基于数据要素的装配式建筑价值创造的机理及路径

田慧, 王首绪

长沙理工大学交通运输工程学院，长沙 410114

引言

装配式建筑与传统建筑相比，具有低消耗、低污染、高效率等优势。随着环保需求与“双碳”目标的提出，国家出台了一系列政策推动装配式建筑在我国的发展，虽然已经有所成效，但经济效益低，使得大多数甲方仍处于被动接受和采用装配式建筑的状态。针对此问题，赵艳丽等[1]构建了装配式建筑成本链管理模型，结合精细化管理理念，提出了成本链的优化方向，以提高管理效率和降低成本。许志权[2]基于BIM技术给出了装配式建筑各阶段的成本管控措施，帮助建筑企业开展高效的全产业链成本管控。安凯歌等[3]从企业间信息交流进行交易的角度，构建了装配式建筑供应链交易成本模型，实现交易成本量化，并通过对其进行交易成本的管理来降低建造成本。以往研究大多侧重于降低成本来实现经济效益，强调成本的节约与控制，但成本的降低是有上限和条件的，过度地降低成本会影响项目的质量，质量不达标又会造成返工导致工期延长，工期延长间接增加成本，陷入恶性循环。由此可见仅依靠降低成本难以使装配式建筑的经济效益达到预期效果，故本文将关注的重点转移到提高装配式建筑参与企业的价值增长上，重视节流的同时进行开源，以提升装配式建筑的经济效益。

价值链理论是研究价值创造活动的重要理论，通过一系列增值活动使商品或服务价值增值。在数字经济时代下，数据成为第五类生产要素对于价值创造有着重大的意义，价值会随着数据的应用流动被创造出来，传统价值链理论进一步发展为数据价值链，将数据转化为产品和服务以发挥数据的经济价值。李飞星等[4]采用实地调查和案例研究相结合的方法剖析了荔枝产业数据价值链构成及其增值机理，发现数据成为农业产业的新利润源泉，农业产业传统要素的价值在数据作用下不断得到强化。霍宏博等[5]对渤海油田钻完井大数据工作进行了调研，大量成果表明大数据在智能压裂填充、远程辅助决策和海洋物资调度中的应用起到了良好的效果，实现了钻完井技术的优化提升。李永红和张淑雯[6]通过对大数据的理论研究，明确大数据通过价值创造能够驱动传统产业转型升级。在各个行业，数据将作为新的生产要素通过与其他传统要素的精准结合创造出新的价值，成为新的增值方法和路径。目前，建筑领域的数字化步伐远远落后于其他工程领域，现有研究相对不足，因此本文在分析数据这一新型生产要素的特征与数据价值链的基础上，基于数据价值链理论对装配式建筑传统价值链进行重塑，探究数据对价值链的增值机理与数字经济条件下装配式建筑数据价值链的价值创造路径，期望能为推进建筑行业数字化转型以使参与企业效益更大化提供理论参考，推动装配式建筑的发展。

1 理论基础

数据是对客观事件的一种描述、记录和表达，是一种可以鉴别的符号。随着数据时代的到来，一切皆可数据化。继土地、劳动力、资本和技术之后，2020年，数据成为第五类生产要素，其价值得到认可。随着信息技术的发展与广泛使用，数据在价值创造中发挥越来越重要的作用并成为重要的生产要素贯穿于生产过程的始终。在2021年发布的《“十四五”大数据产业发展规划》中提到，要建立数据价值体系，推动要素数据化，促进数据驱动的传统生产要素合理配置。

数据本身就具有价值不可否认，但大多数情况下，如果只是进行单纯地数据采集和存储是很难谈得上有什么价值的。需要经过必要的、专业化的数据分析和加工后数据才能体现其价值，需要在合适的应用场景中才能发挥其价值。数据的价值创造作用来源于对数据的应用，即数据在业务运营中产生价值。本文数据的应用场景设定为装配式建造全过程，探究将数据应用于建造的各具体增值环节所能创造出来的价值，如：通过用数据来优化设计、提高生产和施工管理效率、精准营销等来获得更高的盈利。

价值链的概念最初是1985年由迈克尔·波特[7]提出的，他认为价值链是由设计、生产、销售、发送等所有向用户交付产品或服务所需的一系列与生产活动直接相关或有直接影响的生产活动及相关辅助活动构成的体系，是一个创造价值的动态过程。后来，彼得·海因斯将原材料和顾客纳入价值链，将价值链延伸至产业总体范围[8]。2013年Miller等[9]将数据融入价值链中形成新的概念内涵，即数据价值链，认为数据价值链的形成涉及数据获取、数据管理以及利益相关者和技术架构，可以通过不同的数据组合形式为企业的决策、生产提供增值信息。他将数据价值链划分为数据发现、数据整合和数据开发利用，此后研究者们又从不同的角度对数据价值链进行了分析和定义。本文结合上述研究的观点，构建了如图1所示的数据价值链，将数据价值链划分为数据生产、收集、处理、存储、使用、流通6大数据基本管理活动和软硬件基础设施、人力资源管理、技术创新和开发等辅助支持性活动。

