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赋能建筑行业,数字技术与管理联动是关键

2019-05-27 16:52:01

作者:广联达科技股份有限公司副总裁  汪少山

 

近几年,中国建筑行业由持续了二三十年迅猛发展阶段迅速进入缓慢增长期。理论研究表明,社会的进步和企业的发展,资源、管理、技术是关键要素。在过去的建筑业中,这三个要素的比重为:资源占60%,管理占30%,技术占10%。当产值走向平稳或者缓慢增长时,资源占比下降,行业对管理和技术的诉求上涨。

中国建筑行业近几十年的高速发展,从技术上来讲经历了多次信息化浪潮的变革,我们将其总结为“两次半”。第一次是指设计阶段的“甩图板”,第二次是指招投标阶段的甩“计算器”,而“半次”事实上指的是项目管理的信息化。之所以说是“半次”,因为它更多实现的是自上而下的规划、要求,是无纸化办公的进步,但自下而上的数据填报没有打通数据流。真正的企业信息化管理,一定要做到数据的及时透明有效。因此,建筑业缓慢增长期的严峻形势要求尽快完成第三次信息化变革的下半场工作——数字化转型。

从无纸化办公转变为数字化办公,需要“BIM+云、大、物、移、智”等几样核心数字技术的支撑。完成数字化转型后,大量数据积累、计算和机器自学习,才会带领智能时代的到来。这是IT技术为建筑施工行业赋能的理想前景。事实表明,现在建筑业进行数字化转型正当时。

 

建筑业数字化转型迫在眉睫

为什么现在是建筑业进行数字化转型的恰当时间?首先要了解宏观的背景。

(一)行业背景

目前,整个建筑业的背景急需数字化转型。当前,我国的建筑业具有三个显著的特征:老龄化严重、死亡率居高不下、环境破坏严重。随着全球进入老龄化社会,中国也告别人口红利时代,逐步跨入老龄化,但建设行业又恰恰是一个用工数量庞大的行业,这大大提高了用工成本。建筑业死亡率居高不下是一个沉重话题,在美国建筑业死亡率在全行业居首位。环境破坏方面,调查显示,建筑垃圾占城市垃圾的40%,建筑业能耗占全行业的三分之一以上,碳排放占全世界的8%。

(二)技术驱动

行业背景之后,是技术发展的驱动。这里可以借鉴参考麦肯锡提出的五类技术:

第一个是更为清晰的测量和地理定位。激光雷达和实时动态GPS系统现在已经很容易获得,航拍测绘也越来越成熟。一系列新技术未来对建筑实体测绘是非常之有意义的。

第二个是下一代5D建筑信息模型技术,即BIM5D。BIM技术从定义上来看有两个属性:其一是模型,模型解决了空间问题,从二维升级为三维;其二是信息,也是更为重要的属性,模型上承载的信息才是BIM技术的应用。建筑信息模型真正实现多方协同,设计、建筑施工、运维“一模到底”。

第三个是数字协作和移动化。流程数字化意味着可实时分享信息,以确保透明度和协作、及时的进展和风险评估,以及质量控制,从而实现更好和更可靠的结果。比如,在一个BIM模型上出现多方设计、协同、办公的场景,工地劳务工人会通过安全帽记录全部动态。

第四个是物联网高级分析。随着人员、施工设备的大量使用,以及同时进行的工作量的增长,项目现场越来越密集,并产生大量的数据。在一个建筑工地,物联网将允许施工机械、设备、材料、构件,甚至是模板,与一个中央数据平台“对话”,以获取关键的性能参数,监控员工和资产的生产率和可靠性。

第五个是预制结构转入下一代技术,打造不会过时的设计和施工。当前,大约80%的建设工作仍在施工现场进行,但许多开发商和承包商正在部署新的非现场施工方法,以提高施工可预测性、一致性和可重复性,同时解决施工空间紧缩、劳动力短缺以及更严格的安全和环境标准等问题。其中,预装配、3D打印、机器人建设等已经有很大发展。

(三)管理驱动

管理上提出了精益建造理念,核心是避免浪费。避免“人、机、料”等各个要素的浪费,能保证项目利润最大化。正如前文所讲,随着产值走向缓慢增长,建筑业发展只能向技术和管理要效益。由此看来,避免浪费的背后,就是怎样利用技术手段帮助管理做到精细化,落脚点是技术。

(四)政策导向

精益管理以外,政策所释放的信息也为行业发展指明方向。三年来,多个核心政策都在表明政府对建筑业数字技术的重视程度越来越高,所有政策指向也都为施工企业创造了好的条件和机会。例如:

