精益建造与大数据深度融合 打造全产业链建设新模式
2018-01-27
改革开放以来,我国建筑业一直保持高速发展,体量和规模不断增长,行业关注点从建造一栋楼发展到建造一座城,经历了“翻天覆地”的变化。与此同时,各类建筑的功能也越来越丰富,人们对建筑的使用需求不断提升,逐渐覆盖全生命周期,乃至出现个性化、定制化需求。这就对建筑业发展提出了更高的要求。
当前,建筑行业发展要求已发生变化,主要体现在两个方面:一是品质需求,二是产业需求。在品质方面,对办公区域、工厂基地设施的品质要求正在不断提高,建筑内涵正在改变;产业方面,建筑的投资主体已发生变化——除了传统的房地产开发商之外,还包括政府平台和新型投资企业。
然而,相对于体量和规模的高速扩张,整个建筑业的链条在过去40年却发展得非常缓慢,管理方式相对粗放。在此背景下,精益建造和大数据理念在建筑行业的深入应用显得至关重要。
解密精益建造与大数据
精益建造=精品产品+自动化+流水线
精益建造是指针对精品产品进行自动化流水线作业的建造模式,包含精品产品、自动化和流水线3个要素。其中,精品产品是指对客户需求高度响应的产品。例如,衣服在生产之前即确定所使用的流行元素,分析受众群体需求、销售渠道,挖掘、锁定真正的目标消费群体。而对于建筑业而言,挖掘源头需求方面的意识和能力亟待加强。
同时,建筑业不仅要聚焦自动化,还要关注精品产品从源头到生产线全生命周期的每一个环节。将每一环节精细化,挖掘数据,获得大量信息和数据支撑,再通过自动化的信息系统和手段,支撑全生命过程管理的信息化服务,只有每一个环节都精益求精,才能保证生产线发挥批量生产的高效流水线作用。在此方面,制造业已经形成成熟的自动化流水线生产模式,其经验值得借鉴。精益建造全面融合制造业的先进理念和经济思维,深度挖掘建筑行业全生命周期每个环节的内涵,将催生建筑行业精品建造的自动化流水线行业新生态。
大数据=数据+算法
大数据包含“数据”和“算法”两个要素。其中,数据可以分为3部分:一是建造过程中产生的海量数据信息;二数据架构,即从IT大数据角度和供应商角度对数据规律和特点进行分析,在此基础上搭建起来的数据逻辑框架及专业框架。数据架构保证了数据建设的有序进行;三是数据采集的路径和方法。
精益建造贯穿五大环节
一般来说,建造包括5个环节:开发定位、方案设计、施工图设计、施工建设和交付运营。在精益建造理念下,上述5个环节将被赋予新的意义。
开发定位:建立系统标准
在发展数字建筑的过程中,建立精品建筑的系统标准是在开发环节需要重点关注的事情。在过去,开发定位一般以销售为目的,而并非真正为业主考虑。要打造真正满足业主需求的精品建筑,首先需要确定一套系统标准。这套系统标准是一个需要长期建设和维护的数据源,同时也是实施精益建造、数字建造的基础。倘若标准不清晰或者错位,会影响精益建造的各环节运作。
方案设计:系统评价体系
方案设计阶段需要建立系统的评价体系。当前,方案设计主要依赖设计师的理念和创意,很难形成系统的评价体系。要改变这种局面,就要在理念和创意可实现的条件下,形成一个针对功能响应的性价比最高的创意评价体系。在此体系中,一方面鼓励建筑师去实现各种各样的理念和手法,另一方面,可保障建筑师的创意能够与开发定位相对应,形成最佳性价比方案。
施工图设计:三个“一体化”的核心集成
施工图设计是对方案创意的深化,是整个建造的核心环节。在施工图设计过程中,需要实现3个“一体化”的集成,即建筑各专业之间一致;进度、工期、业务链条一致;从前期开发、设计到后期的施工,包括专业分包一致。
建设施工:精益落地
建设施工环节是精益落地的过程。需要对现场实施情况进行跟踪反馈,重点关注数据落地的方法。
交付运营:产业链闭环
交付运营是影响整个建筑产业链能否闭环的核心环节。目前,物业公司仅仅关注公共设施,而对深层次的客户评价不够重视。要形成精品建筑与精益建造的产业链闭环,就要关注客户的评价与反馈,在此基础上不断提升和改善同类项目使用过程中的做法,并进行进一步分析评价,藉此持续改善、水平数据建设水平。
大数据提升建造各环节精细度及系统性
系统性和精细度不够是制约行业精益建造发展的核心问题,要解决这一问题,关键在于改变建筑业数据建设严重滞后的现状。
开发定位:需求数据产出