图1 数据价值链Figure 1 Data value chain

2 装配式建筑数据价值链

2.1 装配式建筑传统价值链

装配式建筑价值链的起点从装配式建筑的设计开始，该阶段的主要任务是进行装配式建筑的初步设计、深化设计和设计变更；提供构配件、材料和设备的详细信息。设计单位要与开发商或建设单位、材料供应商、构件制造商和建筑公司合作，避免后续进行变更。第二步是材料的采购，由供应商根据图纸提供施工所需要的建材，根据制造商的生产计划，控制好原材料的供应数量和时间，减少材料在工厂大量堆积的现象。第三步是预制构件的生产运输，由构件制造商和物流企业分别进行构件的生产和运输，该阶段的核心是要保证中间产品构配件的质量，按照施工企业的安装进度计划信息进行生产运输，依据构配件的安装次序与位置提前规划构配件的装车摆放和在施工场地的摆放。第四步是构配件的装配施工，施工企业对齐设计单位的要求，对施工质量、施工成本和工期进行管理，形成最终的销售产品。最后是产品的销售，包括出售产品和提供产品的售后服务。运营商通过广告宣传，将产品信息传递给用户并使用户产生购买意愿[10]；通过提供使用建议和产品维护等服务，促进产品的销售和提升顾客满意度。

2.2 数据的特征与数据价值链

研究表明，数据作为一种新的生产要素，与土地、劳动力、资本和技术相比，呈现出一系列的独特特征。在流通过程中，数据的边际成本低、可多向流动且不易丢失。数据可以以极低的成本在生产过程中进行流通，不需要大量的人工及设备进行运输。数据信息的多向流动包括正向数据流动、逆向数据流动、环节内数据流动、外部数据的注入和内部数据的输出[11]56，可以减少价值链各环节信息的转换层级及交互步数，加快数据信息的流通，提高信息的时效性。同时，可以在流通过程中减少各种人为操作误差，使最终信息的准确性和完整性得到一定的保障，有利于决策者作出正确有效的决策。在实际应用中，数据的可复用性强、规模效应大且无时间和空间的限制。数据强大的复用效率和规模效应使其可以被多次、多人重复使用，使用过程中的数据生产要素不断迭代更新，数据产生的价值将更加可观。数据还不受时间和空间限制，可以允许同一时间在不同地区、不同部门、不同企业的多人共享共用，极大地节省时间和人力物力，提高工作效率。

数据价值链是数字经济时代下以传统价值链为基础，融入数据要素进行的拓展，是实现数据价值创造与挖掘的途径，新要素的加入基本改变了价值链的价值创造过程。传统价值链是一种实体价值链模式，关注各种基本生产活动，其价值创造主要依赖于企业内部物质与技术，一环扣一环地向最终交付产品和服务、实现产品和服务的价值演进。各价值创造环节分别处于不同的空间，单个环节的独立运作效果好。而装配式建筑数据价值链是一种“虚拟-实体”价值链模式，同样注重生产过程中的价值创造，但其更强调数据这一新生产要素在价值创造中的核心作用，依赖于新一代信息技术和数字基础设施进行数据收集、数据处理、数据使用等流程，最终实现与各生产环节的生产工具和生产要素的结合创造价值。

数据要素的独特特征也增加了数据价值链的优势，使其拥有了更加丰富的价值传递形式和更广大的配置范围。传统价值链中的物质流、信息流等沿着生产过程单向线性流动，存在信息交流和组织结构的障碍，整体协调能力差。而数据价值链中的数据呈现出的多向流动的特点，使价值链由链式结构被拓展成网状结构，形成价值网络，可实现全流程数据贯通和全价值链业务协同。数据价值链也不再受限于企业内部资源的配置，外部互联网以及企业、政府、顾客等的数据资源都可以被企业收集使用，作为创造额外价值的生产要素注入某一个增值环节，带给企业发展潜能、帮助企业创造更多的效益。同样，项目全过程产生的内部数据也可以作为项目界限外的行业以及企业的生产要素进行跨行业增值。

2.3 装配式建筑数据价值链

李晓华和王怡帆[11]构建了企业从研发设计到回收处理的全过程数据价值链，并考察了数据在研发、制造、营销、服务四个主要生产环节的价值创造机制，具有普遍适用性。本文在其研究的基础上根据工程建设项目具有的唯一性、一次性、不可逆性和产品固定性等特征并结合装配式建筑独特的生产流程构建了装配式建筑全过程的数据价值链。在融合数据要素情景下，传统价值链得到了有效拓展，如图2所示。

