构建基于全球信息模型的工程生态创造数字文明新范式

  数字文明时代，人类生产生活方式发生了重大变革，由数字技术赋能和改造的社会持续健康发展运行由针对城市单体建筑的建筑信息模型（buidling information modeling，BIM）驱动、针对城市组团的城市信息模型（city information modeling，CIM）驱动跨越到面向全球工程生态的全球信息模型（global Information Modeling，GIM）驱动的新范式。这一新范式能有力发现和解决新的制度需求、新的管理需求、新的技术需求、新的文化需求和新的标准需求，并不断催生额外的社会正收益，最终实现经济社会边际运行成本降低为零的宏伟目标。基于GIM的工程生态不单单是对工程业务的升级，其延续并扩展了工程管理学和工程哲学，代表了在数字技术迭代创新下的全面根本性变革，并实际做到了数字化的经济与实体经济深层次地融合，为社会持续健康发展带来全新的创造性活力。基于GIM的工程生态以工程化和生态化思维在全世界内提供了一个统一、高效和协作的产业创新合作平台，并集合了多种如BIM、GIS、IoT和CIM的前沿技术，提供覆盖系统工程技术和管理的全流程支持，将有力推动人类社会的升级迭代并直至引领人类文明形态新的跃迁。

  数字时代已经破晓，成为了人类文明新形态，世界发展的必选项，并正在完全彻底地改变着我们的居住模式和环境。云计算、大数据、物联网、区块链、人工智能、ChatGPT等新技术加速发展并相互影响产生组合效应，将全世界连成一体，推动了数字工程生态的发展。数字工程ECO不是对工程业务进行简单的升级，而是对工程活动在应用和适宜数字技术不断迭代叠加创新的新特征的基础上组织、流程、机制、文化、业务模式的整体变革和动态升级。“工程生态建构理论与发展的策略”研究是工程管理学、工程哲学等系列研究的延续和拓展，也是工程哲学面向新时代新形势的思考和探索，是传统工程哲学的“计划、决策、目的、运筹、工具合理性、价值合理性、异化、生活、天地人合一”等主要哲学范畴向生态维的工程系统全面升级的新尝试，更是统筹科学发现、技术发明以及工程建设的新理论和新实践工具。在数字化背景下，工程生态逐渐形成了从针对城市单体建筑的建筑信息模型（buidling information modeling，BIM）驱动、针对城市组团的城市信息模型（city information modeling，CIM）驱动到面向全球工程生态的全球信息模型（global information modeling，GIM）驱动的发展的新趋势，工程ECO被赋予了新的内涵，构建包含技术、管理、制度、文化、标准的全球信息模型GIM数字工程生态，是对工程生态的建构和自然延伸，是一种全球工程活动的新思维和理论范式，更是数字文明新范式的一种新尝试。这一新的范式能有力发现和解决新的制度需求、新的管理需求、新的技术需求、新的文化需求和新的标准需求，并不断催生社会正收益，促使经济社会边际运行成本降低为零，最终推动人类社会进入零关系损耗的新历史阶段。本文将从数字文明时代背景和工程哲学思想出发，介绍阐述基于GIM的全球工程生态的概念内涵、要件构成、中国实践以及全球推行倡议，以期对全世界创新工程活动提供新思维和新理论范式，为数字化的经济与实体经济的深层次地融合提供新动力。

  在大数据、人工智能、5G、区块链等数字技术的广泛应用之下，数字化的经济正以前所未有的速度、范围和影响，推动着生产方式、生活方式、治理方式的深度革新。在需求和政策的支持下，数字化的经济和实体经济正深层次地融合，为经济社会持续健康发展注入新的活力，同时数字化的经济消费在其中也发挥着“助推器”的作用。

  在数字经济时代里，物联网将引领基础设施的先进化，大数据将培养更精英的生产人才，区块链将塑造更先进的生产关系，AI将催生更先进的生产力。从产业迭代到个人生活，从城市变革到政策变局，数字化的经济的迅速崛起，将重塑产业高质量发展的理念和核心竞争优势，也在逐步推动新场景、新模式、新生态的涌现。伴随数字社会新形态的不断展现，人类的思维方法和行为方式正在被重构，我们的生活也将经历前所未有的改变。

