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建筑行业数字化转型的挑战与对策:基于中国建筑企业的实证分析
摘要: 本论文聚焦中国建筑企业数字化转型,深入剖析转型中面临的挑战,并针对性地提出应对策略。通过对相关资料的综合研究,旨在为建筑企业在数字化浪潮中实现可持续发展提供有价值的参考依据。
关键词: 建筑行业;数字化转型;挑战;对策;中国建筑企业
一、绪论
在全球经济一体化进程不断加快以及科技迅猛发展的大背景下,数字化转型已然成为各行业顺应时代潮流、谋求发展的必然选择,建筑行业也不例外。建筑业作为国民经济的重要支柱产业,其数字化转型对于提升行业整体效率、降低运营成本、实现可持续发展具有至关重要的意义。然而,建筑行业由于自身具有复杂性和特殊性,在数字化转型过程中遭遇了诸多挑战。因此,深入研究建筑行业数字化转型的挑战与对策,对于推动中国建筑企业的高质量发展具有重要的现实意义和理论价值。
二、建筑行业数字化转型的现状
2.1 政策支持不断加强
自“十三五”以来,国家高度重视建筑业的信息化转型,出台了一系列政策,积极推动新一代信息技术与建筑行业的深度融合,尤其聚焦于BIM 等建筑业技术的创新和应用落地。2022 年1 月,住建部发布的《“十四五”建筑业发展规划》明确指出,建筑业在与先进制造业、新一代信息技术融合发展方面存在着巨大的潜力和发展空间,亟需加快转型升级 [1]。地方政府也积极响应国家政策,通过给予补贴、税收优惠等方式,鼓励既有建筑进行数字化改造。例如,《关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见》提出,要推动新一代信息技术与城市基础设施建设深度融合,实现城市基础设施的数字化改造,构建智能高效的新型城市基础设施体系。
2.2 技术应用逐步拓展
当前,建筑行业正加速迈向智能化、数字化转型之路。BIM(建筑信息模型)、CIM(城市信息模型)、GIS(地理信息系统)等技术的融合应用,有力地推动了建筑工程项目在设计、 运维等各个环节的数字化管理。智能建造技术的应用日益广泛,无人机、机器人等智能设备在施工现场发挥着重要作用,不仅提高 效率和质量 还降低 工成本 。在绿色建筑领域,可再生建筑材料如粘土砖、植物基聚氨酯泡沫板、大麻混凝土等得到了 的重点,循环经济模式正逐步发展。据《2025中国智能建筑行业发展现状分析及未来趋势 通信自动化、办公自动化为核心,正逐步向BIM、数字孪生、边缘计算等方向延伸。智能运维可使设备停机时间减少30% 以上,绿色节能部分项目能耗降低可达40%。
2.3 市场规模持续增长
从中国建筑信息化市场规模来看,呈现出逐年上升的良好态势。相关数据统计显示,2021 年中国建筑信息化行业市场规模约为381.0 亿元,预计到2025 年将达到806.8 亿元。2023 年,中国数字建筑产业规模达369.4 亿元,同比增长3.5%。未来三年,随着从“重规模”到“重质量”的转型持续深化,数字建筑产业的规模有望达到431.3 亿元 [2]。
2.4 企业实践不断探索
众多建筑企业积极投身于数字化转型实践,并取得了一定的成效。例如,中国建筑国际集团有限公司自主研发了“三核一智”的工程大数据平台(EDBP),该平台覆盖经营、管理、预警等多个业务场景,能够精细化整合各类业务数据,有效助力企业的精准决策。同时,该公司还推出了 C - SMART4.0 工程管理平台,这是首个满足香港发展局 DWSS(数字工程监理系统)和 SSSS(智能安全系统)要求的数字化工地管理系统。该平台融合了物联网、云计算、人工智能等多项前沿科技,配备48 个功能模块,为工地提供了量身定制的智能解决方案。中铁电气化局以打造数据资产为目标,建设数字化管理平台。通过采集、整合与优化企业各类业务流程数据资源,运用大数据技术手段强化数据治理,成功打造了企业数据资产,促进了管理创新与流程优化,实现了业务与信息化的深度融合,提升了管理效率与运营效率,打造了企业数字化品牌形象,推动了企业的数字化转型与可持续发展[3]。
三、建筑行业数字化转型面临的挑战
3.1 技术层面挑战
3.1.1. 技术更新换代快
数字化技术的飞速发展和不断升级,给建筑行业带来了前所未有的转型压力。建筑企业需要投入大量资金购买价格昂贵的最新版软件和硬件设备,并将这些新技术与现有的工作流程和系统进行有效的集成。例如,BIM 技术不断推陈出新,新的功能和应用层出不穷,企业需要持续学习和更新,以跟上技术的发展步伐。这使得建筑企业在技术投入方面面临巨大的成本压力和运营风险。
3.1.2. 核心技术自主可控不足
我国建筑行业在一些核心软件和技术方面仍然依赖国外企业,如设计软件等。尽管国内已经开始布局研发,但与国外先进水平相比,仍存在一定差距,并且在研发过程中,国外企业也在不断进步。这种核心技术自主可控不足的情况,给我国建筑企业的数字化转型带来了一定的风险,可能会受到国外技术限制和市场波动的影响。
3.1.3. 技术集成难度大