图2 数据重塑装配式建筑价值链的路径和过程Figure 2 Data reshapes the paths and processes of the prefabricated building value chain

数据的开放共享是实现数据价值的基础前提，价值链参与企业之间相互信任、数据开放共享才能形成密切的合作关系，才可能实现整体利益最大化。但是当价值链中的节点企业互相交换信息时，存在数据泄漏、数据隐私和数据所有权等数据安全问题的顾虑，从而难以真正做到信息共享，导致信息不对称。在信息不对称的情况下，就可能产生机会主义和有限理性。装配式建筑的建造过程涉及多个主体，传统价值链管理方法存在的信任缺失、信息泄漏等问题日益凸显，使得各参与节点信息共享意愿弱，数据流通不畅、不及时。为了实现工程项目中各种数据的共享，保证交易数据的安全可靠，减少信息滞后可能引起的不利影响，需要创建一个协调统一的合作平台[12]59。经过十几年的发展与创新，区块链技术已经结合了哈希运算、数字签名、P2P 网络、共识算法和智能合约等技术，具有去中心化、不可篡改、可追溯的特性，可以解决不同领域相互信任的问题与现代数据传输的安全问题等[13]，所以本文选择以区块链技术为支撑的信息平台作为价值链的参与企业进行数据信息流通。

3 数据实现价值创造的机理及路径

3.1 数据对价值链的增值机理

在数据价值链中，数据通过提供增值产品或服务来发挥其价值增值作用[14]。要实现数据的价值增值首先要获取一定的数据信息量，不仅要充分利用内部生产的数据信息，而且要通过多种渠道及时获取外部数据资源，然后对获取的数据进行加工和处理转化为可被直接使用的数据知识要素，为企业决策者制定战略以及研发等提供新的依据，数据价值初显。之后通过数据价值链的正反向数据流动将项目参与企业内部的数据知识要素在价值链各个企业间进行流通，促进各业务运营和价值链各方的协同合作，发挥数据的价值增值作用。最后，数据知识要素输出，流入外部市场环境，成为同行业或其他行业的生产要素参与增值活动，数据要素从企业到价值链到外部市场环境，大大拓展了数据创造价值的空间，最大限度使用数据资源。同时，外部反馈的数据资源也会通过数据收集注入企业，实现数据增值传递循环[15]。数据的每一次增值都涉及数据的生产、收集、处理、存储、使用和流通，如图3所示。

图3 数据对价值链的增值机理分析Figure 3 Analysis of the value-added mechanism of data on the value chain

3.2 数据基于价值链的价值创造路径

建筑项目一直以来就具有丰富的数据资源，只是在传统价值链管理下数据的价值未能得到有效的应用。在数字经济时代下，数据要素具有价值创造作用成为普遍共识，数据价值链的发展也为企业发挥数据价值提供了途径。数据对装配式建筑数据价值链的价值创造作用主要通过实现数据自身的价值创造和提升其他生产要素的价值两种方式实现。数据资产的价值创造不仅限于某一个或几个环节，在装配式建筑整个生产流程中都可以发挥其价值创造作用。本文主要探讨数据在设计、生产、施工、销售四个基本增值环节和多环节衔接中的价值创造路径。

3.2.1 设计环节 数据参与价值链增值的过程本质上是信息要素的增值过程，在设计环节各参与者之间基于数据产生信息交互实现价值共创以捕获价值。利用数据多向流动、边际成本低、传递快速准确的特点促进设计单位与各方的信息交流，联通价值全链，释放数据价值的同时进一步挖掘其他生产要素的价值。面对日益激烈的竞争和多元化的用户需求，要想吸引顾客进行购买消费就要准确掌握顾客的需求和偏好，有针对性地为其提供定制化的产品和服务。数据价值链中前端的设计单位可以通过公有区块链直接与末端的顾客进行互动，一方面顾客可以向设计单位直接提出对产品的具体要求，不再只能被动地接受设计提供的选择，而是可以自己参与到设计环节的产品创造过程中实现产品定制化；另一方面设计单位可以向顾客传递设计理念并收集顾客的反馈与实际需求分析掌握顾客需求和预测市场趋势，实现更深层次的价值捕获。装配式建筑与传统建筑的设计环节相比而言，增加了预制构件设计，设计单位要全方位考虑构件的工艺、生产和装配等因素[16]，设计的复杂程度更高、工作量更大。基于BIM技术、人工智能和大数据等可以大大简化设计师的工作量，减少设计时间、降低沟通成本和人工成本，达到降本增效的目的，提升项目价值。

