李云貴:他是中國建筑集團有限公司首席專家!
李云貴,原任中國建筑科學研究院常務副總工程師,現任中國建筑集團有限公司首席專家。1981年—1985年,本科就讀于我校水利水電工程專業,1985年—1987年,碩士就讀于我校結構工程專業,1987年—1990年,博士就讀于我校結構工程(提前攻博)專業,1990年—1992年,博士后在我校應用數學研究所工作,是我國建筑結構CAD領域主要開拓者之一,也是最早將BIM技 術引進到我國,并開展商品化軟件開發、重大課題研究、國家標準編制以及在大型企業推廣應用的組織實施者。近年來,一直從事BIM、物聯網、大數據、云計算等信息技術在建筑工程中應用研究及軟件開發工作,獲得發明專利12項,軟件著作權16項,發表學術著作12部、論文150余篇,獲國家科技進步二等獎4項,省部級科技進步一等獎7項,1997年入選國 家百千萬人才工程(百千層級),享受國務院政府特殊津貼。
“這里有目前世界上最大的結構實驗室!”帶上安全帽、穿上實驗服,一踏進中國建筑集團有限公司(以下簡稱中建集團)技術中心工程結構實驗室,李云貴便抬手指向了左側的“大家伙”—中建集團自主研發,全球試驗加載能力最強、功能最全、控制技術最先進的萬噸級多功能實驗系統。它可滿足巨型結構構件、大尺寸隔震支座、復雜結構節點的抗震試驗。“建筑抗震性如何,一試可見分曉。”去年六月底,由李云貴作為技術負責人,主持建設的實驗室全面開放,向國內外提供大型結構實驗測試、新型結構體系與結構新技術研發和工程結構數值仿真服務。從設計到建成,“十年磨一劍”,這里傾注了李云貴從知命到耳順之年對中國建筑事業的執著與熱愛。
“失利者”的逆襲
“剛來中建集團的時候,這里還是一片空地。”李云貴邊走邊介紹,他對實驗室里所有的“寶貝”如數家珍,“這是目前全球最大的結構試驗機,最大加載能力達10800噸;全球最高的反力墻系統,高達25.5米;全球最大的反力地板系統,面積達4000平方米。”
在這些“全球之最”的設備系統里,大到一根20多米高150多噸重的柱子,小到肉眼難見的螺絲釘,都是李云貴主持設計的。2017年,實驗室里的大型反力墻與反力地板試驗區加載設備投入使用,截至目前,已完成了十多個大型項目的實驗測試工作。
“不管是結構還是材料,我們必須保證建筑的質量和安全。”實驗室里一面“頂不住”持續加壓的剪力墻試件已局部斷裂,技術人員正在對比分析墻體的破壞過程、破壞形態和極限承載力,李云貴摸著它殘破的傷口說:“測試墻體極限承載力的實驗,我以前在大工的實驗室做過。”那是近40年前,他與大工的故事。
李云貴從小成績優異,尤其對數學情有獨鐘,高中沒畢業就看過陳景潤院士的《數論》,一直是同學們眼中的“學霸”。高考前因身體原因,他離校治療休整,暫別課堂一個多月,以遼寧省最低成績進入大工。
經過四年有規律的課堂、食堂、自習室、圖書館“四點一線”的學習生活,以全年級最優成績本科畢業,獲得免試攻讀研究生資格,并靠著本科畢業論文中關于工程結構可靠性理論的創新性研究,引起了趙國藩院士的關注。趙國藩院士讀完他的論文,一下子看上了這個搞研究的“好苗子”,并欽點李云貴免試攻讀他的研究生。
讀研究生以后,李云貴的活動軌跡變為“五點一線”一一加上了他最愛的實驗室。“大工的結構實驗室條件很好,這一生在專業上的每一點精進,都能在那里找到初心。”從碩士到博士,在趙國藩院士的指導下,李云貴的人生觀、價值觀都發生了巨大改變。
“我讀書期間比較顯老,胡子一把,很多不認識我的人都以為我是輔導員呢。”在李云貴的記憶里,跟隨趙國藩院士做研究那段時間異常忙碌,根本沒時間“耍帥”。“趙國藩老師治學嚴謹,會認真審閱每個學生的論文,不厭其煩地改進,幾乎每次出差,他都把學生的論文帶上。
趙老師不僅善于把握學科發展新動向,還異常勤奮,60多歲還在自己寫論文、推公式。”每次從趙國藩院士的辦公室經過,看到年逾花甲仍在筆耕不輟的他,李云貴內心就會涌上一股熱流。“老師尚如此,我輩又怎敢不努力?”
