2022年中国建筑行业数字化转型研究报告 建筑行业数字化转型重点场景应用分析

1.建筑行业数字化转型发展及价值

建筑行业数字化转型核心是激活行业内的数据要素流转,加速构建行业数据生态

建筑行业数字化转型:是指利用BIM、云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字化技术推动建筑行业实现企业经营及建筑建造业务的数字化。 从应用层级来看,可进而拆解为数字技术对于建筑业的生产模式、项目管理模式、企业决策模式等方面所带来的的变革。从应用类型,可划分为数字技术助力建筑业所 涉及的全过程、全要素、全参与方实现数字化的表达及数据流转。 其中,本报告将重点研究建筑建造业务的数字化转型应用,站在行业视角对建筑行业的数字化转型价值、目的、应用场景及典型的科技服务商进行系统梳理。

建筑行业数字化应用的发展历程

1980年,随着CAD进入中国,中国建筑行业逐步迈入建筑信息化阶段,设计、造价、招标等环节率先脱离纯人工的工作模式,转向借助信息化工具全面提升生产效率。 但当前施工及建筑运维等环节的信息化渗透率仍亟需提升。 未来随着行业内对于建筑数据的需求愈加精细化,BIM作为建筑行业的底层技术将结合云大物智移等新型数字化技术驱动建筑行业实现贯穿全生命周期的数字化转型, 并在该阶段充分积累行业数据,进一步实现数据与业务深度结合的数智化发展阶段。

当前建筑行业整体数字化水平相较落后,各业务环节运营效率低下

建筑行业整体数字化水平相较落后:建筑业是中国国民经济重要支柱。2020年建筑业生产产值占全国生产总值的26%,为中国的支柱性产业,然而建筑行业整体数字 化水平相较落后。根据亿欧智库对于实体经济企业数字化程度分布的研究,建筑业数字化程度居于倒数第二位。

建筑行业亟需向转向高质量可持续发展:传统建筑业产值高、盈利能力低、运营效率低严重制约了建筑业高质量发展。过去建筑业企业的业绩增长多来自于国家宏观政 策和固定资产投资的拉动,发展方式呈现出依靠人力资源、生产资源不断投入的规模扩张模式,整体毛利率低、盈利能力较弱。然而近几年面对政策调控及疫情影响, 建筑业产值增速逐步放缓,开发商面临日渐趋严的竞争态势,亟需调整至精益化的管理模式。

面对剧变的行业发展逻辑,信息断层的传统业务模式亟需提质增效的数字化改革

传统建筑行业管理模式粗放:建筑业内各参与方各自为政,利益目标不同且普遍运用不同的信息管理系统,导致建筑全生命周期各业务阶段出现信息断层,产业内信息 连通程度极低。单个业务阶段内存在大量冗杂的业务信息却难以有效提炼并传递至下一环节。因此建筑行业生产及管理模式落后,行业内负面新闻层出不穷。

行业发展逻辑发生剧变,外部环境对行业发展提出挑战:当前中国宏观经济换挡进入低速期影响,与此同时,2020年中国建筑业总产值从两位数的年增长放缓至6.2%, 房屋施工面积增速也放缓至3.69%。原先大兴土木的普涨时代已经过去,建筑业的发展逻辑发生剧变,提质增效的数字化改革成为行业当下的发展重点。

集成建筑全流程数据,实时驱动业务流转的数字化模式成为发展新目标

建筑行业数字化转型的本质是“让数据来说话”,改变原先在数据断层情况下凭借人工经验的决策模式,转向由集成的全流程数据实时驱动业务流转的数字化模式

量化建造过程中的生产、管理要素,以数据分析结果作为科学的决策依据

量化建造过程中的要素:将建造过程中的各类生产要素及管理要素用数据来表达。通过实现作业人员、生产设备、物料、工艺工法信息及场地信息数字化,提高生产计 划的可靠性。并进一步汇集生产数据,对生产进度、成本、质量、安全等管理要素进行指标分析,实现管理决策有据可依。

将多参与方汇集于统一的协同管理平台,实现在线化的实时信息交互方式

产业链内多参与者间实现信息交互:实现全产业链上企业与企业之间的协同,包括企业间的数据协同、资源协同、流程协同,从而使得整个行业资源配置得到优化。

搭建统一的项目管理平台:通过集成实时的、统一的底层数据平台,帮助建筑产业多参与方实现实时的信息交互及管理决策。

2.建筑行业数字化转型重点场景应用

2.1 贯穿建筑建造业务多阶段的协同应用

建筑业协同效应低下,EPC等先进的工程管理模式能够缓解部分协同问题

建筑业内多参与方之间的协同效应低下:建筑业参与方众多,产业内利益关系错综复杂且信息流通程度较低,各方之间信息断层严重,缺乏协同合作。其中业主方、设 计单位及施工单位为建筑建造业务的核心参与主体,三方之间普遍存在各自为政的现象,进而导致低下的建造业务效率。 