2017年2月24日《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》强调:加快推进建筑信息模型(BIM)技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用,实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理。

2018年1月7日,《国务院办公厅关于推进城市安全发展的意见》指出:加强城市安全监管信息化建设,加快实现城市安全管理的系统化、智能化。

2019年2月15日,《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2019年工作要点》提到:稳步推进城市轨道交通工程BIM应用指南实施,加强全过程信息化建设。

2019年2月17日,《关于印发建筑工人实名制管理办法(试行)的通知》中表明:要通过信息化手段将相关数据实时、准确、完整上传至相关部门的建筑工人实名制管理品台。

2019年3月5日,国务院总理李克强在《2019年政府工作报告》中明确提出:全面推进“互联网+”运用新技术新模式改造传统产业,打造工业互联网平台,拓展“智能+”,为制造业转型升级赋能。

技术的变化,一定会推动行业的进步。但是做早了可能会成为先烈,做晚了可能被社会淘汰。现阶段,行业形势严峻,科学技术的发展、管理思维的进步和政策的导向都在表明,建筑业数字化转型就在当下。

 

数字建造将技术与管理结合,加速数字化转型

前两次信息化变革中的算量软件、设计软件等解决了岗位工具的应用,提升了单个岗位效率。后半次实现无纸化办公,打通了合同审批,流程审批,费用审批等软流程。到了技术大力发展的今天,把BIM技术,“云、大、物、移、智”等技术与管理相联动起来,才能真正实现建筑施工企业,包括行管部门的数字化转型。

(一)工程施工数字化三要素

在广联达看来,建筑实体、管理过程、生产要素是工程施工数字化即数字建造的三要素。建筑实体的数字化,是通过BIM技术打造虚拟模型。像商业地产等复杂工程中,一定要先把整个施工现场模拟,再具体去施工,减少后期很多问题。装配式在工厂生产之前做施工模拟,能保证所有的构件的精准。

管理过程的数字化,是通过数据智能AI技术进行进度管理,质量管理,安全管理和成本管理。这个管理是过程的管理。比如,一个企业将500个项目分为7个节点管控,在公司总部能看到所有项目哪一个节点出问题,同时跟成本、OA、财务、集采等系统挂接起来。

生产要素的数字化,是通过BIM技术和物联网技术实现“人、机、料、法、环”等要素的数字化,从而避免数据的填报,保证数据的及时真实透明。要素的数字化是后面更多数据的来源。

(二)数字建造解决方案理念

在我们看来,数字建造解决方案,按照计划、模型、构件、任务的线索,通过数字技术分别解决三个层次的能力。首先是施工项目精益管理能力。PM+,实现从计划、执行、检验到优化形成效率闭环和智能化的管理。然后是建筑生命周期管理能力。BIM+,实现数字化空间结构,且叠加数字化过程时间维度,形成动态丰富的数字模型和应用。最后是工地信息集成管理能力。IOT+,就是建立泛在联接的数字端和标准,汇聚项目海量数据,分析和演化项目管控优化算法。这几项技术连动,才能产生真正的数字化的项目以及数字化的企业。

(三)数字项目的内涵

项目的数字化包含作业管理和项目管理两层。作业管理主抓效率,项目管理主抓效益。在作业管理层要实现建筑实体、作业过程、要素对象的数字化,数据实时采集,保证真实和透明。

这些数据向上传输形成项目数据中心,支撑组织管理的数字化,打通技术、生产、商务三线。根据项目数据中心的大数据可以形成项目看板,为项目管理层全面获悉项目信息提供快捷方式,而经过AI技术分析的数据形成真正的数据智能。

(四)数字化的转型要兼顾点、线、面、体

以上只是从单项目的数字化来约略讲数字技术和管理的结合。由于不同企业的现实状态不同,规模不同,管理水平和模式差异大,数字技术的应用也不尽相同。管理与数字技术的结合是一个系统工程,在实践过程中要逐渐完成点、线、面、体的价值实现。

所谓“点”,即人员、机械、物资、安全、进度、造价等单岗位工作的数字化。

“线”,即项目管理生产、商务、技术等各条线的数字化。以此三线为主,整合各岗位,实现从设计、建造到运维的全过程数字化建设。线的数字化通过BIM信息打通PDCA循环,形成严谨可靠的计划管理,及时完整的跟踪管理,高效便捷的生产协作和有理有据的分析决策,以达到最后企业的全面动态管控。

