如何认识建筑业数字化转型？

建筑业数字化转型的内涵不仅限于数字技术的运用，最终目的是革新商业模式，提升价值创造能力与绩效；BIM是转型过程的关键技术主线与核心抓手；具体内容包括基于BIM的项目生产和管理数字化以及基于ERP的企业管理数字化。

数字化转型是建筑业高质量发展的必经之路

《“十四五”数字经济发展规划》提出，数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，其以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力，促进公平与效率更加统一。

在全球范围内，数字经济创新企业无论是在规模还是成长性方面都处于引领地位，全球市值最高的前10家企业中，数字技术相关企业占7家。《IDCFutureScape:2020年全球数字化转型预测》指出，2020年至2023年，全球数字化转型投资支出将达到7.4万亿美元，复合增长率达17.1%。

我国处于数字经济将发挥关键性作用的阶段，2020年，我国数字经济规模达到39.2万亿元，占GDP比重为38.6%。数字经济已成为我国最具活力、最具创新力、辐射最广泛的经济形态，成为国民经济的核心增长极之一。近年来，我国数字经济保持高位增长，数字经济结构不断升级优化，产业数字化深入推进。

麦肯锡国际研究院于2016年发布报告显示，在全球所有行业中，建筑业的数字化水平居倒数第二位。德勤咨询2019年的“数字化成熟度”调查结果显示，建筑业数字化成熟度得分为4.50，在被调研的行业中得分最低。住建部等13个部门联合印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》强调加快推动智能建造与建筑工业化协同发展，打造全产业链融合一体的智能建造产业体系。《中国建造高质量发展战略研究》《中国建造2035战略研究》《建筑业“十四五”期间发展趋势研究》等研究项目描绘了“中国建造”发展蓝图，指引着建筑业未来发展方向。在国家宏观政策方向与行业变革方向共同作用下，建筑业有需要、也有必要向数字化转型，这既是建筑业企业应对变革的内在要求，也是建筑业实现高质量发展的必经之路。

建筑业数字化转型的内涵

数字化转型是建立在数字化转换、数字化升级基础上，进一步触及公司核心业务，以新建一种商业模式为目标的高层次转型，进而构建一个富有活力的数字化商业模式。

价值导向下的转型目标： 革新商业模式，提升业务绩效。

建筑业数字化转型绝不仅包含数字技术的运用，其最终目标是构建新的商业模式，提高价值创造的能力和业务绩效，按价值形式划分的颠覆性商业模式有三种，分别是成本价值、体验价值与平台价值。

以成本价值为例，波士顿咨询公司发布的报告显示，不同类型建筑在数字化转型作用下全生命周期成本均有降低，预计到2025年，全球建筑业数字化转型将节省设计与建造成本7000亿~12000亿美元（13%~21%），运维成本节省3000亿~5000亿美元（10%~17%）。进入后工业化阶段，不同于工业化时代的标准化与去个性化，客户的体验价值凸显，个性化定制、柔性化生产开始成为企业的发展目标。建筑业企业应当顺应数字化转型趋势，以客户需求为导向，满足客户个性化需求，优化客户体验，拓展价值空间。数字化转型也提供平台价值，串联全产业链企业的数据与信息，打造集成化、协同化的业务生态系统，构建全数字化市场。

数据、信息与知识生产要素的巨大乘数效应。

建筑业需清楚认识到，数据、信息和知识是驱动数字化转型的关键生产要素。 将数据、信息和知识贯穿于产品与服务全过程、全环节、全要素中，提升价值创造与传递的能力，是数字经济和数字化转型的出发点和突破口。

建筑业产品整个生产与服务过程产生的海量数据、信息与知识蕴含了巨大价值，数据、信息和知识生产要素在生命周期内穿透越长，在空间/组织/要素方面穿透越宽，越能释放乘数效应，价值也越大。

通过技术、制度等创新推动数据、信息与知识的打通、融合与共享有助于建筑业打破“筒仓”，破除信息和数据孤岛。充分发挥数据、信息与知识要素的作用与价值，融合应用信息技术，协同推进商业模式创新，将为建筑行业数字化转型带来强大动力。

数字化转型之根本：组织变革。

建筑企业自上而下的组织变革是数字化发展的重要保障，包括战略、流程、人员和思维等方面的变革。其他行业的经验表明，“组织惰性”常常是数字化转型失败的“绊脚石”，组织变革将从根本上为转型提供保障。

建筑业数字化转型过程中的组织变革不仅需要企业领导层的重视和顶层设计，制定转型战略与实施蓝图，也需要组织上下人员在思维模式上的转变，在企业中培育和鼓励数字化创新文化。

克服“组织惰性”拥抱组织变革意味着业务流程、管理制度以及人员工作关系等方面的深刻颠覆与重构，将对数字化转型起到巨大的驱动力。

建筑业数字化转型的关键技术体系

建筑业数字化转型技术主线 ：建筑信息模型技术。

建筑信息模型BIM技术是数字模型技术在建筑业的具体应用，被视作建筑业数字化转型的技术主线。BIM具有贯穿项目全生命周期发挥价值的潜力，可实现全组织、全流程、全要素的覆盖与管理，有利于资源的集成整合与信息的互通共享，减少时间和信息的损失与浪费，促进项目各参建方协同工作与管理。

BIM技术具有与其它数字技术集成应用的优点。

在规划设计阶段 ，数字化技术应用涵盖协同设计、集成场地信息、数据驱动设计、模拟仿真与优化设计等。各专业工程师、设计师将图纸信息集成到统一的BIM模型中，可识别模型碰撞和冲突，保证所有图纸、报告和数据的一致性，增强协同设计。

