建筑业信息化的历史回顾及启示

清华大学土木工程系 教授  马智亮  

  在中国,建筑业主要可以分为设计领域和施工领域,包括计算机技术在内的信息技术在建筑业中的应用可以称之为建筑业信息化。中国建筑业信息化已有近40年的历史,回首这段发展历程,对于亲身经历过的人来讲,会备感亲切,充满激情;对于更多的人来讲,可以总结规律,分析发展趋势,让信息技术在建筑业中发挥更大的作用。

  从总体上看建筑业信息化的发展

  众所周知,建筑业信息化在设计领域和施工领域均已得到发展。从总体上看,无论是哪一领域,迄今为止,信息化都起到了提供生产和管理工具的作用,但在两个领域中侧重有所不同。在设计领域,以计算机辅助设计为代表,信息化提供的工具更侧重于生产方面,同时,一些设计单位已经采用信息系统对设计过程进行管理,信息化也为设计领域提供了管理工具,但应该说这方面与前一方面比较要弱得多。与此形成对照的是,信息化为施工领域提供的工具更侧重于管理方面,例如,不少施工企业已经在应用各种信息系统,而只有少数企业开始应用如虚拟施工等直接面向生产的信息技术。从总体上的分析为回顾信息化发展的历史奠定基础。

  我国建筑业信息化的起源

  上世纪60年代末,我国开始建造一些复杂化和大型化的建筑工程,这些工程在结构设计方面需要复杂的力学分析,而传统的解析方法难以用于解决这样的复杂问题。当时,在一些行业,例如制造业,计算机已经得到应用。在这样的背景下,在设计领域中,一些设计者开始尝试用计算机来进行建筑结构分析。

  施工领域信息化起源于上世纪90年代初。在上世纪80年代末期,微机已经得到应用,这就为将计算机应用于施工企业管理创造了必要条件。在施工企业管理中,财务管理和概预算是至关重要的工作。当时,建筑施工企业迅速发展,财务部门需要处理的工作大幅度增加,涉及的方面也非常繁多。因此,一些施工企业率先应用计算机进行财务管理和概预算。

  建筑业信息化的兴起与发展历程

  按照信息技术的应用特征,我国设计领域信息化可以分为3个阶段。第一阶段为上世纪60年代至80年代中期,其特征为计算机在结构分析中开始得到应用并逐步得到普及;第二阶段为上世纪80年代中期至本世纪初期,其特征为计算机在设计和绘图中开始得到应用并逐步得到普及;第三阶段为本世纪初期至今,其特征为信息技术在协同设计和设计管理中开始得到应用,并逐步走向普及。应该看到,设计领域信息化的各个发展阶段彼此不是相互割裂的,而是共同形成一个逐步递进、不断发展的过程。目前在一些信息化工作领先的设计企业,例如上海建筑设计集团有限公司,在结构分析、设计和制图、设计管理以及系统设计各方面,信息技术应用已经达到很高水平,计算机已经成为必不可少的有力工具。

  对于设计领域信息化,特别值得强调的是,通过上述3个阶段,我国建筑工程设计应用软件得到迅速发展。经过了20多年的努力,国产应用软件在满足市场需求的同时,技术水平也不断提高。例如,中国建筑科学研究院的PKPM系列软件,覆盖了建筑工程设计的各个专业,不仅占有绝对优势的市场份额,也具有自主知识产权,并形成了自己的品牌和特色,建立了不可替代的地位。国产专业软件的开发应用不仅较好地满足了我国的建筑工程设计需要,也降低了设计单位使用软件的成本。

