建筑企业数字化转型的三个维度与两项工作

■ 广联达科技股份有限公司副总裁 王鹏翊

随着大数据、云计算、BIM、物联网、机器人、VR 等数字技术的快速发展，建筑企业数字化转型成为行业关注的热点。但是，数字化转型是不是迫在眉睫？转型究竟转什么？如何做才能转成数字化？本文针对这些疑问，结合广联达的实践经验，阐述了数字化转型的三个维度和两项工作，以供参考。

行业形势呼唤数字化转型

习近平主席在2019年新年贺词中说：“这一年，中国制造、中国创造、中国建造共同发力，继续改变着中国的面貌。”习主席将中国建造与中国制造、中国创造并列提出，强调三者共同发力改变着中国的面貌；两次数字中国建设峰会的召开，充分体现了国家对于数字化发展的高度重视。据中国信息通信研究院发布的《中国数字经济发展与就业白皮书（2019年）》统计，2018年，我国数字经济规模已达到31.3万亿元，占GDP 比重为34.8%，超过三分之一。中国1000强的企业里有50%已经把数字化作为面向未来的关键策略，IDC 预测未来有65%的企业都是基于信息和数字的公司。国家的重视与可观的经济数据共同代表一个趋势，数字化已经成为行业发展的主流。

两种主要矛盾驱动建筑业数字化转型

一是行业需求和标准的升级驱动行业转型。国家“十三五”规划的能源“双控”指标要求，单位GDP 能耗累计下降15%，单位GDP 碳排放累计下降18%。但现实是目前的建筑品质并不乐观。据调研显示，国内现在建筑物寿命平均只有30年，每年拆除新建比为40%，建筑行业占社会能耗的50%，这些都会成为制约行业发展的障碍，也是数字化转型的动力。

二是劳动力紧缺将倒逼行业改革。目前，劳务工人存在两个50%：第一是老龄工人占比已达到50%，也就是45岁以上的工人已经占到建筑工人的50%；第二是预计人力成本未来将占总成本的50%，10年前人力成本占比仅为建造成本16%，今天占比约为30%，10年后人力成本将占到50%。中国进入老龄化社会后，未来建筑行业的劳动力缺口必然会增大。

已经进入超老龄社会的日本，目前建筑工人平均年龄已到50岁，整个建筑行业工人缺口大概100万。为了解决劳动力紧缺问题，日本启动了I-CONSTRUCT 计划，使用BIM、物联网、装配式、机器人等技术来提升劳动生产力。日本的现状就是5年、10年之后的中国，届时只有提升劳动力的技术水平，如应用装配式、BIM 等技术，才会得到快速的发展。

数字技术是行业转型的重要手段

在建筑业的发展过程中，有三种驱动模式：第一是资源驱动，第二是管理驱动，第三是技术驱动。根据麦肯锡全球研究院数据显示，现在建筑企业主要是资源驱动，而技术上真正的投资只占10%。（图1）

在麦肯锡研究院生产力提升因素的分析中，技术是最主要驱动，占25%。总的来说，在建筑企业发展驱动要素中，技术是最被低估也是最有潜力的因素，而数字技术则是重中之重。单点建造技术可能只会带来个别效益的提升，但数字技术的应用，可以为整体转型升级带来可能性。

建筑行业现状要求进行一系列的技术变革，以减小高能耗、低利润、劳动力紧缺等带来的问题。在这些因素的驱动下，以前被认为成本高的技术都会得到重视，应用成为现实。

图1 转型升级模式选择

数字化转型的三个维度

建筑企业数字化转型到底转什么？ 根据广联达新建造研究院的分析，建筑企业转型涉及三个维度：第一是生产维度，即用数字技术对工程项目的设计、生产、施工和交付等工程建设全周期进行提升；第二是组织维度，通过第一维度的数字化得到大量的数据，这些数据在企业、项目与个人之间变得透明，从而带来企业对项目管理和人员管理的变革；第三是价值链维度，通过前两个维度充分发挥数字化的效率属性，实现生产和管理的效率提升后，链接用户、建设方、设计方、分包方、施工单位，使建筑企业转型为平台，围绕工程项目及数字化平台，链接各方，从而实现建筑企业的价值链转型。（图2）

