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BIM技术实现建筑业企业的数字化转型升级

  BIM技术实现建筑业企业的数字化转型升级


  1.企业数字化转型的三个维度

  建筑业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、分包方,使施工企业转型为平台,围绕工程项目及数字化平台,链接各方从而实现施工企业的价值链转型。

  (1)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施工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数据信息。

  BIM作为虚拟建造过程的核心技术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很广泛的应用;另一方面是施工策划,在设计深化的基础上,利用BIM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。虚拟建造过程是生产维度的关键场景,一是BIM深化设计等技术在过去四年的应用中持续完善;二是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%~60%,中建协大赛今年也将重新启动;三是BIM建模成本已由五年前20~30元/平方米,下降到3~4元/平方米;四是和过去相比,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。

  工业化生产契合了国家推进装配式建筑的方向,根据《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),在2025年实现装配式建筑占新建建筑的比例达到30%以上的目标。经过多年发展及国家政策鼓励,装配式建筑已经得到多方面的验证和推广,在技术上已经充分验证了可行性。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的特性,BIM技术的应用会进一步降低装配式建筑应用的技术障碍。

  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,并且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,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”是通过两个武器,让每一个劳务工人升级到产业工人,即安全帽和手机。通过智能安全帽可以收集工人每天的工作信息,比如说考勤、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。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。BIM虚拟建造、工业生产、智慧工地三个技术在过去的五年里突然加速发展不是偶然,而是长远的趋势。背后驱动的因素是建筑业需要转型升级,劳动力紧缺,成本上升问题急需解决,面这三个技术都能帮助提高生产率、提高管理效率,以此来解决以上

  (2)组织维度:从组织维度来说,传统的企业管理项目的模式就是企业只对项目的问题。目标和结果进行管理,过程管理更多依靠项目自身,存在的最大问题是企业和项目的信息不对称,不能进行规模化复制,企业决策的信息来源依靠项目的反馈,数据的全面性、真实性、及时性不能保证。

  第一个变化是通连数学化管理方式,可以大大提高效率。例如用数字化的方式来看生产同会,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,作业现场?多少劳动人员、物料等情况非常清楚,聚焦讨论。经营分析会也可以通过数字化,得至更为准确的数据,指导准确决策。通过数字化的方式把虚拟建造结果上云,指导现场的施工,也能把施工现场数据及项目管理数据给企业,解决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。策二个变化是转变为大数据支撑的“大后台小前方”的赋能型组织。数字化管理项目,经过长时间多项目的历史沉淀,每个分公司有多少项目,项目在过去一个月时间完成的太概产值等数据不断积累到云端,形成大数据为企业各部门赋能。

  (3)价值链维度:随着生产的数字化和组织管理上的数字化,商业模式也将随之变化,这是价值链维度的思考。从利用率来看,施工企业的利润率大概是3%~3.5%,而房地产开发企业是10%,施工企业处于整个价值链的B端。那么施工企业在价值锁中如何提升呢?有的企业做多元化,本质上是把施工得到的资源去做地产开发,跟施工之间没有完全必然的联系,不能算作转型。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。比如在数字化的社会中,全过程会变得更加重要,很多建设方没有数字化的能力,需要一个全过程咨询方来帮助其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。

  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。以万达举例,万达总发包平台包括万达、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中最核心的内容。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开展工作。在设计方面搭建了1000个图库,有12套标准模型。在计划管理方面有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,1000个族库的背后套进了清单工程量,建完模稍微调整后合同造价基本形成,这被叫作清单自动化。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。

  将三个维度统一来看,建筑业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。

  2.企业数字化转型的两项工作

  (1)“T形”IT系统的建设:毋府置疑,数字化离不开IT系统,但管理制度的变革可能被很多企业忽视。数字化不是简单地把流程放到系统里,要让信息变得更透明,企业对项目和个人的信息更加了解,需要管理制度的变革。IT系统需要建一个“T”形的系统。“T”的一横是施工企业传统和熟悉的流程式的企业管理系统,比如包括制管理系统、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标准化、信息化。下面一竖是基于数据的项目管理系统,也是数字化系统最重要的部分。该系统分为项目数据采集和企业大数据平台两个部分。项目管理系统中没有过多的流程,更多是终端和触点。比如项目的数字化,一方面是建筑的数字化,利用BIM技术实现建筑实体的数字化;另一方面是要素的数字化,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;再者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。

  在企业做数字化转型的过程中常见几种误区,一是完全放弃原来企业的系统去重建,二是企业系统简单的延续,三是容易低估操作层和管理层的阻力。第一种情况称为误区在于企业流程的标准化、信息化在工作中一直会用到,在将来也不会过时,完全放弃很可惜。第二种情况多认为是不是增加一两个APP就可以解决问题,而忽略了数据系统的建立不是简单地把数据采集上来,它需要围绕数据做标准化,最终才能得到正确的分析结果,这是数据系统的建设思路与企业系统的区别。第三种情况是数据系统下沉到项目的各个终端,当一线施工员、质量安全员等人员对数字化没有较高认识的时候,改变其工作方式是比较困难的。

  IT系统的建设存在个性化需求和标准化供给之间的矛盾。首先施工企业涉及业务十分复杂,包含技术、进度、成本质量、安全、劳务、物料等内容,同时又有企业、项目两个层级的划分。其次是每个企业都存在特殊性,项目承接和激励管理模式、劳务物料管控力度都不同。同时还存在技术选代非常快,现场没有合适的标准的问题。但企业集中管控的需求在增强,在这种情况下通常有几种方式。第一种方式是企业自研,但容易出现云、BIM、物联网等核心技术缺失,关键人才缺乏等状况。第二种方式是找中小厂商定制,但各个企业之间没有统一标准,数据无法集成,核心技术包括交付产品的质量无法得到保障。第三种是采购标准的产品,但很可能会出现业务匹配最后一公里难系统整合难的问题。面对这些问题,统一平台加生态合作的方式才是出路。

  (2)管理制度的变革:企业制度管理变革核心是信息的透明带来制度的变化,其变化会在几个方面。第一方面是项目管理模式的变化,比如直管的项目会用目标管理,挂靠的项目会用股份合作制管理,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公司。第二方面是商务管理制度的变化,比如采购招标制、结算会审制、开支会签制等。比如分包开支,不管是项目经理还是公司财务部,都知道分包单位质量安全做得如何,这会对商务制度管理发生很深的变化。第三方面是资源的集中服务,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的使用、资金的使用非常了解,集中管理的效果会更好。第四方面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。第五方面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。

  3.企业数字化转型的节奏和策略

  数字化转型实施分成三个层面:第一是战略层面,数字化不是一个简单的提升效率,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长期的技术和数据架构,进行适当水平的投资,设计把愿景落地的沟通计划。

  关于实施的路径,建议从下至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,深入到生产过程中进行过程管理;第三阶段当大量项目实现数字化之后,上升到公司层面,进行组织流程的变革和管理机制的变革。这三个阶段价值并不相同,第一阶段提升单岗位的工作效率,第二阶段提升项目的管理效率,第三个阶段提升公司的经营价值。据判断目前很多企业正处于站在第一阶段,逐步过渡到第二阶段的状态。此时注意要清晰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,创造建筑业企业的全新未来需要逐步转变的过程,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。


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