3.2.2 生产环节 数据在构件生产环节的价值创造作用主要是通过提高生产质量和生产效率两个途径实现的。装配式建筑构件体积大，在现阶段的预制构件生产过程中存在尺寸偏差、外观质量和预埋件等问题，造成大量的返工和浪费现象，影响构件的质量，而构件的质量会对最终装配式建筑的整体质量产生最直接的影响。在生产环节，企业可以通过传感器便捷地获取系统的实时状态数据，使用无线射频技术和物联网技术对构件生产进行全过程的可视化监测和控制，再结合大数据分析技术及时发现问题并分析原因进行防范[17]，对构件质量的控制由事后控制向事中控制转变。企业还可以依据大数据分析技术对设备和构件生产的历史数据进行分析，优化生产工艺和生产参数，提高产品的良品率。应用人工智能可实现生产智能自动化，替代体力劳动和部分脑力劳动，融合数据这一新生产要素可以强化和提升资本、劳动等传统生产要素功能，提升全要素生产率和构件生产效率。

3.2.3 施工环节 每个建筑项目都是独一无二的，都只是一项临时性的工作，所以项目团队也具有临时性，在项目开始前组建，项目完工后解散，使得项目的经验和数据严重流失。我国装配式建筑的发展还不成熟，每次的建筑经验和数据都具有很大的参考价值。虽然项目是临时性组织，但项目企业是相对永久性组织，可以从企业层面对项目数据进行收集、处理和存储，构建数据库统一管理供未来工程项目的建设参考使用[18]。数字化管理的应用可以使得管理过程信息可视化，人工采集信息转向自动采集信息，不仅节省人工成本和时间，还可以减少人为操作的错误和经验化的主观判断，更加标准化和清晰化，帮助使用者作出快速正确的决策，提高管理效率和能力[19]。同生产环节，用现代化技术和数字基础设施对建造过程进行全方位的监控，自动、连续地获取数据并进行统计和分析以及时发现异常状况，确保整个项目的质量，还可以降低施工人员受伤的风险。

3.2.4 销售环节 在销售环节，通过对大量顾客数据资产进行智能化管理和分析，运营商能够准确预测出产品的需求人群，有目标地推出商品资讯，实现市场的精确营销。运营商可以应用VR全景技术1∶1全方位真实还原线下实体房，可让顾客不受时空限制地线上看房；基于区块链电子签约平台等还能进行安全合法的线上签约，大幅降低签约成本。运营商通过直接与顾客在线上进行信息交流，拓展服务的价值创造空间，对顾客的售后需求与反馈作出及时回应并快速提供解决措施，用优质的服务提高顾客满意度、维系与顾客间的关系，提升企业的声誉和品牌形象。通过分析分类顾客的反馈信息，还可了解产品存在的潜在问题，在下次生产建设时进行改进和优化。

3.2.5 多环节衔接 价值链上的各个环节既相互独立也相互关联，相互影响。要实现效益的最大化，除了实现各项目主体的个体利益，还要重视协同效应，互利共赢[12]58。装配式建筑涉及环节多，各环节关联度高，如：原材料供应商需价值链上游设计单位提供建筑材料的详细信息和下游构件生产商的生产计划和进度，构件生产商又需原材料的及时供应和施工企业的装配进度。加大了应用传统价值链对其进行管理和实现效益最大化的难度，而数据价值链的价值网络传递形式具有开放性和非线性，它可以打通不同层级与不同行业之间的数据壁垒，强化价值链多环节衔接的协同作业效率，实现从单个节点到整体全局的优化[20]。快速准确且全面的信息交流可以使企业实现资源的最优化利用，减少因信息滞后引起的库存堆积、供应不及时、临时变更等造成的不利影响；所有成员在统一的数据平台上有效沟通和各环节的有序进行也使得交易成本得到有效降低。

4 结论

本文从价值创造的视角出发，基于数据的特征与数据价值链的优势，将装配式建筑传统价值链拓展为装配式建筑全过程的数据价值链，探讨数据价值链对装配式建筑的价值创造路径。数据要素在装配式建筑全生命周期的价值增值活动中，主要通过与其生产工具和其他生产要素相结合提供增值产品或服务，释放自身价值的同时提升其他生产要素的价值，达到1+1＞2的效果。但要在实际应用中充分发挥数据的价值创造作用还存在很多难点，首先，我国目前还没有制定出一个统一的数据采集和分类管理标准推行使用，严重影响各应用企业数据的采集和交换共享；其次，尽管相关的数字化技术已经趋于成熟，但是在实际施工中多数建筑企业都缺乏数字化技术和相关技术人才，需要政府制定相关补助或支持政策激励建筑企业群体的数字化转型和相关人才培养；最后，数据要素不同于传统生产要素，数据的交易和开放共享存在数据安全、知识产权等关键问题，需要加快推进数据权属立法保护工作和相关技术的进一步完善以实现数据的开放。