【摘要】在席卷全球的数字化浪潮下，水利行业各设计企业、机构纷纷拥抱数字化转型，如何结合自身的专业优势，利用新一代信息技术对传统业务进行赋能增效，提升核心竞争力，打造具有自身特色的数字化产品与服务，是当前各企业数字化转型过程中需不断思考和尝试解决的问题。基于数字化产品与服务能力建设的实践，结合自身业务及需求，提出建设思路并付诸实施，以期提升数字化能力，助力企业高质量、可持续发展，亦为同行单位的数字化转型提供参考。

【关键词】水利工程；设计企业；数字化转型；产品与服务；能力建设

中图分类号：TV***      文献标识码：A

1、现状与形势

随着信息技术、数字技术的迅猛发展，新技术与传统业务的融合正深刻地改变着工程行业的建设、管理和服务方式，给整个行业带来了颠覆与机遇。“数字中国”、“智慧社会”、“数字经济”、“数字化转型”等名词近年来频繁地出现在国家层面的文件中，“数据驱动”、“融合创新”、“合作共赢”、“数字赋能”这些关键词不断被提及。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出要迎接数字时代、激活数据要素潜能，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式的变革，其中“打造数字经济新优势”方面提出要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，壮大经济发展新引擎。在新的时代背景下，数字化转型是行业发展的必然选择，数字化产品与服务作为转型升级的新引擎，是未来市场竞争焦点之一，具有巨大的潜在市场需求。

当前水利行业大力推进智慧水利建设工作，国家及地方对水利信息化工作的支持以及行业信息化所带来的巨大收益都充分说明智慧水利产业逐步进入全面发展的局面，市场进入需求旺盛的阶段。建筑信息模型（BIM）、云计算、大数据、物联网、移动通信、人工智能等新一代数字信息技术作为智慧水利产业的支撑基础，与水利业务的集成和创新应用具有广阔的发展空间。

基于BIM、GIS以及融合新一代信息技术针对传统水利业务开展工程信息化、智慧化水利应用的转型升级，是当前水利水电行业设计院发展的主流趋势，已逐渐成为行业发展方向的普遍共识。近年来同行设计院在智慧水利建设方面不断加大投入，开展相关技术的探索研究与应用工作，推动数字水利向智慧水利转变；工程数字化的应用价值日益得到广泛认可，围绕工程数字化应用的产业生态圈正逐步建立。

工程数字化业务市场竞争日益激烈，当前市场中面临的竞争对手既有传统的同行业设计单位，也有工程相关行业跨界进入的信息化企业，更有外部的互联网公司、运营商和信息企业等进入；同时新一代信息技术的更新迭代速度更是远超传统技术，对设计企业的工程数字化产品质量和服务能力提出了更高的要求。

2 发展中存在的差距

2.1 数字化能力的衡量

从目标导向出发，衡量数字化转型的成果，往往从客户、产品与服务、运营、人力这四个领域来看，其所表现出来的能力高低、代表了数字化转型的成熟程度。

图1 数字化转型能力的衡量

对于设计企业而言，数字化转型发展目标是坚持深化供给侧结构性改革的有力抓手，以创新驱动、高质量供给引领和创造新需求，提升供给体系的韧性和对客户需求的适配性，从而赢得市场、取得效益。客户与运营两方面的数字化转型，对于确保企业利润来源、获得更大收益，其重要性不言而喻；产品与服务的数字化能力建设与数字化人才团队建设是企业数字化转型的立身之本，更是核心竞争力所在。本文限于篇幅，仅对数字化转型中产品与服务能力建设方面做初步探讨，人才团队的建设则融入能力建设之中。

2.2 数字化产品与服务能力差距探讨

2.2.1 业务数字化亟需补强

当前水利行业认可度较高的业务数字化应用目标是《水利水电工程信息模型设计应用标准》（T/CWHIDA005-2019）中各设计阶段BIM模型应用框架设定的9项目标。结合当前数字化技术应用现状和能力水平，为进一步明确各项目数字化应用目标，利于分层次、有针对性地推进生产项目中数字化应用工作，将业务数字化的应用目标进行分类：将基于几何模型的6项应用（模型创建、场地分析、方案比选、可视化应用、碰撞检测、模型出图）列为一般应用；将基于信息模型的3项应用（仿真分析、工程算量、施工组织设计），信息模型在AR、MR等增强现实、混合现实应用及VR全景展示等应用列为高级应用；将基于BIM、GIS、物联网、大数据等新技术的智能应用：如数字孪生工程、数字孪生流域以及基于数字孪生场景开展的水资源、水生态、水环境、水安全模拟与调度等智能应用列为前沿应用。根据工程数字化应用多年实践来看，分析当前数字化产品与服务方面主要存在的问题如下。