通过与性能分析软件相结合，BIM模型中有关建筑体量、朝向、采光、通风、能源等信息有助于在前期设计阶段进行设计方案比选和优化。AR和VR技术能够为业主等提供交互式模拟体验，将虚拟的信息叠加到现实的物理环境中，实现设计方案可视化，辅助业主等利益相关者进行评估、比较与决策。

在施工阶段，数字化技术应用涵盖参与方间实时信息共享、数据驱动的精益建造、自动化施工、严密的施工监控等。 BIM云平台可以实现各参与方间信息实时共享、资源整合和协作。BIM模型中包含的人、材、机等信息有利于对各资源进行管理，提高生产效率、节约成本以及减少浪费。AR技术通过扫码定位等方式能够将BIM模型定位叠加到现实的建筑空间中，通过定位后BIM模型与现场施工情况进行比对，检查施工质量，辅助施工交底。

运维阶段能够实现基于BIM的运营维护、虚拟交付和调试、健康检测和运维预警、快速高效的更新和改造。 在资产管理和设施管理中运用BIM技术能够方便地获取建筑的资产信息，提高运营效率，为建筑的运营和维护决策提供支持。通过与传感器网络相结合，BIM模型能够反映建筑的温湿度等环境监测数据，有助于设施的能源分析与管理。

建筑业数字化转型的变革性 力量：BIM。

波士顿咨询公司于2016年发布的报告显示，BIM是建筑业数字化转型的变革性力量，也是转型的核心与关键，以BIM为核心的数字技术将改变建筑行业长久以来生产率低以及企业在适应和创新方面进展缓慢的积弊。

世界经济论坛与BCG于2016年联合发布的报告图2建筑业数字化转型及产业变革趋势指出，BIM在建筑业企业数字化转型中扮演着核心角色，是许多其他技术的关键推动者和促进者，有助于各利益相关者协同合作，其正逐渐成为中央集成设计、建模、规划和协作的平台。

建筑业数字化转型的技术体系结构共分为四个层级，包括传感器和其它设备层、数据/物理整合层、软件平台和控制层及用户界面和应用层。

技术体系的底层是嵌入式传感器，可以实时监控建筑各部分的状态。数据/物理层中的3D打印技术可应用于大型建筑构件和混凝土结构。GPS和射频识别（RFID）技术可用于实时追踪设备、材料和工人。软件平台和控制层是技术体系关键，该层级中BIM技术占比很大，其作用至关重要，能够服务价值链上的所有利益相关方，也有利于项目跨阶段顺畅的集成。用户界面和应用层的大数据和分析可以处理建筑项目及其环境产生的大量异质数据,加强建筑设计,促进实时决策,提高预测准确性。项目全生命周期的技术体系结构如图1所示。

图1 项目全生命周期数字技术体系结构（参考：IBM商业创新研究院成果）

作为建筑业数字化转型的核心，BIM技术具有与其它数字技术集成应用的优点。在供应链中，通过与GIS、RFID、IOT等数字化技术结合应用，可以实现工业化建造的高精度设计、高精度构配件工厂生产及现场装配，促进集成管理。

例如，BIM能够存储和处理翻新项目中的三维激光扫描数据；提供预制和自动化现场设备所需的输入数据；在施工和运营过程中，易与测量传感器和移动设备连接。

BIM能够整合和应用外部数据，丰富其它软件应用程序和数据系统的数字化建设，为ERP系统、PMS系统、TMS系统提供基础数据源，完成海量基础数据的计算和分析，解决建筑业企业信息化中数据收集的及时性、真实性、准确性和可追溯性的问题。

建筑业数字化转型的实施

建筑业数字化转型实施三阶段。 建筑业数字化发展可分为三个阶段。

第一阶段为项目数字化，基本特征是基于BIM的项目生产与管理环节数字化。 项目数字化阶段以加强生产指挥能力建设、提升精益化项目管理能力、建设智慧工地等为主。

第二阶段为企业数字化，基本特征是基于BIM与ERP系统的项目管理与企业管理数字化。 企业数字化阶段以提升战略绩效管控能力、建设全面预算管理能力、加强一体化建造能力提升、提供特色业务服务等为主。

第三阶段为产业数字化，实现基于BIM、GIS、ERP、IoT等数字化技术的产业互联网。 在产业数字化阶段，建筑业企业依托数字化平台，对建筑产业链上下游的业务流、数据流和信息流进行智能一体化全过程管理。建筑业数字化发展的三阶段。随着数字化转型发展阶段的提升，建筑业将逐步走向数字化、在线化和智慧化。

建筑业数字化转型实施内容。从具体内容上讲，建筑行业数字化转型包括两部分， 一是基于BIM技术建设项目全生命周期的项目数字化 ，通过数字技术的增强、拓展和进一步的重新定义，重塑建设项目交付模式，通过项目生产和管理的数字化实现价值的交付； 二是在建筑业企业运营中，以ERP系统为中心，通过数字技术与运营模式的紧密结合，创建、利用和整合，重塑企业数字化运用新模式，实现价值的交付。 两方面的协同集成进展，逐步实现企业生产和运营双向集成变革，从而实现整个企业数字化转型，并进而实现整个建筑产业互联网的发展，形成整个行业的价值共创的全新生态系统。如图2所示（参考了IBM商业创新研究院成果）。

图2 建筑业数字化转型及产业变革趋势

建筑业生产流程割裂、碎片化以及各参建方存在沟通壁垒等问题存在已久，建设项目各个阶段难以打通，孤岛效应明显。为了解决这些问题，不仅要发展数字化技术，还应紧密结合现有行业环境、业务流程、管理制度以及人员的知识和技能，对现有规范、标准、政策做出相应调整。