  生态思维是一种哲学价值导向的思考方式，它表现为人们主动审视和积极思考人与自然界，尤其是生态环境之间错综复杂的互动关系，以追求人类和生态环境的协同进化和和谐共生的发展。随着工程实践数字化的不断深入，数字工程生态思维也在慢慢地增加。构建理想的数字工程生态，是促进数字化的经济与实体经济深度整合的关键途径。

  在数字生态中，政府组织、社会组织、企业组织和个人等社会经济参与主体通过数字化、信息技术及智能化技术，进行联络、交流、互动和交易等多种活动，构筑了一个围绕数据循环流动、互动交汇的社会经济生态环境。数字工程生态基于数字连通，重构工程活动主体的连接互动活动，实现对货物贸易、人才流动、文化交融、制度融合等多方面的ECO重构。通过构建全球的数字工程生态，打造世界级的数字产业平台，连接更多的价值单元，开辟更多的价值创新点，将引领工程建造行业的数据驱动模式。同时，在数字孪生的背景下，全球数字工程生态不仅将显著提升资源配置效率，还能实现对传统思维的突破，甚至颠覆。其所采用非常规或与众不同的方法和观点来思考问题，能提出更独特的解决方案，并将重新定义产业和赋予其全新意义。

  数字工程是一种综合的数字化策略，是数字生态在工程领域的落地实践。李伯聪教授曾经说过，科学知识和技术知识需要经过“工程化”的过程才能成为直接的生产力，脱离工程化的过程，处于工程活动之外的科学和技术知识都仅为“潜在”生产力。数字工程生态即是希望能够通过“工程创新”及其“生态化”理念，跨越科学、技术、工程在传统单一融合中面临的层层的“壁垒”，实现三者在理论与现实中的贯通和不断催生生化反应。具体来说，在建设领域，支持工程建设运维系统的可信数据和模型资源作为生命周期中的连续统一体，支持从创意概念到废弃处理的所有过程；在数字化时代，支持以数字连接的端对端复杂组织体（digitally connected end-to-end enterprise），将取代基于电子的自动化成为中心焦点。构建数字工程生态，并充分借助数字化的进步和技术革新，不仅使工程建造行业整体受益，而且将大大促进产业创新和产业变革，进而支持建设包容、道德和可持续的数字社会。数字工程生态的内涵可以概括为“4+1”体系，即：技术、管理、制度、文化、标准，这五个要素相互联系、相互作用，并通过“标准”这一主线相互打通，形成一个有机的整体。

  数字工程ECO是多维前沿技术的交汇融合，如建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（geographic information system，GIS）、物联网（internet of things，IoT）、城市信息模型（CIM）等。BIM是指在建筑项目和设施整个生命周期中，对其物理与功能属性进行数字展现，并基于此进行设计、实施和运营的各个阶段与成果的统称，其核心技术是BIM图形引擎，提供参数化图元构建、渲染可视化、人机交互框架三个方面的基本能力。GIS是用于存储、管理、分析和表达整个或部分地球表面、空间及地理数据分布相关的计算机系统。IoT利用互联网对物品进行远程信息传输和智能化管理的网络，实现人物、物体和环境的互联互通。CIM是融合城市的上下、内外、过去现在未来的多维多层次信息模型数据与城市感知数据，构筑出三维数字空间的城市信息有机集成体。

  数字工程生态体系覆盖了系统工程的技术及管理流程，其核心为贯通装备系统全程的数字系统模型、数字线索和数字孪生，为成本、进度和性能的经济承担接受的能力、风险及降低风险策略的分析提供支持，同时与工程知识管理交互，利用工程规范、需求数据、设计与制造数据、实验数据、供应数据、应用数据、保养数据、工程能力数据库，将组件与系统的多域、多物理、多层次整合于虚拟分析工具集，从而助力成本分析、需求、经得起验证的成本/进度/性能权衡，以及系统工程技术评审和决策。

  在数字工程生态体系中，仅依赖数字系统模型是不足够的，还需要管理加以支撑。高效的管理可增进生产效率、改善资源分配，使政府和企业能够更好地适应市场需求和变化。管理数字工程包括：标准化模型的构建、整合及应用，以助力复杂组织及计划/项目的决策过程；引入技术创新以增强工程实践；创建必要的基础设施及环境，以促进利益相关方的活动执行、合作和交流。