（1）一般应用不充分

模型创建在生产中的认可度较高，但在进一步将设计模型与具体工作相结合应用方面，对于三维设计软件熟练度的要求，三维设计“易学难精”的特征日益显现出来，加之当前各项目工作周期紧，各专业人力资源紧张，设计人员往往习惯性地选择采用熟悉的、传统的方式、以最快的速度完成设计工作，制定的应用目标未能很好的落地。一方面需要提升三维设计软件掌握熟练度，同时也需根据生产需要开展设计工具的定制与二次开发工作，提升专业工作效率，行业内许多设计单位和软件厂商开展了系列辅助设计工具的研发，但距离全面满足各专业的生产效率提升还有一定差距。另一方面，应用目标的制订应根据当前应用的技术水平进行合理的计划，同时根据项目进展和实际需求进行动态的调整，否则胡子眉毛一把抓，既未能充分体现三维设计的优势，其应用质量也得不到保证。应突出提升效率明显、应用效果好的应用目标，以点带面，提升新技术的应用比例。

（2）高级应用不足

基于信息模型的高级应用是数字技术核心价值的体现，目前虽在诸多项目中可看到如施工仿真、施工工艺、VR全景展示等高级应用，但总的来看，在应用的深度、广度方面仍与行业先进水平存在差距，基于信息模型和新技术的应用，尤其是基于工程专业知识的应用尚存较大不足。

（3）前沿应用缺乏

基于数据信息智慧化的前沿应用是未来数字化发展的方向，也是企业抢占技术高地、抓住市场机遇的重要抓手。当前工程数据资源的整合与利用还很不充分；融合BIM、GIS、物联网、大数据等新技术，在传统水利业务方面的智能应用还比较缺乏，有很大的提升空间。一方面需要快速突破技术瓶颈，另一方面需要结合业务需求完善数据资源整合、丰富数字化业务场景构建。

2.2.2 数字化产品亟待充实

扩大数字技术在业务中的应用与扩充数字化产品清单是企业工程数字化业务深化供给侧结构性改革的重要抓手。当前工程数字化业务市场竞争日益激烈,现状数字化服务水平仍较低，尚未有成熟的水利信息化、智慧水利相关应用产品，与智慧水利提出的“数字化场景、智慧化模拟、精准化决策”目标仍存在较大差距；数字化产品有限，一定程度上也限制了企业数字化业务市场的开拓，因此急需在数字孪生工程、数字孪生流域业务方向打造具有自主知识产权的、具有专业应用特色的数字化应用产品。

2.2.3 数字化能力亟待提升

整体数字化应用能力水平仍处于起步阶段，创新应用能力、核心竞争力亟待提升。

1）感知方面。天空地一体化测绘技术,物联网设备的应用在自动化、智能化应用水平与行业先进水平还存一定差距，在数据汇聚与服务平台的构建方面还存在明显短板。

2）数字化技术应用方面。基于BIM技术的应用方向仍主要集中在工程设计方面，与施工建管与运维阶段方面的应用需求还有差距，存在明显短板，应用能力和水平还有较大提升空间；传统的防洪排涝与水文分析计算、流域水资源调度方面积累了丰富的经验，但在新技术的应用如大数据、人工智能、算法方面存在明显不足；水利业务解决方案的提供方面尚存短板，在涉及数据分析、辅助决策等方面尚有欠缺。

3）智慧应用方面。大力推进基于BIM+GIS的应用，基本解决数字化场景模拟的问题，但在智慧化模拟、精准化决策方面仍存在能力短板，与“四预”的要求存在较大差距。

2.2.4 应用动力有待增强

1）三维设计应用动力有待提升。二维设计直接获得最终成果，三维设计则通过整体模型抽取成图，需时时保证模型的准确性，基于三维信息模型的应用可极大地拓展专业应用的深度和宽度，对于设计质量的提升效果毋容置疑，但建模阶段的工作量大大增加，现阶段对于效率的提升有限；另外从最终成果交付要求来看，虽工程项目要求提交三维成果的需求日渐增多，但现阶段以二维图纸交付成果仍是业界主流。总的来看，在今后一段时间内将是二、三维设计并行,在一定程度上会限制了三维设计动力的充分发挥。