生产维度

生产维度的数字化发生在三个场景：第一个场景是在项目办公室利用BIM 技术实现工程项目的虚拟建造；第二个场景是在生产工厂以虚拟建造为基础，实现构件的工业生产；第三个场景是把数字建造形成的数据输送到施工现场，指导现场生产活动，同时运用物联网、AI 等技术采集现场施工的信息，即智慧工地。（图3）

图2 数字化转型的三个维度

图3 数字化生产

虚拟建造（BIM）主要做两方面的工作：一方面是设计深化和专项技术方案，BIM 在结构深化和机电深化、场地布置、脚手架设计等方面已经取得了广泛的应用；另一方面是施工策划，在设计深化的基础上，利用BIM5D 技术完成施工场地布置、施工计划、资源计划的整合，完成数字化的施工组织设计。（图4）

虚拟建造是生产维度的关键场景，预计在未来3年应用面将持续扩展，主要涉及以下几个方面：第一，BIM 深化设计以及BIM5D 等技术在过去4年的应用中持续完善；第二，行业多个大赛的影响力逐步扩大，比如“龙图杯”参赛项目数量近几年每年增长速度在50%至60%；第三，BIM 建模成本已由5年前20元/平方米至30元/平方米，下降到3元/平方米至4元/平方米；第四，和过去相比，行业内BIM 技术人才普及程度在加速，通过行业内越来越多的BIM 咨询企业、施工企业BIM 中心、软件企业培训也已经使得BIM 人才快速增长。

工业化生产，符合国家推进装配式的方向。《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》 （〔2016〕71号）要求，2025年要实现装配式建筑占新建建筑的比例达到30%以上的目标。经过多年的发展及政策鼓励，装配式已经得到多方面的验证和众多企业的推广，在技术上已充分验证可能性，制约推广的主要问题是建造成本高于传统作业20%-30%。我们判断，工业化生产逐步会成为高层住宅等合适项目的主要建造方式，主要原因包括：劳动力紧缺问题逐步成为主要矛盾；行业对于施工环境、施工安全的日益重视；装配式项目数量增加带来的规模化成本下降；各地出现补贴鼓励政策。日本的高层住宅大量使用装配式建筑也验证了这个观点。数字技术，特别是BIM 技术，天然具备和装配式建筑高度匹配特性，BIM技术的应用会进一步降低装配式建筑应用的技术障碍。（图5）

图4 虚拟建造

图5 工业化生产

智慧工地，是根据虚拟建造的方案，去指挥现场的每一个劳务工人完成工作，并运用大量的物联网设备，采集现场作业数据，包括人、机、料、环的数据，生产、质量、安全的数据，其中也包括模型信息量使用的数据，最后将这些现场数据与云端建造的数据进行比对，为进一步决策提供数据支撑。智慧工地将会实现两个“一”的精细管理，第一个“一”是通过安全帽和手机这两个“武器”，让每一个劳务工人升级到产业工人。通过智能安全帽可以收集工人每天的工作信息，如考勤、工效分析、安全预警等。通过手机端，可以让每个劳务工人看到今天要做什么工作、什么样的方案、要达到什么样的质量标准。这套方案在广联达的几百个项目中已经实施。第二个“一”是指每一台设备的数字化，比如环境监测、塔机黑匣子、环境监测、深基坑、高支模的物联网监测，随着智慧工地的普及，日益变得常规化。（图6）

在广联达智慧工地平台，可以看到施工现场的视频资料，了解生产、质量、安全问题。很多企业已经在尝试智慧工地的应用，它不同于传统的信息系统，更关注的是数据，而非流程。因为项目上没有那么多标准的流程，恰恰是这些数据让我们知道现场发生了什么以及效益和成本情况，这正是生产维度的意义和价值。

虚拟建造、工业生产、智慧工地三个技术在过去的5年里加速发展，它们同时出现，并不是偶然的，也不仅仅是一时的风口，而是一个长远的趋势，并会逐步变成现实。背后驱动的因素是建筑行业需要转型升级，劳动力紧缺、成本上升问题急需解决，而这三个技术都能帮助提高生产率、提高管理效率。

