建筑产业数字化转型新方略

■ 广联达科技股份有限公司

在全球步入数字经济时代，各行业积极推进数字化转型的大背景下，建筑产业唯有积极拥抱数字化，通过数字化转型实现弯道超车、产业转型升级。然而，产业的数字化转型不可能一蹴而就，在数字建筑平台的赋能下，行业监管、建设单位、设计单位、施工企业等都将发生新的变化，重构建筑产业链中的各种关系和组织形态，使建筑生态与外部环境发生协同共振，形成建筑产业发展的新动能，助推建筑产业成功实现数字化转型。

数字化转型的实施策略与路径

数字化转型的实施策略

建筑产业数字化转型是一个不断深入和演进发展的过程，在具体实施策略上，首先需要树立产业数字化转型的新理念；其次，要围绕产业转型升级的发展目标，明确数字化转型的新方向；再次，要打造贯穿建设工程项目生命全周期，打通虚拟与现实，连接建筑产业各方的数字建筑新平台；最后，要通过各方的不断协同合作，迭代进化形成数字建筑产业新生态。（图1）

图1 建筑产业数字化转型的实施策略

树立数字化转型新理念

世界正处于从工业经济向数字经济转型过渡的大变革时代，数据成为驱动经济社会发展的新资源、新要素和新引擎。建筑产业要摆脱高污染、高能耗、低效率的发展窘境，就必须利用数字化手段，改变原有落后的生产方式和管理模式，用数字化驱动产业转型与升级。

明确数字化转型新方向

建筑产业的数字化转型始终以数据作为重要生产要素，以“数字化、在线化、智能化”为发展方向，坚持“精益管理”、“集成化交付”等管理理念，始终围绕“让每一个工程项目成功、将建筑业提升至现代工业化水平”的产业目标，不断深化数字化技术应用，将传统企业打造成“数字企业”。

打造数字建筑新平台

数字建筑平台是建筑产业数字化转型的新动能。它贯穿项目整个生命周期，连接虚拟建筑和实体建筑，打通供给端与需求端，使整个产业产生网络效应，实现产业各方管理赋能、技术赋能和数据赋能。产业链相关方在平台上实现规模化、生态化的生产，对建筑工程项目的设计、采购、生产、施工、运维等阶段进行协同合作，大幅度提升行业生产力水平，提高数据资源的利用效率，加速产业的数字化转型步伐。

构筑数字建筑产业新生态

数字化转型是不断迭代和更新的过程，任何个体在数字化时代都需要融入到一个产业生态中，通过与其他个体的相互赋能、互联互通，来实现自我演化和持续迭代。数字建筑将全面连通产业人、物、建筑、企业、服务、数据，以数据的自动流动为渠道，以云平台、物联网、大数据等为媒介，通过生态圈各个体之间的相互赋能，形成一个个“平台+生态圈”的生态集群，经过持续迭代，最终进化成数字建筑产业生态。

数字化转型的实施路径

建筑产业的数字化转型是一个系统工程，应遵循“点、线、面、体”的实施路径：先进行局部“点”的数字化实践，实现各个岗位作业层的数字化；然后将生产、商务、技术等工程项目管理各条“线”数字化，整合各岗位的数字化，连“点”成“线”，实现从设计、建造到运维全过程数字化建设；再将企业和行业监管层面的业务流、信息流、资金流等分别打通，打造具有平台属性的“面”，实现纵向的价值链整合，数据驱动组织层面的资源优化配置与协同协作；最终，“点、线、面”的数字化，互相连接形成了建筑产业的“体”，而要实现这个“体”，就需要产业协同的不断创新与生态体系的深度融合。这些“协同面”互相交错融合，推动了产业经济的不断升级，形成新型经济体，实现建筑产业全生命周期、全企业、全行业、乃至全社会生产要素的数字化变革，进而实现全建筑产业的数字化转型。（图2）