  制度是支撑数字工程生态的重要基石。制度是城市数字化转型的“环境沃土”，良好的制度能够为创新和创业提供有力保障，制定制度的核心是要努力消除数字化变革过程中新技术、新业态、新模式发展的政策障碍，以实现资源的最佳分配，进而促进产业的进步。数字产业要建立适应新技术和新业态的制度框架，涵盖政策、法律、规章及知识产权保护、数据隐私、数字确权等方面，它们为数字工程生态的运营提供了基本的框架和规则。通过与政府部门、行业协会、研究机构等相关组织建立良好的关系，企业和组织可以更好地了解和利用这些制度资源，从而获得更多的政策扶持和市场交易可能。

  文化是数字工程ECO的重要支持。从认识论的观点来看，技术发展是一个解题活动，它肇始于技术问题。但技术问题的界定并不是直截了当、一目了然的，诸如政治问题、社会问题、心理问题、制度问题等，也会对技术问题的界定产生干扰，但掌握好由非技术问题向技术问题“翻译”过程，事实上这些干扰同时也在不断丰富技术问题的形式和范围。具备创新、开放和包容特质的文化氛围是数字时代更好催生技术问题以及与技术问题紧密关联的非技术问题的必备条件，能够激发人们的创造潜力和创新意识，促进数字产业的繁荣。数字文明代表一种现代社会文明状态，其中数字化的经济占据主导地位，并以数字化为重要标志。数字技术，如大数据、数字化、人工智能等，正透过新的理念、新的思想、新业务模式和方法，大范围的应用于人类经济、政治、文化、社会以及生态文明建设的每个方面和全过程。数字文明的基础是数字化，象征着数字技术与建设思想的日臻成熟，人类将在全球连接的基础上步入数字协作的新纪元。

  通过制定平台规则、数据标准等，影响整个生态系统的运行机制。通过自身的市场行为和创新活动，不但可以满足市场需求，还可以引导市场的发展趋势。在数字工程生态平台中，将生成目标和任务模型、需求模型、设计模型、制作模型、验证模型、管理模型、专业工程模型等各种模型。对这些模型的开发、集成和使用一定要进行规范，规范的内容包含数字工程生态中模型应该提供什么信息，学科信息和领域接口的创建、传递与更新等活动，面向不同使用方时的权限和视图表达。在此过程中，资源共享和协同创新能够在一定程度上促进各级组织的认知，推动组织内工作人员的理解，有效执行试点计划，参与各项目，从而持续保障转型的发生。

  随着BIM、IoT、GIS、CIM等技术的广泛应用，再加上新型测绘技术的发展，海量高精度、高频度的数据推动了数字孪生技术从微观场景向开放空间大中型场景乃至产生全时空、全要素、全能力的城市需求和国家级需求。相应地从技术上也对各类底座的数据承载类型、承载量、高逼真渲染效果和孪生模拟能力提出更高的要求，也产生BIM、GIS、IoT、CIM、AI知识图谱、图形技术和时空分析技术融合的需求。这些技术体系的融合需要打破技术路径上所有技术系统的边界，因此面临巨大的技术挑战，例如：全空间、多场景、高精度模型的高效、智能构建问题，多尺度、多粒度空间模型数据的统一展现和多场景调度问题，多源异构的城市空间模型与非空间模型数据的融合与表示问题，实现精细化管理、可视化展示、智能化决策的应用模式问题等。在不同时空尺度打通各类体系墙，站在地球尺度支撑多源宏观信息展示、交换和挖掘，以服务于国家间的经济、文化和外交关系的互动和模拟，将成为数字工程生态建设的关键。

  BIM的概念在70年代提出，最初被命名为“产品模型（product model）”。该模型不仅涵盖了建筑的三维几何信息，还包含了建筑的属性信息。随后在2002年，美国的Autodesk公司将其重新命名为BIM，并开始在建筑工程领域得到运用。BIM主流数据标准为IFC（industry foundation classes），已成为国际标准化组织ISO标准。BIM的核心技术是BIM图形引擎，一般来说包括几何引擎、显示引擎、参数化引擎三大部分。BIM模型是一种全新的工作模式与技术，是将项目的物理特征、几何数据和实时数据都体现在多维模型系统中，并通过模型进行多种交互、协同管理和数据传递。