组织维度

从组织维度来说，随着数字化生产得到海量数据，管理发生了什么样的变化呢？传统的企业管理项目的难点在于建筑企业的各个管理部门，包括工程部、物资部、商务部等，往往只有几个人到十几个人，可以对项目启动、项目策划阶段进行重点管理，而项目实施阶段的两到三年时间里，往往需要对在建的几十个项目进行监管，传统管理模式中难以掌握到工程的实际信息，因此，一般企业只对项目的目标和结果进行管理，过程管理更多依靠项目经理的能力，而有能力的项目经理往往是极为紧缺的。（图7）

数字项目管理（BIM+智慧工地）平台可以帮助企业实现有效的过程监管。数字项目管理（BIM+智慧工地）平台将策划阶段的施工方案、合约规划方案数字化，以及过程执行的进度、质量、安全问题全部都放在云端，项目和企业都可以同时获取统一信息，因此，企业可以实施获取过程管理所需的信息。例如用数字化的方式来看生产周会，进度有没有延误，现场发生了多少质量安全问题，有没有整改，现场上了多少劳动力，物料情况等非常清楚。数字化的经营分析会上，企业商务部门得到更为准确的数据，指导准确的成本分析和决策。施工方案及施工过程的数字化以及云技术解决了企业与项目信息不对称问题，让企业把对项目的管理由结果管理变成过程管理。这是数字化在管理上的重要价值。

数字化带来的第二个变化是让建筑企业不断积累工程管理的大数据，通过大数据赋能技术、工程、成控、物资、人力等业务部门，转型为大后台、小前端的平台型组织。技术部根据数字项目管理（BIM+智慧工地）平台积累的技术方案库和族库，完成BIM 深化设计、施工组织方案以及技术方案的选择；物资部从历史项目中沉淀出合格供应商的材料品类、供应能力、材料价格，并从数字项目管理（BIM+智慧工地）平台获取各个项目的施工进度及物资需用计划，从而确定项目物资采购计划。能够预见到数字项目管理（BIM+智慧工地）平台让企业更多的把能力沉淀在企业，也会在承担更多的项目施工方案策划、合约规划等重要决策，将来甚至会出现部分项目完全由企业决策，项目只负责现场施工管理和执行的情况。（图8）

价值链维度

建筑企业的总体利润率大概在3.5%左右，其中大型央企和地方建工企业的利润率为1%-2%，建筑企业处于整个价值链微笑曲线的低端。如何提升价值链位置是建筑企业面临的核心问题。部分企业专项多元化，把施工得到的资源去做地产开发等，这对于提升施工主业的核心竞争力并没有帮助。

数字化给建筑企业提升价值链中的生态位带来两种可能性：一是能够将建筑企业的建造技术、管理能力沉淀到数字项目管理（BIM+智慧工地）平台中，提升自己的核心竞争力，从而提升在生态链中的议价能力；二是通过数字项目管理（BIM+智慧工地）平台将建造过程标准化及数字化，并通过云服务将建筑生态中的行业管理部门、建设企业、设计院、材料和劳务供应商链接到一起，一方面创造出更多的服务给建设方、供应商；另外一方面，数字项目管理（BIM+智慧工地）平台明确定义了建造的内容、技术标准、时间、质量标准，可以将更多的建造服务分包给合作伙伴。

转型更核心的是通过数据流形成两个价值圈：第一个价值圈是建设方围绕着资金流，与咨询方和设计方形成。比如，在将来数字化的社会里全过程会变得更加重要，很多建设方没有数字化的能力，这时候需要一个全过程咨询方来帮助他们提升对数字化的掌握。第二个价值圈是施工方和相关分包方、供应商。传统情况下，主要是围绕现场资源流展开工作，对工程建造信息了解最深。这两个价值圈的区别在于甲方价值圈里面主要是围绕着项目阶段微笑曲线一前一后两个数据，而施工方主要掌握整个施工阶段数据。两个价值圈本质上是交付模式和信息掌握的竞争。如果有一方将数据统一，掌握话语权，那么其价值链将会得到提升。（图9）