“点”——岗位作业层数字化

建筑产业的“点”即岗位，是企业的最基本单元。岗位作业层数字化是企业转型的基础，例如：物料数字化可实现对物料的精准控制，机械数字化可实现机械的高效利用，安全数字化将大幅降低安全事故等。“点”的数字化应用，是提升岗位作业的质量和效率最基础的要素，可以有效地促进工程项目整体效率提升。

“线”——项目管理层数字化

工程项目是建筑产业的业务原点，项目的成功与否是决定产业可持续健康发展的根本。项目管理层的数字化，通过对“人、机、料、法、环”等生产要素数字化，对进度、质量、成本、安全等作业过程数字化和建筑实体数字化，推动工程项目组织管理与决策的数字化，全面提升工程项目的集成化和精细化水平。

“面”——企业及行业监管层数字化

企业是产业发展的核心主体，而行业监管层是产业发展的重要支撑。利用数字技术，将项目、企业和行业层面的各条线打通，从而实现纵向的价值链整合，完成行管部门和企业资源的协同优化和配置，促进产业数字化转型升级。

“体”——形成数字建筑业

“产业链垂直融合、价值链横向整合、端到端的撮合”，联通直接产业链与间接产业链，形成开放、共享、生态共聚的产业新生态，即数字建筑业。

图2 建筑产业数字转型的实施路径

岗位作业层数字化实现高效作业

岗位作业层数字化是工程项目数字化的基础支撑，在项目施工过程中，围绕项目“人、机、料、法、环”等主要生产要素的管理，实现人员管理、机械管理、物资管理、环境保护、方案和工法模拟等岗位作业的数字化，提升各岗位的效率和质量，保障工程项目建设顺利实施。（图3）

图3 岗位作业层数字化场景

人员数字化让现场人员管理更有序

施工现场基于劳务管理实名制系统，通过物联网与智能设备相结合，将工人流动、考勤、分布、危险作业、事故隐患等数字化。基于系统实时采集和传输数据，通过云和端将采集的数据进行实时的存储、整理、分析，利用终端设备实时展示现场作业和执行状态等情况，而责任人员可以利用移动设备实时接收业务数据，及时落实整改，在提升管理效率的同时降低事故的发生，满足人员和安全的管控要求。（图4）

物资数字化让物资管理更精准

图4 劳务管理实名制系统

通过软硬件结合、借助互联网技术，实现自动采集物料进、出现场数据，全方位管控材料进场、验收各环节，堵塞验收管理漏洞，监察供应商供货偏差情况，以及预防虚报进场材料等，实现物资数字化管理，提升业务效率的同时，提升企业及项目经济效益。（图5）

机械数字化让现场施工更高效

图5 智能物料验收管理系统

将施工现场各类机械、设备接入到智慧工地平台中，实现施工机械、设备数字化管理。在施工准备阶段，对施工机械使用数量、进场顺序、位置布局等关键指标进行优化，合理布放机械安装位置，确保机械高效运转；在施工实施阶段，全面监控机械运作工况，提示超载或低负荷机械运转信息，实时反馈给相关人员，管理人员基于可视化和数据分析，将现场突发事件或机械运行安全隐患实时传递给作业管理人员，为管理人员提供全天候在线数据分析，辅助完成对机械的实时监管和快速调整决策。

施工方案和工法数字化让施工效率更高、质量更好

施工方案和施工工艺、工法的数字化是基于BIM 技术将复杂的施工方案、工法，通过进度计划、工序工艺与模型的结合，编制成可视化的技术方案。在进行现场技术交底时，利用各类终端查看技术方案，配合进行现场可视化技术交底，保证现场交底高效完成，并提高施工质量。