“成為像趙國藩老師那樣的人!”這是李云貴的人生發展目標。后來,在趙國藩院士的帶領下,他完成了《工程結構可靠度理論及工程應用》等國家自然科學基金項目,建立了廣義隨機空間內的一次和二次可靠度分析方法和模糊隨機可靠度分析統一數學模型,研究成果總體上達到了國際先進水平,部分首創概念和方法達到了國際領先水平,獲國家科技進步二等獎。博士畢業后,他在本校應用數學研究所開始博士后研究工作,因成績突出,不滿三十歲就被破格評為副教授。
大工博士的“兩把刷子”
上世紀80年代,工程設計還是“圖板時代”,大部分設計室里是鋪天蓋地的大圖板,設計人員趴在圖板上寫寫畫畫。1991年,國家號召“甩掉繪圖板”,重視CAD技術的應用推廣。為響應國家號召,助力全國建筑行業向信息化時代邁進,中國建研院迅速全力推動CAD軟件開發應用工作。
1992年,從大工鍛造了一身本領的李云貴來到了中國建筑科學研究院,因規范編制部門當時沒有新增業務,而軟件開發部門卻求賢若渴。陰差陽錯,李云貴被安排到了軟件開發部門工作。剛參加工作,接到的第一個任務就是一塊硬骨頭,是兩個團隊都沒有攻克的“三維圖形快速消隱軟件”開發任務。“這么年輕的副教授,還不得有兩把刷子。”同事們的期待,激起了李云貴不服輸的倔勁。“要么不干,干就要干成、干好!”,這個軟件基礎薄弱、尚不了解圖形學的“新碼農”,幾乎跑遍了當時北京城大大小小書店,買了一堆關于軟件開發的書,從圖形學、軟件開發語言到計算機控制系統。
“確定目標、方案,全力以赴完成任務!”李云貴帶領技術團隊過上了“997”的生活。經三個月的“閉關修煉”出色完成了開發任務,首戰告捷,經歷20多年應用,該軟件還保持其技術先進性。接著就開始了第二次考驗,接到的第二項任務是開發建筑專業CAD軟件,負責立面和剖面施工圖自動生成,以及渲染和動畫軟件開發,不到10個月,李云貴又帶領團隊出色地完成了開發任務,該軟件當年實現銷售額1000多萬元,相對目前的物價換算關系,無異于天文數字。
“這位大工博士確實厲害!”,又一項艱巨的軟件開發任務接踵而至。當年,深圳大開發,超高、大跨、樓板開大洞、剪力墻洞口不對齊,以及轉換層等復雜結構的高精度有限元分析與設計計算成了“攔路虎”。李云貴帶領團隊又開始了新一輪的“997”生活。為全力推進CAD軟件本土化,集中力量開發我國獨立自主的CAD軟件系統。當年,建研院撥付4萬余元,給李云貴買了一臺“486”,這是當時全單位最高端的配置,只為“武裝到牙齒!全力支持李云貴團隊做軟件開發工作。”
前期,他帶領團隊前往當時國內頂尖的軟件開發企業、高校取經,掌握了國內最前沿軟件開發技術,后期他和團隊人員進行需求分析、系統架構設計,親自編寫核心代碼并進行功能測試,在這項系統工程里發揚了中國建筑人的韌勁和智慧,在基礎理論研究和工程設計之間架設一座橋梁,突破了內核技術,研發出完全自主、安全可控的SATWE軟件。
從1996年起,SATWE軟件一直是我國建筑結構設計人員必備的輔助工具,全國90%以上的設計單位都在應用該軟件,包括北京奧運、上海世博等重大工程,以及深圳平安大廈、上海中心、廣州東塔等超高層建筑,都是采用該軟件設計的。
軟件開發出來之后,20年來歷經了多個版本的不斷發展,不僅是我國建筑行業應用的主導軟件,還得到了國際同行的認同,陸續開發了英國、美國、越南、新加坡規范版本,尤其是在新加坡影響廣泛,近20年來幾乎所有的新建房屋建筑都是采用該軟件設計的。由于該軟件整體達到國際領先水平,李云貴和開發團隊也于1999年獲得了國家科技進步二等獎。
李云貴的勤奮和努力,單位領導同事們看在眼里,多次領導職務的提拔機會大家一致認為他實至名歸。但每當領導找到李云貴,詢問他個人意向時,他都是那句話婉拒:“我只想專心做技術,離不開技術崗位。”
