数据孤岛、协同低效？AI+ 虚拟孪生如何破解建筑行业数字化难题

“数据复用率提高 95% 以上，设计差错率降低 90%”—— 随州中医院创新中心项目的实际成效，成为建筑行业数字化转型的典型案例。

长久以来，传统建筑设计与管理模式在应对基础设施项目时，始终面临协同沟通低效、数据孤岛与碎片化严重、技术整合难度高、构件产品化率低、生产流程割裂等棘手挑战。而随州中医院创新中心项目通过虚拟孪生与 AI 技术的深度融合，打通了从勘察、设计、施工到运维的全流程，成功破解了行业长期存在的核心难题。

这一成果的背后，是达索系统与中南建院的战略协同。去年双方合资成立中达数字，并提出 “像造汽车一样建房子” 的理念，随州中医院创新中心项目正是这一理念落地的生动注脚。

在日前举办的 2025 年达索系统大中华区基础设施行业峰会上，中达数字正式发布了 ZDPLM 1.0 版本产品。该产品以达索系统 3DEXPERIENCE 平台为底层框架，深度融合达索系统先进制造技术与中南建院工程实践经验，集成了 CATIA 三维建模、SIMULIA 仿真分析、DELMIA 施工模拟等核心模块，聚焦解决复杂项目的全生命周期管理需求。

作为 ZDPLM 的试点项目，随州中医院创新中心的全流程智能化升级已取得显著成效。此次产品正式发布，也成为中达数字将成功实践复制推广至更多企业和机构的重要里程碑。

虚拟孪生搭基础，AI 提供辅助

ZDPLM 1.0 产品的核心技术支撑，来自虚拟孪生与 AI 的协同配合，形成了 “基础底座 + 辅助引擎” 的架构。达索系统 2025 年发布的第七代解决方案 3D UNIV+RSES，为这种融合提供了关键框架。该战略整合了多个虚拟孪生体，包括待建建筑、虚拟资产、AI 虚拟助手、工程师人体虚拟模型及施工设备机器人等，所有孪生体集中在统一的虚拟环境中，方便使用者统筹规划，在能耗、材料成本与安全保障之间寻求平衡。

从整个架构来看，虚拟孪生的主要作用是打破数据壁垒。它不只是建筑的三维模型，还能沉淀建筑全生命周期的数据，从勘察阶段的地质数据、设计阶段的构件参数，到施工进度信息、运维设备运行数据，这些数据都能实现可视化、可追溯、可复用。

达索系统全球执行副总裁，亚太区总裁 Samson KHAOU（许善淞）提到：“这些分散的结构化项目数据，必须依托统一的 3D 体验平台，才能发挥最大价值。” 虚拟孪生让原本零散的信息变得可以被有效利用。

在此基础上，AI 主要负责激活这些数据的价值。Samson 告诉 InfoQ 记者：“将建筑施工项目数据与结构化业务流程结合，就能用 AI 构建模型。”其中，AI 的作用主要体现在三个方面：一是复用过往项目的知识经验，把这些经验转化为算法，比如医院病房的结构参数可直接用到新项目中；二是辅助决策，设计阶段能推荐能耗更优的建筑形态，施工阶段可预警潜在风险，运维阶段能预判设备维护需求；三是提升效率，AI 虚拟助手可收集相关技术知识，减少工程师的重复劳动，让他们能专注于创新相关的工作。

从设计、施工、建造到运维，全流程改善行业现状

ZDPLM 1.0 的这一技术特点，已在多个实际场景中得到检验，从设计到运维的各个环节都对传统模式进行了优化。

设计阶段，“生成式设计” 可以提升工作效率。借助 AI 技术，过往项目的知识与经验可以在不同项目间复用重组，虚拟助手还能简化与数字孪生的交互流程。达索系统建筑、工程与施工行业副总裁 Rémi DORNIER （邓为民） 举例，布依格建筑（Bouygues Construction）在项目早期构建的虚拟构件产品，已应用于 10 多个项目。输入场地范围、建筑功能、可用面积等基础信息后，40 分钟内就能生成 10 余种不同的停车场布局方案，大大缩短了设计周期。

施工阶段，“智能协同” 缓解了行业长期存在的协作效率问题。传统模式中，多个参与方沟通渠道分散、缺乏有效协同机制的情况，而 AI 虚拟助手会整合施工全流程数据，实现进度风险预警与资源智能调配；虚拟孪生则能模拟施工全过程，对关键环节进行优化。西松建设（Nishimatsu）利用该技术优化物流中心的施工规划。通过精准定位起重机位置，项目工期缩短了 2 个月，预算节省了 2%——在总承包商利润空间有限的行业背景下，这样的改善具有实际意义。