图9 数字化让微笑曲线变穹顶曲线

在这一方面，建设方已经在行动，例如万达的总发包平台、绿城BIM 设计施工一体化平台、碧桂园BIM 一体化平台和景瑞地产的BIM 空间定制平台等。以万达为例，万达总发包平台，包括万达自己、工程总包、设计总包和监理单位，使用同样一套模型、同样一份信息来管理工程。模型背后各种数据是该系统里最核心的内容。模型给万达原有的设计、计划、质量和成本四大系统做赋能，大家围绕同样的信息来做事。在设计方面，万达建了大概1000个图库，有12套标准模型。在计划管理方面，万达有300个管控节点形成非常清晰的计划管理模块。在成本管理上，万达1000个族库的背后套进了万达自己的清单，理论上建完模稍微调整后，合同造价基本形成，这被叫做清单自动化。对于质量安全的管理，在系统里面预算规则，执行时把问题采集上来，系统会做自动的分析。

建设方的目的并不是为了取代施工方，但信息掌握得越多，主动性就会加强。当建筑企业将数据统一，掌握更多话语权时，一方面提升主导性，另一方面会给业务创造更多的新服务。如把信息开放给业主方，让业主方更好地了解管理过程，那建筑企业的价值链将会得到提升，微笑曲线变为穹顶曲线。

将三个维度统一来看，建筑企业数字化转型具有效率和链接两种属性，其价值在于提高建造效率，进行资源整合，掌握信息主导权。

数字化转型的两项工作

除了数字化转型的三个维度，企业为了实现数字化转型，还需要完成两项重点工作，即IT 系统的建设和管理制度的变革。

“T 型”IT 系统的建设

数字化应该建立什么系统？数字化系统与原有的企业各个信息化系统，包括项目管理系统是什么关系？是需要完全推倒重建还是可以扩展？

广联达新建造研究院的观点是数字化系统是一个“T”型的系统。“T”的一横是面向企业各部门流程式的企业管理系统，包括商机管理系统、经营管理系统、财务管理系统、工程管理系统、人力资源管理系统等，这些系统把企业各个部门的工作流程标准化并信息化。

“T”下面一竖是面向项目管理的数据式系统，也是数字化系统最重要的部分。该系统分为项目级系统和企业多项目大数据平台两个部分。项目级系统是项目管理的数字化过程，主要分为三部分：一是建筑的数字化，利用BIM 技术实现的建筑物实体的数字化；二是生产要素的数字化，利用IOT技术采集现场发生的人、机、料的数据，劳动力进出场的数据，物料进出场的数据等；三是管理过程的数字化，就是进度、成本、质量安全这些过程中的数据如何采集。所有数据汇总上来形成企业的大数据平台，支撑合同的分析、过程生产的管理、指标的管理、成本的分析和控制等工作。（图10）

数据系统和流程系统相互连通，给原有流程系统赋予更多的能力。比如，原有的集采系统可以从项目级系统获取每个项目的物资需用计划，形成集采计划；财务系统在处理分包付款时，可以获取项目级系统提供的该分包的合同、支付条件，完成的工程量、质量、返工情况、扣款情况，通过完整的数据实现业财一体化以及资金风险的控制。

企业做数字化转型的过程中常见三种误区，一是完全放弃原来企业的系统去重建。企业流程的标准化、信息化是一个系统工程，除了系统建设，流程的标准化、人员培训及学习成本都是需要考虑的因素。通过T 型系统，原有企业系统并不会被放弃，而是通过主数据统一、业务数据接口打通融入到新的系统中。二是认为数字系统是可以通过企业系统简单的延续得来，如认为给原有系统增加移动应用APP就可以解决问题。数据系统的建设思路和流程系统不同，是围绕数据的产生、管理、应用的系统。在采集上并不追求完成、流程严谨，而是追求应用落地，产生真实数据；数据管理，数据系统建立数据的主数据系统，并对业务数据进行合适的存储、应用管理，选择合适的数据库技术。一个典型例子是BIM、GIS、物联网的数据，其处理和存储技术和流程系统完全不同，在应用上，通过BI、移动端推送到合适的使用场景并逐步积累数据资产。因此，流程系统和数据系统的建设思路不同，并不是简单的延续。三是容易低估操作层和管理层的阻力，数据系统将会下沉到项目的各个操作层人员，当一线施工员、质量安全员等人员对数字化没有较高认识时，改变工作方式是他们经常碰到的障碍。