  BIM技术应用模式可大致分为两大类，一类是在现有管理框架内的应用，大多数表现为设计、施工、运行和维护等阶段的局部过程中使用BIM技术，另一类则表现为借助BIM技术突破现有的管理架构，通过发掘BIM技术的功能，以实现和达到极致的应用效果。针对第一类应用，中国建筑行业慢慢的开始将BIM技术应用于预制装配式建筑，在施工现场将墙板、叠合楼板、楼梯和阳台等预制混凝土结构物件组合后，利用墙板间的纵向连接带进行现浇、上下墙板间主要纵向受力钢筋进行浆锚连接，以及楼面梁板的叠合现浇，实现整体结构的形成。针对第二类应用，开始在某些省市试点，例如深圳市要求建筑项目各参与方，涵盖设计方、施工方等在设计、建造以及运营和保养等建筑全生命周期的所有的环节，使用BIM应用软件开展工作，提交的成果都应符合BIM相关的标准规范。

  以广联达西安大厦项目为例，总建筑面积约66278m2， 是一栋绿色、健康、节能、智能的智慧生命体，建造过程融合了中国在数字化集成交付方面的先进探索和丰富的经验，通过创新组织管理模式、精益建造以及数字建造平台应用等多个角度，取得了有效的进展。（1）在技术方面，通过BIM模型和节点级深化设计，提前进行实施工程图纸深化及施工工艺优化，实现设计施工一体化。已完成支护、集水井、钢筋、钢结构、机电、屋面、幕墙等各个专业领域的深化工作，共生成了2000余张A3节点图，以确保工程的各专业现场可实施性达到最佳水平。大厦有三层地下室结构，在满足国家标准要求下，需要基坑开挖深度至15m左右。通过BIM建模仿真推演和经济性比选，发现采用无梁盖板结构比传统的梁柱结构更节约空间，在最终整体层高降低，基坑开挖深度也降低了1.4m，减小基坑支护难度并节约近300万开挖成本。（2）在管理层面，借助数字建筑平台的支持，以工序作为最小管理单位，对影响项目成功的进度、成本、质量、安全和环境这五个要素进行精益管理，实现数字化的精益施工。截至目前，建筑过程中已有80%的工序任务拥有清晰的操作标准，确保了建成后的建筑达到了工业级别的质量水平。（3）在制度方面，运用虚拟设计和施工（virtual design and construction，VDC）技术，引入基于BIM的数字化虚拟建造，从方案阶段的可视化模型到可支撑建造的数字化模型，建立了先模拟后实施的制度。面向项目不同阶段，基于设计成果输出采购清单、进行工厂生产和现场施工模拟，以及健康、能耗模拟，通过最优化的设计确保可供应、可实施、可运维。（4）在文化方面，以多方共赢理念为引领，组建了多方共同参与的项目集成产品研究开发（Integrated Product Development，IPD）团队，IPD管理层从交易型合约向关系型合约转变，形成“成本+酬金”的绩效与激励机制。（5）在标准方面，成为全国乃至全球的新型数字建筑样板，实现绿色、节能、健康、智能、地标的建筑目标，通过美国LEED金级认证、中国绿色建筑三星认证和美国WELL金级健康认证。

  BIM、CIM是相互关联、相互融合的，BIM是构建CIM的关键基础数据之一，与CIM的联系体现在宏观与微观、整体与局部的层面上。依据GIS索引和组织的城市BIM数据，能直观展现城市的功能区划、产业布局和空间定位，而CIM则将视域从单个建筑扩展到区域甚至整个城市，其包含的信息深入到组织、城市基础设施及各系统间的生产和生活等动态信息，为大型建筑群提供基于网络的BIM数据管理能力。CIM是多源异构数据融合的重要载体，其本质是一个多源异构的信息存储、融合、访问、分析的IT数据处理系统，其中数据融合是支撑复杂业务需求的核心。