建造阶段，“无图建造” 正在推动行业向工业化转型。ZDPLM 平台融入了来自高端制造业的 MBD 技术，用模型定义替代传统的二维图纸，可以实现 “一模到底，无图建造”。在虚拟孪生模型中，每个构件的参数、安装要求都有明确说明，AI 还能根据需求生成施工指导书，减少了现场制作带来的效率低、精度差等问题。中达数字董事长张慎介绍，随州中医院创新中心项目正是通过这种模式，解决了构件产品化率低的行业痛点，减少了现场制作的工作量。

运维阶段，“智慧监测” 让建筑管理从被动变主动。虚拟孪生可同步建筑的实际状态，AI 实时分析设备运行数据，提前预判维护需求，改变了以往 “出问题再维修” 的模式。中南建筑设计院有限公司副总裁胡曙海提到，中南建院正在加大智能建筑尤其是智能住宅的研究力度，计划借助 ZDPLM 平台的全生命周期数据管理能力，探索数据的可交易性，挖掘数据的经济价值。

成立 AI 联盟，加速技术应用规模化

单个项目的成功难以带动整个行业的进步，要让相关技术得到广泛应用，需要多方协同配合。在 2025 年达索系统大中华区基础设施行业峰会上，“达索系统中国基础设施行业人工智能（AI）联盟” 正式成立，这一举措为技术的规模化落地提供了支持。

该联盟以 ZDPLM 产品为统一平台基础，汇聚联盟成员的技术力量，共同建立行业通用的算法数据库，推进基础设施行业典型场景的标准化建设。张慎介绍，联盟的建设主要围绕三个方面：一是与用户共同完善生态，让用户深度参与产品迭代；二是打造业务伙伴生态，联合集成商、赋能商开发可复制、可推广的解决方案；三是搭建技术伙伴生态，联合国产软硬件做好兼容适配，保障技术应用的安全性。

联盟的后续计划具体明确：开展试点共建、技术沙龙活动，发布技术白皮书，加快 AI 应用的规模化、产业化落地。针对不同参与方，联盟将提供不同的支持，比如：为设计单位提供 AI 生成设计与知识库服务，帮助其快速应用 AI 技术；结合行业知识推出 AI + 项目管理、施工风险预警等服务；与联盟内企业合作定义新型工业化部件，持续优化 ZDPLM 平台的场景适配能力。

此外，针对生态建设中备受关注的数据安全问题。Samson 强调：“所有用户案例的数据要留在中国，在中国产生并在中国留存，符合中国信创产业的规范要求。” 而 ZDPLM 产品已满足中国信创产业相关要求，为联盟的长期发展提供了安全保障。

从本土实践到向外输出

今年，恰逢达索系统进入中国已满 20 周年，中达数字成立一周年，各方对未来的发展都有清晰的规划。达索系统将继续加大在中国市场的投入，坚持 “在中国为中国” 的理念，Samson 表示：“希望五年内中达数字团队能扩大至 500 人，把 AI 作为核心辅助力量，将达索系统各行业的解决方案融入产品研发，从‘在中国为中国’逐步发展到‘从中国走向世界’。”

中南建院将重点关注智能建筑与行业升级，胡曙海指出，中国的基础设施在传统的基础设施方向已经独步全球，下一步将重点补齐短板、提升现有设施效率，同时加大智能住宅的研究力度，满足现有住宅智能化改造的市场需求。此外，还将继续深化与达索系统的合作，把工程实践经验与先进制造技术相结合，助力中国建筑业走向国际市场。

中达数字则将持续优化产品能力，张慎透露，目前正与国内大型工程公司合作，推进新型工业化、模块化建造相关工作。未来将以 ZDPLM 平台为核心，提升多源异构数据融合、轻量化大型模型落地的能力，通过标准化接口与开放服务，实现与外部 BIM、IoT、AI 算法的深度整合，为客户提供实用的解决方案。同时，还将积极参与行业可信空间建设，推动数据安全流通与价值转化。

从随州中医院创新中心的试点应用，到 ZDPLM 1.0 的正式发布，再到 AI 联盟的成立，虚拟孪生与 AI 的融合正逐步推动建筑行业从 “数字化” 向 “智能化” 转型。在国家 “新质生产力”“人工智能+” 战略的引导下，随着达索系统、中南建院、中达数字等企业的协同发力，“像造汽车一样建房子” 的理念正逐步成为现实，中国智能建造的实践经验也有望为全球行业发展提供参考。