工程项目数字化提升精益管理水平

项目是建筑产业的业务原点，项目的成功是决定产业可持续健康发展的根本，项目数字化包含作业管理和项目管理两层。作业管理层主抓效率，需要实现建筑实体的数字化、要素对象的数字化和作业过程的数字化。建筑实体数字化是数字项目的基础，其核心是多专业建筑实体的模型化，即通过BIM 打造工程项目数字模型。要素对象数字化是数字项目的手段，通过物联网等技术实时收集“人、机、料、法、环”等要素产生的数据信息，通过云计算、大数据等技术，将数据转变成数字生产要素。作业过程数字化是数字项目的核心，在建筑实体数字化和要素对象数字化的基础上，形成从计划、执行、检查到优化改进的闭环，将项目进度、成本、质量、安全等管理过程数字化。基于软件和数据驱动的数字化生产线，实现精益建造，为岗位作业提效，为项目管理增益，助力工程项目成功。（图6）

稀土矿非法开采、乱采滥挖现象，不仅严重扰乱了矿产资源开发秩序，还由于开采技术含量低、工艺落后、采富弃贫，造成植被破坏、水土流失、土壤污染、河道淤塞、生态环境恶化等一系列问题[1-3]。因此，加强稀土矿监管、保护生态环境越来越受到政府部门的重视。

要素对象数字化让工地现场更智慧

图6 工程项目数字化的核心要素

要素对象的数字化是数字项目的手段，通过物联网等技术，实现“人、机、料、法、环”等要素的数字化，从而减少数据的填报，保证数据的及时、真实、透明。要素对象的数字化为工程项目的精益管理和智能决策提供了数据支撑。基于BIM 技术和物联网技术融合应用，大幅度提高了工程项目管理业务流程的标准化程度、业务执行效率、数据获取的实时性和准确性，使工地现场更加智慧。

作业过程数字化让工程项目管理更精益

作业过程数字化通过数字化技术，将传统的项目进度、成本、质量、安全等管理过程进行数字升级，打通原来散落在各个角色和阶段的工作内容，将一线的实际生产数据实时引入作业过程中来，通过各种智能算法进行过程优化，实现作业过程的精益管理。这个过程以BIM 模型为基础，以要素数据为依据来开展，实现了对传统作业方式的替代。

管理决策数字化让工程项目决策更高效

基于物联网、BIM 等数字技术的应用，通过对项目的建筑实体、作业过程、生产要素的数字化，产生大量的可供深加工和再利用的数据，不仅满足现场管理的需求，也为项目进行重大决策提供了数据支撑。在这些海量数据的基础上，在数字技术的支持下，基于数据的共享、业务的协同，极大地带动项目的管理和决策方式的变革，使建设项目管理决策将变得更加准确、透明、高效。

企业数字化重塑核心竞争力

企业是产业发展的核心主体，数字化时代要求企业将重点从资源获取转向资源配置，通过数字化手段对资源进行重新优化、配置，重新塑造企业核心竞争力。企业的数字化重塑可以分为岗位、项目及企业三个层面。其中：岗位执行层面通过移动办公、智能硬件等方式实现作业数字化，提高企业执行层的工作效率。项目管理层面通过内部的业务互通，上下级的流程互联以及系统之间的数据打通，实现业务管理系统化，提高企业管理层的管控能力。企业决策层面通过BI 大数据分析，提高企业经营层的战略制定和决策能力，实现决策智能化。（图7）

建设单位数字化转型

随着社会的发展和消费水平的升级，人们对建筑的需求已经从满足基本功能的使用到追求舒适和健康。提供个性化高品质产品，满足消费者需求，已经成为建设单位的广泛共识。此外，数字化技术可以提供可视化和模拟分析的技术手段，不仅能够有效的支撑产品的定义和选择，还可支持全过程的建设管理，从而有效控制和提高工程成本能力，提升一体化的项目交付能力，保证交付高品质、绿色、健康的建筑产品。

有利于提供个性化高品质产品

建设单位通过线上、线下结合产业链生态群的方式，以消费者为导向，应用BIM、VR/AR 等交互设计，提供满足用户个性化需求的产品。基于产业链优化资源配置，优选施工企业、供应商等，应用工业化的柔性生产方式，为客户提供工业级品质的个性化定制产品。