  利用BIM技术模拟单体建筑的设计和施工对城市治理的影响，提前发现和解决潜在的问题，整合单体交付成果，为城市积累治理数据。利用CIM技术则可以模拟整个城市的发展和运行，为城市规划及管理提供完整且精确的数据依据，指导单体在建筑全生命期的更新和改造，以适应城市发展的要求。通过CIM模型模拟，可以评估城市环境、交通影响，为城市规划和更新管理提供科学的基础和决策辅助。通过精细化的城市安全管理体系，保障包括城市消防、城市灾害防控、公共卫生应急管理等方面的城市安全，降低城市风险，提高城市的抗灾能力。

  以四川天府牧山数字新城6平方公里TOD核心区的建设为例，按照“地上一座城、地下一座城、云上一座城”的理念，积极探寻“物理城市+数字城市”双重开发的新型模式。（1）在技术方面，搭建了数字孪生新平台，围绕汇聚时空基础资料、资源勘查资料、规划监控资料、工程建设项目资料、公共专题资料、物联网感知资料等多种CIM数据资源，构建新津区统一的CIM时空数字底板。（2）在管理方面，基于物联传感及现场智能设备，实现对全区重大工程建设项目的全过程监管，对工程进度、质量、安全、劳务人员、环境、视频监控等工程监管数据的集成。截至2023年5月底，新津区天府牧山数字新城共有51个续建项目、58个新开工项目和57个储备项目，全部纳入全流程一体化管理，增强项目参与各方的信息交流和协作工作效率。（3）在制度方面，创新组建公园城市建设局，成立公园城市建设研究中心，统筹协调管理城市“规划、建设、管理、运营”，以项目开发为主线，构建以数字赋能的项目“策、规、建、管、运”全生命周期的一体化管理，形成一套“物理+数字”双开发协同工作机制。（4）在文化方面，运用CIM+招商管理系统来进行“一网统筹”，通过引入企业、公司参与建设、形成企业品牌、推动产业高质量发展四个步骤，引进智慧医疗、智慧物流公司、智能制造和网红经济培育等类型企业，实现在线的融资、产业联合、企业未来的发展质量评价，搭建数字产业圈，推动创新、创业、绿色、高效的文化氛围，不断推动中小企业降低生产经营成本、提升产品质量，促进企业提质增效。（5）在标准方面，在遵循当地相关规范的基础上，建立了新津数字城市“3+2”标准体系和国家重点研发计划CIM平台落地示范项目要求。“3+2”标准体系为：CIM交付通用标准，CIM平台技术标准，CIM平台物联数据接入与集成标准，新津区BIM实施应用意见，新津区智慧工地实施应用意见，规范新津智能化应用建设以及数据接入的互联互通、信息共享、业务协同。

  从世界发展来看，架构数字工程生态慢慢的变成了全球共同发展的必由之路，然而目前在全世界内还缺乏统一的研究框架和理论体系。为此，我们提出了全球信息模型GIM（global information modeling）的理念。GIM是一种虚实结合的综合模型，是全球一体化集成和高阶目标，是一种思维和理论范式，是数字工程生态在全世界的延伸，具有整体性、复杂性、动态性等特征，是全体地球人共同奋斗的目标。

  通过构建基于GIM的工程生态，可以将BIM和CIM融通联动实现数字孪生。基于GIM的工程ECO可以支持各个国家基于自身的特点实现更合理的可持续发展智慧城市的建设。在此基础上，通过在全球范围内打造CIM共同体构建GIM平台，能支持联合国采取协调一致的行动，降低系统运行透明化削弱、监管缺位和不平等情况加剧等风险，在社会层面，支持各国数字化转型进程，建立行动者和系统网络，以确保人权得到维护。GIM可协助世界各国在规划数字公共政策和设计时采用全面和包容的方式，鼓励更多利益相关方参与数字创新，提升获取数字服务的能力，减轻数字平台的风险（如网络安全、错误信息和数字隐私问题），并建立问责机制，实现在全世界内共同探讨和解决处理公共卫生、自然灾害、环境污染、碳排放等全球性问题。

  基于GIM的工程生态是开源共生、开放互惠、共享圆融、对等互利、全球运作的数字工程生态。为了实现这一工程生态，建议中国政府倡议联合国成立相应的组织，并作为倡议方牵头进行相关国际标准的制定，力争成为人类文明新范式的引领者。