1997年,李云貴入選國家人事部、國家教委、國家計委、國家財政部、中國科協、國家自然科學基金等七部委確定的國家級“百千萬人才工程”。2007年,他受邀參加中組部組織的第二批青年專家國情考察團(每個部委一位代表),在中南海懷仁堂受到時任國家主席胡錦濤的接見。當天,他抑制不住激動之情,緊握過胡錦濤的手之后內心久久不能平靜。“科學研究要服務國家重大需求和工程應用!”那一刻,李云貴自豪的同時,也感受到了中國建筑人肩膀上沉甸甸的責任。
BIM應用的中國標準
建筑行業是傳統行業,粗放型的發展模式長期處于主導地位。在“數字中國”的大環境下,建筑行業必然要變革。李云貴說,BIM是實現“數字建造”的重要基礎技術,其普及應用對推進建筑業轉型升級意義重大,正如CAD取代傳統圖板,BIM也必將取代CAD技術。
BIM是“何方神圣”?它是工程項目物理和功能特性的數字化表達,是工程項目信息可以分享的知識資源。將建筑工程全生命周期各個階段的數據信息進行整合、集成、分析,最終將這些數據以3D可視化模型的方式展現出來,利于項目中的各參與方對相關工作的進度、成本等進行分析、優化、控制,提高工程建設效率,提升項目的整體品質。
比如大家熟知的中建集團承建的“京城第一高”一一“中國尊”、世上唯一深坑酒店一一上海余山酒店,都是因全生命期釆用BIM,解決了高難度建筑技術問題,提升管理效益。但現階段BIM技術在國內各建筑企業的使用水平參差不齊,很多企業還在“摸著石頭過河”,建成并推廣一個標準化BIM應用體系迫在眉睫。
為了BIM中國解決方案的應用和推廣,李云貴下了大力氣。早在1998年,李云貴就已經敏銳捕捉到BIM應用給建筑行業帶來的巨大改變,他帶領團隊工作人員率先將BIM技術引入到國內,開展應用軟件開發和推廣工作,承擔國家科技攻關和科技支撐計劃中有關BIM的重點項目和課題研究任務。
進入中建集團工作之后,李云貴帶領集團技術團隊持續立項對BIM集成應用和產業化進行系統、深入研究,歷時8年,在BIM的應用方面開展了大量的研究和工程實踐工作,形成了完善的企業BIM應用頂層設計架構、技術體系、標準體系、實施方案和應用模式。
李云貴帶領編制組協助住建部主編了我國首部工程施工BIM國家標準《建筑信息模型施工應用標準》,這部標準是編制組從“十五”以來承擔完成的多項國家科技支撐計劃重點項目研究成果的升華,也是中建集團1500多個項目BIM應用實踐經驗的凝練,在項目的全生命周期提出了創建、使用和管理要求,填補了我國BIM應用標準的空白;編寫了《建筑工程設計BIM應用指南》《建筑工程施工BIM應用指南》兩部近百萬字的企業應用標準,代表了當前國內BIM應用的最高水平。
每一部標準的編寫,從大綱、初稿、定稿,再到征求意見稿,每版稿件李云貴都要帶領團隊人員一詞一字斟酌與推敲。為編寫我國首部工程施工BIM國家標準,李云貴和團隊人員僅研究和翻譯過的各國BIM專業標準就超過40多萬字。8年來,他經歷了不計其數的思路革新、修改整理,負重扛起了推動國家BIM建筑標準化和產業化工作的責任,懷抱著對國家建筑事業的拳拳之心,用嚴謹的技術理論與可靠的工程實踐成果,穩穩成就了一本本BIM應用的中國標準和著作。
“我們希望用項目研究成果和大量實踐,去探索和推廣更加適合國家建筑行業的BIM標準,推動中國建造水平邁向世界,乃至領先世界。”
去年“十一”期間,纏綿秋色里還裹著人們為祖國慶生的喜悅,李云貴的小長假又“泡湯”了,作為住建部《“十四五”住房和城鄉建設科技發展規劃》的主要負責人,從去年年初開始,他就馬不停蹄地忙碌起來。這些年,他主持或參加起草了住建部“十二五”“十三五”“十四五”行業信息化發展綱要、科技發展規劃,以及推進BIM應用指導意見等行業技術政策,見證了中國建筑事業的轉型發展。
對中國建造的未來,他信心滿滿:“從‘數字建造’逐漸提升到‘智慧建造’,是我國建筑行業未來發展的基本方向。”為了這個目標,與已經開始規劃退休生活的同齡人不同,李云貴從未想過停下來。正在負責國家科技支撐計劃重點項目“綠色施工與智慧建造關鍵技術”和“卡脖子”公關項目“大型BIM設計施工軟件”研發工作的他,一直在路上。