工程承包的业务模式在一定程度上缓解了贯穿多业务阶段的协同问题:为了缓解多参与方之间的矛盾与利益冲突,工程总承包(EPC),项目管理承包(PMC),设计 -建造(DB)等工程承包模式陆续出现。工程承包实质上是一种将业务与权责集成的管理模式:由总包方承担建筑建造多业务阶段的管理责任,以全局的管理思维协同 项目内多参与方,最大化共享项目数据信息,减少因数据断层导致的资源浪费,提升项目管理及生产效率,最终保障工程项目保质保量如期完成。

以项目制为基础的智慧建造协同管理平台是当下产业内的热点应用

智慧建造协同管理平台:随着EPC等多种承包模式的出现,颠覆了传统的各自为政的工程业务模式。智慧建造协同管理平台贯彻了新工程承包模式下的先进项目管理理 念,基于BIM、AIOT等技术,实现工程项目全过程一体化的管控,促进了多参与方之间的业务、流程、数据协同,成为实现项目高效管理的重要抓手。 提升建筑设计-施工阶段的协同效应是实践建筑全生命周期数字化的第一步,因此亿欧智库认为围绕工程项目建设的智慧建造协同管理平台在未来5年内仍是产业内的热 点应用。

2.2 建筑建造各业务节点内的技术应用

布局于单一业务节点的建筑建造业务数字化技术应用

围绕建筑建造全业务流程,亿欧智库将其拆分为五个阶段:投资决策、规划设计、施工阶段、运维管理、拆除回收。其中本章节重点围绕前四个环节的数字化应用展开 分析研究,从应用场景切入,对环节痛点,技术应用,及头部服务商进行梳理研究。 当前建筑建造业务数字化应用主要可以拆分为服务于数据采集、集成;服务于特定业务场景以及服务于协同管理的三类应用。第一阶段,通过智能物联设备及产业大数 据实现构建底层建筑数据,其次运用特定场景下收集到的业务数据实现局部提效,第三阶段则是汇集阶段内所有生产、管理要素的数据,实现单一业务阶段内的多参与 方协同。

投资决策阶段:集中供地政策下,数字化科技服务商助力业主方提效投决业务

随着“三道红线”政策、“集中供地”政策陆续推出,决策规划阶段成为决定整个工程建设盈利结果、项目成本控制的重中之重。投资决策精度和效率成为开发商运营 及盈利的基石。与此同时,房企对城市和土地的价值判断愈发谨慎和趋同,导致对优质地块的竞争愈发激烈、拿地成本进一步攀升,房企之间“内卷”严重。

设计规划阶段:BIM正向设计是必然趋势,以三维、协同的理念重塑业务模式

建筑设计是建筑工程项目的重中之重:最终设计方案不仅决定了项目最终交付能否满足最终用户的需求(建筑外观、空间规划以及使用功能),与此同时还决定了部分 工程项目指标(工程造价、质量安全、施工进程、能耗)。

BIM设计是未来的必然趋势:自CAD软件于1980年进入中国,帮助建筑设计行业摆脱手绘设计,大大提升了设计效率,发展至今二维设计模式的提效势能已进入瓶颈。 展望未来,业主端、施工端、运维端等对于建筑数据的需求愈加精细化,设计思维亟需从二维向三维转变,以三维、协同和数字化的理念重塑业务模式。

建筑施工阶段:以组件+平台的数字化应用,满足新时代下的施工管理诉求

建筑工程项目涉及专业工种多、工作环境复杂,工期长,且整体工业化标准化程度较低,因此施工项目管理难度极大。

运维管理阶段:BIM运维管理平台集成全生命周期数据,实现精细化运维管理

中国建筑业规模大、建筑数量多,但是中国建筑智能化率远低于发达国家,当前大量的公用建筑及民用建筑中尚未配备相关智能化系统,2020年中国商业建筑智能化率 在新建楼宇占比低于50%,相较低于美国(70%)及日本(60%)。而在已应用智能化系统的建筑中,能实现有效持续运行的比例也仅为 45%。

2.3 建筑数字化应用的核心抓手及发展现状

BIM模型作为集成建筑数据的关键载体,是实践建筑数字化的核心技术底座

纵观建筑全生命周期,BIM是实践建筑数字化的核心技术底座及重要抓手。BIM的价值并非仅局限于三维的可视化呈现,其核心价值是作为集成全生命周期建筑数据、 项目业务流程数据的关键载体。通过将冗杂的工程信息、统筹调度、采购等项目数据进行分类存储、加工利用、快速流转,最终实现为建筑建造项目各阶段及各参与方 的业务决策提供有力的数据支撑。

从单点到集成应用,政策持续助推BIM深度应用,然而BIM应用发展仍不及预期

过去20年,住建部不断推出BIM相关政策,政策目标从促进研究到市场推广,BIM技术的应用价值也逐步得到深化,从先进水平应用工具软件,逐步发展至行业创新应 用及创新商业模式的重点技术应用。根据《2016-2020 年建筑业信息化发展纲要》 ,建筑数字化的政策落脚点是实现建筑的全生命周期管理,而BIM 与云计算、人工 智能等技术的结合则是实践建筑数字化的重要抓手。