  随着数字化、智能化的发展，技术开源开放，生态的演进速度越来越快，生态成员之间整合科技资源的能力大大增强，工程生态的共同演进和跃迁速度加快。在超高数据密度下，跨组织之间的知识特别是缄默知识、隐性知识大规模流动，生态成员交互、共享与协作创新效率大大提升。在这一网络中，不同国家和地区的资源要素可以自由流动和融合。无论是资金、技术、人才还是市场，都可以跨越国界，实现最优配置。随着资源的全球融合，各种包括技术平台、市场平台、资金平台或其他形式的平台等聚合平台应运而生，为全球的参与者提供了共同的交流和合作的场所，促进了资源的进一步融合和优化。开源在促进数字信息技术（云计算、物联网和数联网、社交网络、移动终端、大数据、智慧城市、区块链和人工智能等）演化发展的过程中展现出极大的潜能。在深度数字化的环境下，开源创新不仅通过管理体系促成了知识的共享和跨组织的流动，同时也实现了创新参与者的无门槛加入、创新资源的自由流通、创新决策的公开无差别参与、创新过程的透明化以及创新成果的全球分享。

  开放互惠包含公共数据的开放、共性平台的开放、共性算法的开放等技术层面，以及资金和保障支持等方面的因素。具体来说，一是要通过围绕典型应用场景，构建统一的数据分析算法支撑服务，并提供机器学习算法、人工智能深度学习引擎及算法等资源，为场景应用提供统一、通用、共性的数据模型/算法、数据分析过程调度功能，提升创新应用分析挖掘的支撑能力，加快应用开发运行效率。二是要聚焦数字经济前沿领域，围绕数字产业化和产业数字化两大方面核心内容，推动数据创新应用体系建设，促进公共基础资料、生产要素资料、科技创新资料、消费服务资料、贸易流通资料、供应链资料的综合应用，实现资源要素的高效整合和经济社会的高效合作。三是要构建数据开放平台，支持数据全生命周期管理和应用，让平台成为数据源和不断发展的数据池，结合算法平台，挖掘数据自身和数据之间的关联关系，释放数据潜藏的社会与经济价值。四是要成立全球数字工程生态发展基金，作为引领社会进步和经济发展的重要引导性基金，推动和催生产业变革。在逆全球化、保护主义和单边主义的浪潮下，创新全球发展基金的支持机制，构建包容开放的全球发展基金的支持体系，是在产业变革和发展层面落实人类命运共同体倡议的有力举措。

  信息技术、智力资本、软件等方面的支持是构建GIM的软性组成部分，其在现代产业创新工程中变得越来越关键。信息技术进步使得数据的搜集、储存以及分析和共享变得更加方便快捷，促进了创新的迭代和优化。智力资本，包括高素质的人才和知识产权，是创新的重要驱动力。软件应用、算法开发和数字化工具也可以加速创新的速度和范围，促使产业创新向更高水平迈进。围绕数据资源汇聚与共享交换、数据资源综合管理和数据资源分析挖掘服务，构建统一的数据共享支撑平台，有助于更好地打破地域和领域的边界，实现资源共享和应用。例如，在医疗领域，通过共享医疗检查信息和基础健康信息，可以使医疗数据更加可靠、完整，避免重复检查，有助于个性化治疗的发展。在金融领域，运用区块链技术能有力提升金融交易的可靠性和安全性。

  同时，通过共享经济和资源共享平台的发展，可以让不同的参与者共享资源。一方面，资源整合本身也秉承了可持续发展的理念。而确保资源的可持续性利用，不仅满足当前需求，还能够满足未来产业创新工程的需要。另一方面，信息通过网络节点或者平台进行传递和交流，也有助于加速创新、学习和决策的过程。

  在构建GIM生态中，应始终坚持平等互利、合作共赢的原则，坚持人文关怀和先进理念，推动多边合作，让世界各国都有机会实现发展繁荣。具体来说，各个国家之间、各共同体成员之间、其他各界成员之间、生产者和消费者之间等都是对等关系，在合作过程中，应以推动经济发展、技术进步为目标，坚持不干涉别国内政，不搞地缘政治，维护世界和平、促进协同发展、捍卫公平与正义、推动文明进步。