图7 企业数字化转型场景

促进建设方降本、增效和提前交付

建设单位利用多种数字化技术，建立多方协同的数字化项目管理平台，使参建各方共同在平台上工作。建设单位将管理前置，在数字模型中设定管理要求和建立相应标准。参建各方需要按照建设单位的管理要求，基于数字业务平台，针对设计、建造、管理等业务协同工作，完成标准产品的快速设计、快速招标、加快项目进程，实现更快、更省、更高的目标。

有利于提高可持续运营与服务能力

建设单位基于BIM 数据库，通过大数据的分析和支持，能够更加有效地规避项目风险，提升自身竞争能力。同时基于BIM 的竣工模型，能更加有效的支撑和提升项目运维水平，提升建筑运行品质，降低能耗，为业主提供健康、绿色、宜居的生活环境，提升企业品牌，实现从产品营销到服务营销的升级。

施工企业数字化转型

利用数字化技术手段，提升经营和生产的水平，改善经营效果，是施工企业赢得发展的必由之路。施工企业只有拥抱数字化转型，与数字技术深度融合，才能够实现精益管理、精准决策、集约化经营，切实提高核心竞争力。

提升施工企业工程项目精益管理能力

在数字化云平台上，企业所有项目的生产情况可被全部纳入实时动态监控范围，通过后台大数据计算、云计算、人工智能等手段，对全企业范围内的资源进行高效的优化配置和资源整合，对在建项目的质量、成本和工期等关键指标进行精准控制，对“人、机、料、法、环”等关键因素进行实时管理，使精益管理的理念真正落地并获得实效。

提升企业集约化经营能力

将企业经营过程中产生的营收、利润、成本等数据信息，通过企业数字化云平台的整合汇总。经过大数据技术、人工智能算法等深入分析，传递至决策层进行统筹安排，使企业经营者能够高效地集中调配人力、物料等资源，统一优化配置资金，集中管理企业招采、促进集约化管理，加强企业对工程项目的管控。此外，数字化转型带来的组织机构扁平化、工作流程线上化等转变，使施工企业减少运营成本投入，更好地实现集约化经营。

提升企业管理决策能力

通过物联网、移动设备等采集到及时、真实的数据后，利用企业数字化云平台集成工程项目资金、经营、进度、质量、安全、技术等数据，并进行多角度汇总和分析，通过各种可视化展现方式，供企业决策层及时、准确了解公司运营情况，快速做出经营决策。同时，各项经营数据指标的积累形成成本、物资等专业数据库，为以后的企业经营提供了不断更新的数据资产，使管理决策从“业务驱动”向“数据驱动”转变，最终提升企业的管理决策能力。

供应商数字化转型

供应商数字化是指基于数字化驱动的供应商业务转型，通过对采购需求、供应资源、交易行为、物流配送、资金运转等各关键环节，进行数字化、在线化、集成化管理，运用大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术，集成供应资源与施工现场形成一体化的智能供应链。实现在设计阶段为设计师提供物料辅助选型，辅助数字化设计；施工阶段优化物料运输方案，助力工程项目数字化管理。通过精准的数字化采购需求，实现供应商的节材、降本、增效和智慧化营销，促进建筑产业转型升级。（图8）

经过大数据技术、人工智能算法等深入分析，传递至决策层进行统筹安排，使企业经营者能够高效地集中调配人力、物料等资源，统一优化配置资金，集中管理企业招采、促进集约化管理，加强企业对工程项目的管控。此外，数字化转型带来的组织机构扁平化、工作流程线上化等转变，使施工企业减少运营成本投入，更好地实现集约化经营。

图8 数字交易服务平台应用

行业监管数字化促进服务化转型

行业监管数字化（即数字政务）是推动行业管理向行业治理转变的驱动力，政府行业监管部门基于大数据、互联网等技术构建监管服务平台，促进行业监管与服务水平的提升，实施健康市场监管，高效现场监督，健康征信体系，培育产业工人，增值产业服务。并通过对行业的参与主体多维度的监管，以数据应用创新为驱动、以数据整合和挖掘为手段服务于行业，持续提升市场治理与服务水平，最终实现“宏观态势清晰可见，监管政策及时准确，公共服务精准有效”的行业发展格局，全面达成“理政、监管、服务”三层面的创新发展。

