字孪生技术的规模化创新与实践，奠定良好的基础，推动数字孪生技术从单纯的“理论概念”走向“应用实践”，数字孪生技术迎来了重大的发展机遇。
“数字孪生”赋能建筑工程全生命周期
在可预见的未来，数字孪生技术在建筑工程中具有广阔的应用前景，不仅可以减少建筑施工与运维过程成本、提升生产和协作效率、提高安全性以及最大化建筑物性能，还能实现建筑物的绿色低碳。据国外学者Alonso等人的研究结果显示，数字孪生技术与建筑业相结合，可以使运维阶段的能耗降低15%，使施工阶段的工期缩短25%、碳排放减少25%。
具体而言，“数字孪生”赋能建筑产业的典型场景在规划设计、生产施工、产品交付、运维管理等全生命周期中均有体现，最终通过全数字化实现“想象即现实，所见即所得”。
在规划设计阶段，基于VR（虚拟现实）、AR（增强现实）等技术的数字孪生建模，促成交互式设计，“多快好省”实现规模化个性化定制。针对消费者多样化的需求，通过协同设计、虚拟生产、虚拟施工、虚拟运维的PDCA循环和虚拟IPD集成交付，实现设计方案最优、实施方案可行、商务方案合理。以景瑞地产精装定制为例，几年前其提供定制的产品种类已超过226个品类，客户通过手机就能实现“现房VR体验”，根据自己及家人的喜好，从功能定制到风格选配再到产品选配，选定相应的各个“配件”进行空间功能化定制，形成类似VR的3D房子实景呈现， 75%的选装率助力户在虚拟中打造自己现实的家。
在生产施工环节，数字孪生的应用较为成熟。一方面，通过数字生产线，先试后建，全数字化虚拟建造，建成数字虚体建筑，从而提升建造全过程精细化管理的“软实力”；另一方面，通过实体生产线，完成工厂的实体生产和工地的实体建造过程，建成物理实体建筑，形成智能建造和优质服务的“硬实力”。概言之，数字孪生推动未来房子建两遍，先全数字化虚拟建造一遍，再工业化实体建造一遍，大幅度提高生产施工效率。在产品交付环节，通过数字孪生虚拟建造，可交付工业级品质的建筑。以广联达西安大厦为例，利用数字孪生技术，通过数字建筑平台赋能，实现数据驱动的精益建造，如计划排程到末位级、时间精确到小时、任务执行最小到工序，“图纸模型”细化到构件等。数字孪生实现了对人员、机械、材料、环境等各要素的实时感知、可视化分析、智能决策和智能执行，推动进度动态优化、费用及时支付、质量零缺陷、安全零事故，最终达成了项目成功目标。
在建筑运维方面，依托数字孪生等技术，实现虚实相融的智慧化运维，为客户提供精准化、智慧化的服务。例如，万达集团曾通过“BIM+慧云系统”实时获取建筑内外部环境、人的行为、设备设施运行状态等数据，通过这些数据映射到BIM模型上，可清晰明了的掌握各类设备及隐蔽工程的线路、位置与运行状态，提前预判设备的故障隐患，使实时监测、智能分析、协同联动运维成为可能。
数字孪生赋能城市建设，从CIM到EIM
数字孪生不仅能赋能单个建筑，还给城市管理带来了更多可能。谭啸认为，数字孪生赋能城市，可促成数字城市与物理城市的实时映射与虚实交互，有力推动数据驱动的“规建管一体化”，形成跨地域、跨部门等的多维城市治理协同，支撑一盘棋集中治理，实现全程在线、高效便捷、精准监测、主动发现、提前预测、智能处置的城市治理数字化转型，提升城市精细化治理水平。
以广联达建设的福州滨海新城（一期）基于CIM的规建管一体化平台为例，在滨海新城建设过程中，充分利用BIM和3D GIS等先进信息技术，同步形成与实体城市“孪生”的数字城市。通过多源数据集成的“城市时空信息模型数据库”，实现滨海新城规划、建设、管理全过程的数字资源集中管理与应用、信息互通与共享，保证一张蓝图的有效性和实时性。
此外，数字孪生还能赋能生态治理，助力生态信息模型（EIM）平台的搭建，使生态治理可视化、可量化、可优化，助力生态长效运营。以重庆智慧广阳岛项目为例，该项目以广联达EIM数字孪生平台为依托，通过深化顶层设计，建设以5G、物联网、云数据中心、AI平台等为核心的新型基础设施，形成智慧广阳岛智能化硬件基础。在此基础上，搭建智慧生态、智慧建造、智慧管理、智慧风景四大智慧应用系统，建成集智慧展示中心、监测评价、指挥调度于一体的智慧管理中心，支撑了“长江智慧风景眼，重庆数字生态岛”的建设。
广联达建筑业务平台助力数字孪生落地生根
最后，谭啸指出，数字孪生技术是一项复合型技术，是图形技术、物联网、人工智能等多项技术的集成，其实际应用离不开平台的支撑。而广联达公司基于20余年行业积累和技术积淀，于今年6月发布了专门为建筑行业深度赋能服务的产业级平台——建筑业务平台。该平台综合了BIM、云计算、物联网、人工智能等核心数字技术，集数据平台、协作平台、决策平台于一体，可提供贯穿项目全生命周期的数字化服务。该平台所拥有的核心技术都是自主研发，全面实现国产自主可控。同时，平台灵活开放，可以搭载自有核心软件，如设计软件、算量软件、施工管理软件等，在国内的应用效率更高、专业性更强、效果更好。平台为行业提供开箱即用的工程建设领域专业能力和系统性的数字化支撑能力，以“平台+组件”模式，支撑多业务开展。作为工程建设领域数字化的平台底座、首个贯穿项目全生命周期的建筑产业平台，该平台为数字孪生技术在建筑业的落地生根提供了坚实基础。
相信在建筑业务平台的支撑下，在建筑企业与建筑科技企业的共同努力下，数字孪生技术将发挥更加显著的作用，进一步提升项目的智能建造水平，助力企业的数字化转型，推动行业的高质量发展，实现每一个工程项目的成功。
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