  基于GIM的工程生态系统是全球范围内的数字工程生态，需从文化理念、产业发展、生态文明等方面进行全球协作。

  在文化理念层面，基于GIM的工程生态系统支持引领公众人文生活新风尚。数字化和移动互联技术的快速发展已经深刻地改变了社会的主要行为模式、生活方式和消费习惯，重塑了万物互联时代的社会格局。新兴的商业、消费和社交模式迅速崛起，有效地将人、物和场景相互连接和整合，使得城市和地区的“场景”不仅具有更多的商业价值，还具有更丰富的社会交往意义。基于GIM的工程生态系统将社会关系、系统结构、使用方式和服务体验等方面视为一个统一的整体，为用户提供了一个涵盖了使用方式到情感激发的完整关系系统。在此系统中，从购物到娱乐、从社交到工作，从个体行为到产业发展再到城市治理，几乎所有的领域都会被数字化所改变，不仅提高了信息、资源交流便利性和效率，也提供了创造新交流渠道和方式的可能性。基于GIM的工程生态还从全场景构建了人文生活新风尚，培养公众树立绿色智慧生活理念，引导鼓励公众积极践行绿色低碳、文明健康的生活方式，支持全球建立城市管理新模式。

  在产业发展层面，基于GIM的工程生态系统为经济发展提供创新解决方案。例如，通过构建基于GIM的工程生态系统，能支持企业更好地扩展国际市场，通过物理模型和底层大量数据的学习和分析，对业务发展的趋势进行判断和预警；通过模拟城市发展，对城市更新、新城建等城市发展动态进行判断，并预测其对城市空间需求的影响，有助于更好地规划和布局以满足未来的发展需求；通过物联网设备和数据采集，模拟运营过程，帮助决策者更好地了解区域运营状态，及时发现和解决问题；通过大数据分析和经济模型的建立，预测城市经济发展的趋势和未来增长点，帮助政府和企业更好地把握市场机遇和发展方向。

  在生态文明层面，基于GIM的工程生态系统始终坚守“人与自然和谐共生，天地人合一”的理念。通过对人类生活形态、自然环境、生产关系以智慧生态形式进行系统化重组再造，以智慧手段为支撑，建立新方法、新范式，开展科学的生态规划、高效的生态治理、优质的生态服务，让生态环境质量优良、生态系统健康、资源循环低碳，推动生态高质量发展。

  4 倡议联合国架构基于GIM的工程生态在引领创造数字文明新范式方面大有可为

  基于GIM的工程生态系统是对数字文明新范式的一次有益尝试。推动数字工程的发展，构建数字工程生态系统，将现有工程学科提升为基于模型的综合方法，充分利用数字化的深入演化及技术创新，从而实现社会整体层面的受益。数字工程生态系统通过连接工程系统的数据源和全生命周期模型，提供可靠的单一真实来源，并利用数字化环境、流程、工具和技术，支持工程系统的规划、需求、设计、分析、验证、确认、使用和持续保障，以最终形成以数据为核心的驱动要素、以可信可控为安全的发展底线、以协作耦合为理念的路径要素的一致行动框架，进一步促进数字经济的创新发展。

  在此背景下，数字工程生态正在积极塑造数字化革新的优势，积极拥抱数字文明新时代，促进最迅速的系统部署、最低的投资成本、最佳的实践效果以及最大范围的数据共享，致力于培育高质量发展的新动能、高品质生活的新范例以及高效能治理的新模式，加快建设数字文明新时代的城市、地区和国家的典范，并通过数字化引领开创现代化建设的全新时代，构建数字文明新范式。

  企业创新和零星的场景建设，不足以支撑未来产业这一宏大命题。涵盖人力、知识、转化孵化、平台和软硬件、金融资本等内容的科技服务是未来产业培育的关键支撑，这其中工程生态是基础。基于GIM的工程生态系统设计构建未来产业、双创、服务、建筑、交通、低碳、生活、文化和治理等多场景。在产业大脑方面，能助力加速数字经济系统的跨应用场景发展，以“产业大脑+未来全球工厂”为核心支持，充分发挥数据的基础资源和创新动力源作用，实现对产业链上下游各个要素的数字化增值赋能，持续推进产业基础向高级化升级和产业链的现代化发展。同时，创新和建立确保高端要素的循环流通畅通无阻的新规则和新机制，并通过数字化改革，能打破阻碍生产要素市场配置和商品服务流通的制度障碍。