首先,在开发定位环节要关注人居需求的数据。人居需求不仅是居住需求,还应包括对所有建筑功能的需求。随着产业生态的不断发展,未来的工厂数据必然会不断变化,因此,不仅要关注现代人居需求数据,还要关注未来需求发展趋势。
其次,区域产业发展的预期需求与数据建设也要关注。业主不知道该建设怎样的房子,因为他们不了解该区域未来的发展形态,不清楚怎样的功能配置能够支撑其产业提升。未来,建筑业不仅仅要研究建筑本身,还要研究区域的产业发展趋势。因此,要重视和提升通过数据建设研究区域产业发展、规划趋势的能力。
最后,可持续发展的理念要与单位建筑相融合,包括水利、环保、生态等领域。如在水处理过程中,从水源到取水到加工处理,从量到质到处理能力是否匹配平衡,这些数据都需要数据建设支撑。
在开发定位环节,需清晰定位项目的业态配置比重和档次定位、配置功能、核心功能及比重,这是建造过程的源头数据。这些数据并非凭空产生,而是通过剖析大量区域经济与发展数据、行业数据得出的。
方案建设:建立数据标准
方案建设阶段的设计元素和设计手法要响应需求。现阶段,方案选择缺乏系统的数据分析支持,其结果在很大程度上受领导个人意志影响。究其原因是对需求的挖掘不足。要解决这一问题,就需要建立建筑功能区的系统组成和配置比重。从营销和开发角度来看,需要真正定义清楚建筑功能区的系统比重,实现各个建筑功能组成的一致性。专项政策限制是影响方案制定的边界条件,应引起足够重视。由于不同地区的规范条款不尽相同,需要对其进行系统梳理,针对同类工程,系统梳理出方案的利弊条件,明确方案创意的边界条件,以便对方案进行科学的评价。这是深化创意核心理念的要求,在此基础上形成的方案设计,会同时形成一整套完整的数据标准,为施工图阶段提供良好铺垫。
施工图设计阶段:建设数据框架
设计阶段管理不仅仅是管理设计,也管理设计实现的商务进度等一系列问题。例如,在方案可行性的精细化系统评价方面,创意、理念更多指前期的衔接,但从可实现度来看,方案是否可行在于走线和精装是否能够满足要求,即哪些因素影响精细化可行性的落实,这针对同类工程不同的部位仍然有数据规律可循。于设计师而言,不需要擅长施工领域各项技能,但是需要清楚如何运用数据库的数据。同时数据库要能提供不同专业功能区的专业借鉴,包括功能界面、空间界面、逻辑界面,这也是整个设计阶段管理的核心。
建设阶段:数据的全面梳理与应用
建设阶段是广联达之前下工夫最多的环节,所做工作重点主要体现在以下几个方面:一是工序界面、工作界面的梳理与应用,二是合约界面与合约单元的建设,三是功效数据的梳理与应用,四是工作任务的信息口径一致性建设,五是工作进展实时信息的管理机制(收集、处理、加工、应用)建设,六是计划体系与计划管理体系的搭建,七是关键控制事项与管理标准的建设。
交付运营阶段:薄弱环节,改善提升
在交付运营阶段,主要工作包括4个方面:一是设计功能实现度评价,二是交付产品适用说明书,三是搭建实际运营效果的系统评价体系,四是建立产业链闭环的更新迭代机制。
通过上述一系列工作,可以以人居需求为目标,以设计元素和设计单元为载体,以全生命周期的计划为主心,构建出建筑行业的数据框架,实现数据融合。这将带来以下预期效果:一是各个环节的经验可以有效传承,并持续提升;二是各项工作的精细度能够聚焦到具体的设计元素和设计部位;三是单一信息的变化可以快速带动系统工作的联动;四是每项工作可逐步实现事前有标准、过程有管理、事后有评价的科学管理机制;五是同类工程可针对不同部位和工作形成长效的更新迭代机制;六是基于数据的各项工作会出现一批智能信息系统。
建筑行业数据化发展展望
建筑业是一个体量庞大、多方参与、具有系统性的复杂行业。改革开放以来,经济社会飞速发展,信息技术等新技术实现了质的飞跃。在此背景下,建筑业转型需要与数据实现融合,在此基础上明确转型方向、转型内容,并具体对应到建筑建造的每一个环节。
未来建筑业的发展将呈现两大趋势:第一,实体建设和数据建设并行,前期进行虚拟现实,从虚拟运营效果促进虚拟设计、虚拟施工;中期建筑实体建设与信息建设并重,注重智慧建造方式的运用和大数据平台的构建;后期是现实虚拟,将人的感知和需求信息进行收集,与前期建造的信息模型进行比对和控制。第二,将出现新型产业和商业模式。未来,建筑与人、建筑与环境、建筑与社会的交互将会更加紧密,这将促进智慧建筑向智慧社区再向智慧城市的迈进,从而催生新的产业和商业模式。