3.来自建筑数字化科技服务商的助力

推进建筑行业数字化进程,需要行业内多参与方的共同助力

建筑行业数字化转型需要行业内每一个节点上的公司共同去推进。不仅需要源源不断的创新科技型企业实现关键节点内生产技术的突破,提效生产过程, 同时还需要具备数字化协同意识的企业为贯穿全生命周期的业务协同提供有力的抓手。只有产业链内每一个节点上面的公司都往前走一步,行业整体的 数字化进程才能往前迈一步。

建筑数字化科技服务全景扫描

亿欧智库对建筑行业数字化科技服务进行了全景扫描,其中本报告的核心重点是建筑建造业务的数字化服务,并以单点技术应用和协同技术应用进行分类。其中单点技 术应用进一步以业务阶段和业务形态进行划分。

来自建筑数字化科技服务商的助力

小库科技

深圳小库科技有限公司是建筑产业AI应用的领军企业。小库科技致力于将新科技转化为 建筑产业底层新语言ABC(AI-driven BIM on Cloud 云端智能建筑信息模型)及相应 云端应用,打造覆盖产业全周期的智能设计与管理平台。小库科技目前的核心产品及解 决方案覆盖智能建筑设计、地产解决方案、智能装配设计三大领域,并持续探索智能设 计能力在整个产业周期的深度应用。目前,小库科技已为近千家建筑设计机构、地产房 企、相关政府部门以及其他产业上下游合作方提供了智能产品、服务与解决方案。

库晓地产AI解决方案

小库将AI能力向产业上游延伸,提出为房企打造全周期数智化解决方案“库晓地产AI”,基于小库特有的ABC模式,从设计端切入,为房企提供作为业务底层语言的建筑数据生产,并为地产各业务环 节提供“数-模-规”联动的一体化解决方案。

4.建筑行业数字化转型发展趋势

降低个体与行业合作能力“公差”,加速建设以数据为资产的新兴生态平台

行业内企业数字化水平参差不齐:当前建筑行业内存在大量数据孤岛,不同阶段、不同企业内部的数据系统各成体系,以大量冗杂的无效数据存储在不同的服务器上。 基于建筑行业当下较为薄弱的数字化基础,行业内企业的管理能力及数字化水平参差不齐,甚至有大量企业还未能形成积累内部数据的模式及体系。

行业内将加速建设以数据为资产的新兴生态平台:未来5年内,基于行业内数据的共通性,加速建设以数据为资产的“数据群岛”为行业内的短期发展趋势。长期来看, 随着以隐私计算为代表的一系列数据互通技术日渐成熟,建设全行业内的集成性数据生态平台成为发展展望,按照参与方角色,职级进行有效数据分发及数据权限管理, 全面提效数据记录、数据分析、数据分发的模式,最终促进数据、业务、应用的融会贯通。 

通过云端服务加速赋能数字化水平较弱企业:亿欧智库认为要想提升行业整体发展水平,需布局在建筑产业链上各个环节的企业均向前跃进。借助数字化科技服务商所 提供的云端服务和相关技术构建的管理体系,帮助企业快速建立完善的数据体系和信息共享机制,让产业链内发展程度和管理水平残次不齐的企业得到快速赋能与可落 地的产业链协作基础,降低个体与行业合作能力“公差”。

服务商将整合更多内外部能力加速构建贯穿建筑全生命周期的服务及产品链条

头部服务商正着眼于打破当下服务于产业链单点阶段的困境,沿着建筑全生命周期的发展方向,致力于打造建筑全链条的数字化服务产品体系,并最终打造服务于全阶 段全参与方的产品矩阵。

内部能力整合:基于自身对业务的理解与规划,将复杂耦合的业务模式、模块、流程进行重新定义与拆解,明确各产品及服务的业务边界,从而实现内部业务流程的整 体优化。在此基础上内部系统的数据、平台互通也将基于边界清晰的流程得到更大程度的舒展与应用。 

外部能力整合:以提升整条产品和服务流通链路的质量和效率为前提,头部企业在保证自身利益及追求合作共赢的目标下,纷纷与产业链内的企业建立战略合作关系, 便于建筑全生命周期的数据流转,为最终用户提供集成化的服务。

最大化产业链企业间的生态协同效应,共同服务最终业主的需求

以业主为中心的发展战略:围绕建筑本体从建造前-建造中-建造后的全生命周期应用,由B端业主方发起投资建设项目到楼体建设再到最终交付至最终用户。各参与方 在建造及运维过程中应充分融合最终业主的需求,驱动整个行业从以产品(服务)为中心向以业主为中心的发展战略转型。 

最大化企业间的协同效应:产业链上的企业应最大化企业间的协同效应,包括企业间数据协同、资源协同、流程协同,从而使得整个行业资源得到优化配置。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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