  在全球数字治理方面，基于GIM平台，推进城市或区域数据资源网络共享、全面赋能，能实现城市运行体征泛在充分感知、重大事件敏捷预测预警、决策指挥智能协同，以及为全球公共安全、事故灾害、自然灾害等突发事件的现场处置、指挥调度、调查取证等提供技术支持，实现统一指挥调度。同时，GIM平台可以强化和完善数字经济治理，健全平台经济治理机制，提高对数据资源、现代信息网络、信息通信技术融合应用以及数字经济相关主体、活动和环境的综合治理能力，促进网络虚拟空间、物理实体空间和社会交往空间的多元协同治理，显著提升治理的智能化、全面化、个性化和精细化水平。基于GIM的工程生态系统还可以支持产业链上下游资源的互补和各环节的有机串联，增强产业链韧性，以“人本化、生态化、数字化”三维价值坐标为方向指引，推进产业“高质量发展”。

  将数字融入民生，用数字赋能民生，让数字成就民生。数字化正在塑造全新的人类社会生活格局。在人类文明的演进过程中，每一次重大的科技进步都对经济和社会都产生了深远的影响。近代以来，科技的进步为人类的发展做出了杰出的贡献，推动了机械化、电气化和自动化的蓬勃发展。而当今，数字化和网络化的快速发展，借助新技术优势和发展优势，实现了全新的突破，进一步推动了智能化元素和形态融入人类社会生活的方方面面，使人们社会生活向更加高效、便捷以及更人性化演变，这展示了人类文明的人本色彩和高阶智慧的典型特征。通过构建基于GIM的工程生态，以高效利用优质公共服务资源和共享机制，可以最大程度和最高效率地满足民生需求；以一体化智能化公共数据平台为基础，综合运用数字技术，能更准确地分析民生需求，这不仅可以创新和创建综合应用的新场景，还能在更高水平实现供需匹配，在更广范围实现优质共享，从而促使科技和社会人文领域的要素和价值相互融合，创造更加方便人们使用的应用产品，有力确保科学技术的发展能够真正改善人民生活。

  可持续发展是构建未来场景生态系统的核心原则。可持续发展要求我们在满足当前需求的同时，不损害未来世代的利益，实现政策制定、企业战略和社会参与的协同，达到经济、社会和环境多维度平衡。通过构建基于GIM的工程生态系统，将“绿色”理念贯穿工程的整个寿命周期，实现工程的绿色策划、绿色管理、绿色实施、绿色发展的一体化推进以及资源的最优利用与高效分配，可以有效支持全球绿色低碳可持续发展模式，持续降低经济发展带来的资源环境代价。基于GIM的工程生态系统还可以支持智慧城乡、智慧林草、智慧海洋、智慧水利、智慧环保等各个领域的智能工程建设和运营，聚焦如减少污染、排放降低、生态保护和修复等方面生态环境领域的重大核心需求，推动包括生态环保数据精准监测、科学决策支持和智能环保设备研发等专业服务的智慧产业发展，引领低碳经济的发展，应对气候变化带来的机遇和挑战。

  中国主张共同构建人类命运共同体，总目标是建设“五个世界”，即坚持对话协商，建设持久和平的世界；坚持共建共享，建设一个普遍安全的世界；坚持合作共赢，建设共同繁荣的世界；坚持交流互鉴，建设开放包容的世界；坚持绿色低碳原则，建设清洁美丽的世界。在此背景下，通过回顾我国在BIM、CIM和GIM领域的探索，提出了基于GIM的工程生态的概念。基于GIM的工程生态的范式可定义为开源共生、开放互惠、共享圆融、对等互利、全球运作的全面融合的工程生态。为实现这一工程生态系统，建议联合国建立相应的组织牵头指导相关国际标准的制定，这将最终有助于为数字时代的产业创新设计工程生态，助力和促进数字技术融合民生，数字技术赋能民生，数字技术成就民生的文化生活新趋势，并建立绿色发展的工程模式。