  对施工领域信息化进行阶段划分时,可以从管理方面和生产方面分别考察。在管理方面,可以借用美国学者诺兰的6阶段模型。根据该模型,企业实施信息化时一般经历6个阶段,即:初始阶段、传播阶段、控制阶段、集成阶段、数据管理阶段和成熟阶段。在初始阶段,企业的一个部门或者一个项目中开始应用计算机;在传播阶段,企业的其他部门看到了应用计算机的益处,也开始效仿;在控制阶段,因为企业发现部门之间的各自为政,开始对信息化进行协调、控制,以求得更好的应用效果;在集成阶段,企业看到仅仅是控制还不够,需要寻找一种更好的发展方法,这就是发展集成化系统发展;在数据管理阶段,随着企业中的各类重要数据增多,企业认识到,数据才是企业管理的重要资源,需要用信息化的手段对数据进行合理管理,促进其在决策过程中发挥作用;在成熟阶段,企业把信息化作为一种商业上的战略手段来加以应用。应该说,在管理方面,我国施工领域信息化的发展还处在较低级的阶段。尽管施工领域信息化于上世纪90年代已经开始,也尽管目前极个别企业已经达到了数据管理阶段,但绝大多数企业还处于控制阶段和集成阶段,相当数量的施工企业甚至还停留在初始阶段。由于没有一个阶段已经完成,可以说,我国施工领域信息化的发展阶段还不分明。同时,值得注意的是,有些企业在上世纪90年代刚刚开始信息化的初始阶段,在进入本世纪的头几年就进入了集成阶段,甚至数据管理阶段,并且取得了成功,例如福建省工业设备安装有限公司。所以,在施工领域信息化上,每个施工企业不一定都需要依次经历每个阶段,而可以实现跨越式发展。

  在生产方面,我国施工领域信息化也是从上世纪90代开始,例如在上海东方明珠电视塔施工过程中使用了计算机控制模板自动提升技术。近年来在大型基坑的施工中,采用了自动监测和反分析技术,有人也称其为信息化施工技术。在个别大型项目施工中,还采用了虚拟建造技术。但是,总的来看,生产方面的施工领域信息化发展还很局部化,且仅仅应用在大型工程中。

  对于建筑业信息化的发展,国家政策起到了关键的推动作用。在上世纪90年代,国家主管部门针对勘察设计行业甲级设计院将引进工作站系统作为资质评定的必要条件,同时提出了2000年“甩掉图板”的目标。这一标准要求提出后,广大设计单位纷纷响应,当时工作站的费用很高,应用软件也很不完善,但工作站在设计单位还是发挥了它应有的作用,可以说,最大的作用是,促进了设计单位信息化水平的提高,从而成功结束了手工绘图的时代。客观地看,没有当时的政策,很难有2000年“甩掉图板”目标的如期实现。

  2001年原建设部提出了“建设领域信息化工作基本要点”,据此组织了“十五”国家科技攻关项目“城市规划、建设、管理和服务的数字化工程”,其中包含了70多个示范项目。在施工领域,很多企业受到这个项目的推动,开始了信息化工作。2007年底,原建设部在《特级施工企业资质标准》中提出了信息化标准,并作为必备条件,对于施工企业信息化的推动作用更加明显。虽然由于金融危机的原因推迟两年执行,但不限于特级企业,现在很多施工企业开始重视企业信息化,增加了投入,正在开发或准备导入信息系统。
对进一步推进建筑业信息化发展的启示

  在信息技术已经日臻成熟的今天,建筑业企业仍然需要不断推动信息化工作,才能在企业竞争中获得优势,获得跨越式发展。通过以上对建筑业信息化的发展历程的分析,可以看出,在建筑业中,信息化作为一种工具在管理和生产中均发挥了重要作用;对于设计企业来说,偏重于作为生产工具得到应用,对于施工企业来说,偏重于作为管理工具得到应用。作为建筑业信息化的发展方向,一方面需要进一步提高目前已得到应用的方面的水平,另一方面可以探索并提高在其他方面的应用水平。例如,对于设计领域来说,一方面应继续提高信息化在生产方面的应用水平,另一方面,可以提高信息化在管理方面的应用水平。

  对于我国建筑业信息化发展,时至今日,政策上的推动仍然是必要的。这是因为,首先,我国市场经济还不成熟,尤其在信息化方面需要政策引导,才能实现技术进步;其次,与国外相比,我国建筑业企业信息化的基础还很薄弱,自主发展信息化能力还很弱;另外,我国建筑业企业的利润很薄,在信息化的投入建设方面,企业内部很难形成共识,需要外力推动。所以,建筑业信息化的发展有必要在政策上加以推动。

  建筑业信息化需要一个较长期的发展和极大努力的付出才能得到普及。信息化的每一个发展从应用到普及需要10-20年的时间,其中需要政府及整个行业锲而不舍的努力。今后,建筑业信息化的又好又快的发展仍然有赖于政府的政策推动,包括国家组织重大科技攻关课题开展相关研究工作,还需要研究机构和软件开发单位研制并适合我国广大建筑业企业需求的软件产品。
 

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