基于大数据的行业监管体系建设

基于大数据的行业监管体系，通过建筑市场管理、施工现场管理，积累项目、企业、人员、诚信记录，与社会征信合并形成“四库一平台”，利用平台海量数据信息，反作用于市场管理，实现精准化行业数字治理。同时，通过应用物联网设备、交易平台采集施工现场及交易数据，运用大数据分析技术形成监管依据，将“现场”执法检查的结果实时反馈给“市场”的监管，完善“市场”的管理，服务于现场实际投入资源的监管，构建“市场+现场”两场闭合联动机制，强化市场与现场的实时管理，提高行业管理的精准度与力度，大幅提升行业监管水平。（图9）

通过应用物联网设备、交易平台采集施工现场及交易数据，运用大数据分析技术形成监管依据，将“现场”执法检查的结果实时反馈给“市场”的监管，完善“市场”的管理，服务于现场实际投入资源的监管，构建“市场+现场”两场闭合联动机制，强化市场与现场的实时管理，提高行业管理的精准度与力度，大幅提升行业监管水平。

数据驱动的建筑市场监管

数据驱动的建筑市场监管，利用数据作为监管依据，以大数据分析等数字化技术作为决策手段，在搭建数据应用平台的基础上，通过引入国家信用平台等数据库，畅通信息渠道，打造完整的数据体系，实现智能化监管。具体而言，通过交易平台采集交易数据，借助大数据分析技术形成决策依据，动态更新、实时准确地公开社会诚信信息，推动行业市场主体规范自身行为；通过引入国家信用平台，获取市场主体、从业人员信用信息，完善了公共资源信用体系，打破了信息孤岛，打造更加透明的诚信体系。基于数字驱动的建筑市场监管将打破行业壁垒与市场分割，规范统一的业务规则及数据格式，建立市场主体行为动态分析模型，对围标、串标等市场交易异常行为进行预警分析，推动市场良性发展，实现从传统监管向数字化监管的转变。（图10）

图9 基于大数据的行业监管场景

基于智慧互联的工程现场监管

工程现场监管涉及到工程项目各责任主体、企业各业务部门与政府各相关机构，责任主体多，影响因素复杂，容易产生信息孤岛，是监管的难点与重点。基于智慧互联的工程现场监管，将各项目的项目管理系统、智慧工地系统、物联网监测系统等进行整合联网，搭建与各相关企业、政府主管部门间的信息通道。在此基础上，构建智慧互联的安全监管平台，打通主管部门与企业、企业与项目、主管部门与工程项目的信息连接，有效纳入各方责任主体，消除行业部门与责任主体的信息孤岛、打通生产各责任主体的信息屏障、规范监管流程，实现建设工程现场监管的升级转型。（图11）

图10 数字化监管的应用场景

图11 基于智慧互联的工程现场监管场景

结语

在全球数字经济蓬勃发展，各行各业都在积极推进数字化转型的大背景下，我国建筑产业要摆脱高污染、高能耗、低效率的发展窘境，唯有积极拥抱数字化，利用数字化手段改变原有落后的生产方式和管理模式。产业数字化转型的关键业务对象是工程项目，核心主体是企业。通过产业数字化转型驱动、数字建筑平台赋能，建筑产业的行业监管部门、建设单位、施工企业、设计咨询企业和供应商等，都将面临业务模式和商业模式的数字化转型或升级。

然而，建筑产业的数字化转型是一个巨大系统工程，不可能一蹴而就，应遵循“点、线、面、体”的实施路径推进：先进行局部“点”的数字化实践，实现各个岗位作业层的数字化；然后把各“创新点”连线，实现工程项目的数字化；再从企业层面进行纵向价值链整合，以及政府层面对企业间的横向产业链变革，实现数字企业和数字政府；最终形成产业的数字建筑产业新生态。