图10 T 型双系统架构

“T”型系统的建设存在个性化需求和标准化供给之间的矛盾。项目管理是一项复杂业务，包含技术、进度、成本、质量、安全、劳务、物料等内容，又有集团、企业、项目等多个层级的划分。其次是每个企业有它的个性，项目承接和激励管理模式，劳务、物料管控力度都不同。加之目前BIM、IOT、移动、云等新技术迭代非常快，现场又难以形成标准化管理流程，因此，数字系统的建设是个性、复杂的。建筑企业通常通过三种方式来建立系统。第一种方式是企业自己研发，这种模式和企业业务高度匹配，但在云、BIM、物联网等核心技术方面一半难以获取，并且软件研发关键人才在建筑企业内发展空间不足，容易流失。第二种方式是找中小厂商定制，但各个厂商难以建立统一标准，数据难以集成，并且在核心技术、软件交付产品的质量等方面无法得到保障。第三种是采购标准的产品，这种模式交付质量较高，但和企业自身业务匹配度低，难以解决“最后一公里”问题，同时也难以融合到企业原有系统。

面对这些问题，平台+生态合作的方式是新的解决方案。由大型软件公司提供集成BIM、IOT、移动、应用平台等关键技术，并且将核心能力封装对外提供，给企业或者第三方的合作伙伴根据企业需求进行二次开发，更好地匹配企业的个性需求。广联达在2019年6月青岛召开的中国数字建筑行业峰会上发布的“数字项目管理（BIM+智慧工地）平台”就是围绕这个思路建设的平台。（图11）

图11 IT 系统建设思路

管理制度的变革

数字化转型的第二项重点工作为企业制度管理变革。数字化带来信息的透明，需要有新的制度来适应这种变化，从而实现数字化转型。

这些变化包括项目自制度、商务管理制度、资源集中服务、生产管理制度、运作支持制度等几个方面，如图12所示。

第一是项目管理模式需要发生变化，企业直管的项目会用目标管理，而联营挂靠的项目需要转型为股份合作制的方式。这一变化主要解决利益的打通，利益打通项目经理才有意愿把信息透明，公布给企业。

图12 信息透明带来制度变革

第二是商务管理制度的变化，如采购招标制、结算会审制、开支会签制等。以分包开支为例，不管是项目经理还是公司财务部、商务部，都知道分包单位过去干了什么，质量安全做的怎么样，这会带来商务制度管理的深刻的变化。

第三是资源的集中服务，包含材料集中采购、设备集中管控和资金集中管理。由于企业对项目材料、资金的使用非常了解，所以集中管理的效果会更高。

第四是运作支持系统的变化，包含人力资源的管理、分配机制、信息系统，都会发生很大变化。

第五是生产管理制度的标准化，包含安全、质量管理标准化和绿色、文明施工标准化。

数字化转型的策略和路径

图13 数字化转型策略

图14 实施路径

在清晰了数字化转型所包含的三个维度，了解了数字化转型需做的两项工作之后，数字化转究竟要如何落地实施，它的策略和路径又是什么呢？

广联达认为数字化转型实施可分成三个层面：第一是战略层面，数字化不是一个简单的提升效率的动作，它是转型升级的目标，需要高层有很清晰的愿景、战略和目标。第二是在组织上有核心的支撑，核心团队对数字化要背负责任，注重贯穿整个业务过程的用户和客户体验，建立正确的组织、环境和赋能体系。第三是执行层面要建立一个长期的技术和数据架构、进行适当水平的投资，设计一个把愿景落地的沟通计划等。（图13）

关于实施的路径，建议从下到上，由数字化岗位到数字化项目，再到数字化公司。第一阶段数字化岗位，把现场各个终端的触点不断地深化；第二阶段也是最难的阶段——数字化项目，将要素数据整合，深入到生产过程中做过程管理；第三阶段是当大量项目实现数字化之后，上升到公司层面，做组织流程的变革和管理机制的变革。（图14）

这三个阶段价值并不相同，第一阶段提升单岗位操作效率，第二阶段提升项目的效率，第三个阶段提升价值。据判断，目前很多企业正处于第一阶段，准备往第二阶段方向走的状态。此时企业需注意要看到数字化公司转型升级的方向，立足于数字化岗位，踏踏实实把每一个终端数据用起来，并着手做项目的数字化。

从传统到数字，创造建筑企业的全新未来，不是突然颠覆的过程，而是一个逐步转变的过程，需要有明智的策略、科学的节奏、先进的技术，也要有足够的耐心。