“面”,即项目、企业、行业的数字化。利用数字技术将项目、企业和行业层面的各条线打通,从而实现横向的价值链整合,助力企业经营水平提升。

“体”,即真正的数字建筑。点、线、面的数字化,最后互相连接形成了建筑业的“体”,而要实现“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,实现建筑业全生命周期、全企业、全行业、乃至全社会的生产要素的数字化变革,进而实现真正的数字建筑业。“数字建筑”是建筑产业转型升级的核心引擎,要通过软件和数据打造数字化的生产线,把建筑业提升到现代工业级精细化水平。

 

数字化转型的路径建议

在数字化推动过程当中,很多企业都会遇到困难或挫折,也就免不了质疑、反对和犹豫。所以说,新技术落地不光是技术本身的问题,更是管理的问题。技术变革一定要与管理变革相关联。转型核心是企业要有变革能力:高层有清晰的愿景、战略、目的和目标;然后是核心团队对数字化的责任,贯穿整个业务过程的用户和客户体验,正确的组织、环境和赋能体系;再往下是一个长期的技术和数据结构,进行适当水平的投资,一个把愿景落地的沟通计划,以变革为中心进行计划和度量,跨职能的工作以及合适的创造性实践。

(一)数字化转型解决方案

我们认为通过数据平台,做到建筑实体、智能管理、资源配置、项目管理、现场作业等各层次的数字化,最后达到数据驱动管理决策,是一个比较合理的数字化转型整体解决方案。但这不是一蹴而就的,变革过程需要人才的培养、工地的应用、标准的建立,同时要建立适应企业本身情况才能真正落地。根据经验这可能需要3—5年的时间。

(二)业务架构

施工企业的数字化转型核心围绕数字化展开,所有的作业过程都能够实现数字化,作业数据能够有效采集,结合施工业务建立符合管理要求的系统化管理平台,不断积累数据,通过数据分析模型,实现对项目的智能分析决策。

企业和项目是数字化转型的两个层次,应在这两个层次中建立以数据为中心的业务管控平台和分析决策系统。业务系统和决策平台的建设,数字化是基础,对作业的全面数字化,能够实现对作业过程的全面记录,数据的有效采集和追溯;系统化是核心,解决信息孤岛,打通和建立系统/数据间业务关系,依据管理需求建立各类系统化平台,实现对项目的高效管理;智能化决策是数字化转型的目标,在作业全面数字化,管理系统化以后,通过海量数据,在有效的业务分析模型下,实现对项目的智能决策。

(三)技术架构

我们的数字化管理平台包含了技术平台,数据平台和基础服务平台。从2002年开始,广联达专注底层图形技术的自主研发10余年,集合了物联网技术、大数据、BIM以及人工智能技术的技术平台,为整个数字施工解决方案提供了技术保障。同时,还开放了BIM FACE图形平台,来支撑整个技术架构。另外,基于统一的数据平台和基础服务平台开发的应用,打通了项目和企业间的数据流通,并使之高效传递。

数字项目提供了技术、生产和商务各专业的协同应用和数据管理,项目管理层可以通过项目BI,实时了解项目动态,及时管控,做到协作执行可追溯,管理信息零损耗。企业层的经营管理及非经营管理数据,协同办公等职能管理数据可以通过企业级GEPS、集采、履约管控、工作协同管理等软件采集。数据通过企业BI传递给决策层,结合企业的工法库,在有效的业务分析模型下,实现对项目的智能决策。做到决策过程零时差。

在数字化转型解决方案落地时,数字化是基础,系统化是核心,最后才能实现智能化的目标,广联达要为施工企业的数字化转型提供一站式服务。

 

(四)实现路径

建筑施工企业的信息化变革和数字化转型经验有成功,也有失败。归纳起来,正确的建设策略有以下四点:第一是一定要明确方向,真正与企业的战略相匹配;第二是实现自上而下设计,结合企业的现状去落地;第三是分阶段去推进,与企业战略的推进节奏相匹配,以价值为出发点;第四是自下而上实施,首先解决项目的数字化。

广联达在行业内进行多年信息化探索,研究如何真正将IT技术与工程建设业务连接起来,帮助施工企业不断地成长、进步和突破。现在,可以确信地说:新的时代来临,赋能建筑行业的关键是数字技术与管理的联动。数字化转型的背后,诞生的是基于新技术下的新型项目管理。趋势已经清晰,路径也几近明确,谁能抢占变革的先机,谁就将领先行业。

 

 

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