2）管理体制机制仍需完善。三维设计的核心价值体现在信息模型在工程参建各方的共享流转、各方以统一的标准在同一个信息模型的基础开展各阶段工作。从设计单位的应用角度，工程数字化除对于提高自身效率、提升产品质量外，并不能产生更多的附加值，但对于全产业链来说，则显得意义重大，没有设计单位在前端建立完整的工程信息模型，后续的工程施工模型、运维模型就无从谈起，更遑论工程全生命周期的应用。再者当前公司诸多项目中的数字化应用内生动力不强，如项目有明确三维成果交付要求，多会选择主动应用；而其他中小型项目在没有应用压力的情况很自然地选择按传统成果交付，则需从管理体制机制方面进行约束。

3）主动应用新技术，乐于开展创新性应用的氛围尚未形成。目前更多还是以“要我用”为主，还未能转变为“我要用”，需进一步提升设计人员对新技术发展趋势和数字化转型的认识，同时进一步改善工具适用性和优化流程。

3 产品与服务能力建设

3.1 总体思路

坚持深化数字化转型思路，以推进业务数字化、推动数字化业务为主线，提升企业工程数字化能力，以加强新一代信息技术与传统业务融合创新应用为动力，大力推进BIM、GIS、物联网等新技术在水利业务中的应用；结合企业的专业优势，打造数字化、智慧化应用品牌，推动数字化业务发展；强化科技创新，培育数字化技术团队，提升数字化能力，打造新的核心竞争力。

图2 数字化产品与服务能力建设框图

3.2 主要建设任务

1）分层次推进生产项目新技术应用工作

重点推进BIM、GIS、物联网、大数据等新技术在传统水利业务中的应用。对具备BIM应用条件的公司生产经营项目实现应用全覆盖，结合工作阶段、项目类型、项目需求及其特点确定各项目BIM技术应用目标任务、生产经费比例、人员配置，列入各阶段设计工作大纲，明确各应用目标责任人和完成时间，随项目生产计划下达。

基于几何模型的模型创建、场地分析、方案比选、可视化应用、碰撞检测、模型出图等一般应用普及，开展基于信息模型的仿真分析、工程算量、施工组织设计等高级应用；实现覆盖工程全过程、包含全要素的数字孪生场景构建与交付；基于数字化场景，开展水资源、水生态、水环境、水安全模拟与调度等智能应用。结合项目推广应用加强新技术推广培训工作。

通过数字化技术实现对传统工程全生命周期业务的流程再现与优化再造，改善、提升自身的设计质量、效率问题，解决企业设计交付的能力问题和水平问题，为现有设计产品进行赋能增效。

2）加快推动数字化业务发展

以业务需求为牵引，加强信息感知、存储、分析、应用等方面的业务建设，围绕应用需求打造辅助设计工具系统及智能工程、智慧水利平台等数字化产品，在数字孪生工程、数字孪生流域业务方向打造具有自主知识产权的数字化应用品牌。聚焦涉水行业，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，从信息感知、数据、核心支撑及应用层面打造数字化产品，紧抓工程数字化转型、智慧水利建设机遇，积极参与、开拓工程数字化业务市场。

3）着力提升数字化能力

内向能力建设方面，依托公司专业技术优势，基于工程数据和丰富的应用场景，提升数字技术与传统业务融合创新、应用能力，实现数字化技术的可持续、高质量发展。重点关注数字化协同生产、智慧水利基础建设、智慧水利大脑、人才培养等方面，跟踪新技术发展，结合发展需求适时引进新产品、新方法或联合外部技术力量，快速提高应用能力。结合能力建设需求开展数字化相关课题的科研工作，通过课题研究和项目应用，不断培育和壮大一支工程技术与数字化应用技术的复合型人才队伍，为全面提升应用能力和可持续发展奠定基础。外向能力建设方面，紧抓市场机遇，围绕水利工程、智慧水利应用需求，积极提升数字化应用能力和业务市场开拓能力，培养复合型的市场人员。

4 结语

以“增品种、提品质、创品牌”为目标，加强新技术应用，推进业务数字化；以“数字化场景、智慧化模拟、精准化决策”为导向，推动业务发展，围绕需求打造具自主知识产权的数字化应用品牌，开拓新业务市场；聚焦工程业务发展方向，开展关键技术研究，提升核心竞争力，培养壮大数字化人才队伍。以期在“十四五”期间，人才队伍得到显著增强，数字化产品和服务能力明显提升，为后续可持续、高质量发展奠定坚实基础。

参考文献

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[5]陈雪频.一本书读懂数字化转型[M].北京:机械工业出版社,2020.

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作者简介

傅志浩，男，博士，高级工程师，中水珠江规划勘测设计有限公司，13430282857，E-mail：5753079@qq.com。

主要从事水利水电工程、BIM技术应用方面的设计及研究工作。担任多个大中型水利水电工程项目负责人，获多项工程勘测设计奖项；负责单位BIM技术推广与应用工作。