建筑行业涉及多个环节和专业,需要集成多种数字化技术,如 BIM、云计算、大数据、物联网等。然而,这些技术之间的集成存在一定难度,不同系统之间的数据流通和共享存在障碍,导致数字化转型的效果受到影响。建筑业产业链上下游所涉及企业众多,要实现全生命周期的数字化进程,不仅需要技术突破,还需要产业内多参与方之间加强数据与业务协同,但目前各方之间信息断层严重,数据流通和共享存在困难。
3.2 工程建造复杂性挑战
3.2.1. 生产体系复杂
建筑业的生产体系高度复杂,涵盖设计、施工、运维等多个环节,每个环节又包含众多的专业和工种。这种复杂性使得全面实现数字化转型面临很大挑战,难以将数字化技术全面应用到各个环节和专业中。建筑业的绝对技术难度尽管不如航天、精密制造等高科技行业,但其生产体系高度复杂,给全面实现数字化转型带来了很大挑战。
3.2.2. 项目周期长、不确定性大
建筑项目的周期通常较长,从规划设计到施工建设再到运营维护,可能需要数年甚至数十年的时间。在这个过程中,会面临各种不确定性因素,如市场变化、政策调整、自然环境等,这些因素增加了数字化转型的难度和风险。
3.3 成本层面挑战
3.3.1. 数字化转型投入大
建筑企业进行数字化转型需要投入大量的资金,包括购买软件和硬件设备、培养和引进数字化人才、进行系统开发和集成等。对于一些中小企业来说,这些投入可能是难以承受的,导致他们在数字化转型方面进展缓慢。建筑行业准入门槛不高,属于劳动密集型行业,市场竞争加剧导致近年整个行业的利润率持续走低,而企业数字化转型前期投入成本(软硬件和人力资源等)较为高昂,转型过程十分漫长,转型结果难以预期,很少有建筑企业愿意大量投入去探索数字化转型之路。
3.3.2. 短期效益不明显
数字化转型是一个长期的过程,短期内可能无法看到明显的效益。建筑企业需要在较长时间内持续投入资金和资源,才能逐步实现数字化转型的目标。这使得一些企业对数字化转型的积极性不高,担心投入无法得到相应的回报。
3.4 人才层面挑战
3.4.1. 数字化人才短
数字化转型需要具备计算机科学、建筑学、工程学等多个学科知识和技能的复合型人才。然而,目前建筑行业这类人才短缺,传统的建筑人才面对 BIM、云计算、大数据分析等新兴技术时往往显得力不从心。据测算,我国数字化人才缺口在 2500 万至 3000 万,而且还在不断扩大,特别是人工智能、大数据等相关领域人才需求量激增,建筑行业数字化人才建设之路任重道远。
3.4.2. 人才培养难度大
培养数字化人才需要较长的时间和较高的成本,而且需要建立完善的人才培养体系。目前,我国在建筑行业数字化人才培养方面还存在不足,高校的相关专业设置和课程体系还不能完全满足企业的需求。
四、建筑行业数字化转
4.1 技术方面对策
4.1.1. 加强技术创新和研发
建筑企业应加大在数字化技术研发方面的投入,积极与科研机构、高校等合作,开展产学研用联合攻关,提高核心技术的自主可控能力。例如,鼓励企业研发具有自主知识产权的设计软件、管理平台等,减少对国外技术的依赖。行业专家钟朝晖长期深耕于建筑工程管理与信息化交叉领域,自2019 年起,陆续发表了多项计算机软件,如《BIM 建筑工程项目进度管理系统》《建筑工程三维勘探辅助设计系统》等,填补了行业内多个领域的技术空白,推动了建筑行业的数字化升级。
4.1.2. 推动技术集成和融合
加强不同数字化技术之间的集成和融合,建立统一的数据标准和接口,实现数据的流通和共享。例如,推动BIM 与云计算、大数据、物联网等技术的深度融合,提高建筑项目的数字化管理水平。在建筑行业数字化转型的过程中,需要注重跨界融合创新方法,促进不同技术之间的集成和融合,为数字化转型设计提供多元化的思维和方法。
4.1.3. 关注新兴技术发展
密切关注新兴技术的发展趋势,如人工智能、区块链、数字孪生等,并及时将这些技术应用到建筑行业中。例如,利用人工智能技术进行建筑设计优化、施工进度预测等,利用区块链技术实现建筑供应链的透明化和可追溯性。未来智能建筑将深度整合AI 与物联网技术,建筑专用AI 芯片(如能效优化芯片、安全监控芯片)和行业大模型(如建筑能耗预测模型、空间布局生成模型)将成为竞争焦点。
4.2 工程建造方面对策
4.2.1. 优化工程建造流程
对建筑工程的设计、施工、运维等流程进行优化,减少不必要的环节和浪费,提高工程建造的效率和质量。例如,采用装配式建筑技术,实现建筑构件的工厂化生产和现场组装,缩短施工周期,降低成本。装配式建筑以其高效、环保、可控的特点受到行业关注,政府出台了一系列政策鼓励装配式建筑的发展,预计到2035 年,装配式建筑将占新建建筑的比例达到30% 以上。
4.2.2. 加强项目管理信息化
利用数字化技术加强建筑项目的管理,实现项目进度、质量、成本等方面的实时监控和动态管理。例如,建立项目管理信息系统,实现项目数据的实时共享和协同工作,提高项目管理的效率和决策的科学性。通过大数据平台,便能掌控工地每个环节的进度,手持实景三维扫描仪,只要走上一圈,就能实时形成建筑的立体结构等,这些数字化技术的应用有助于加强项目管理信息化。
4.2.3. 提高工程建造的标准化程度
加强建筑行业的标准化建设,制定统一的设计标准、施工标准和质量标准,提高工程建造的标准化程度。这有助于提高数字化技术在建筑行业的应用效果,降低数字化转型的难度。
4.3 成本方面对策
4.3.1. 合理规划数字化转型投入
建筑企业应根据自身的发展战略和实际情况,合理规划数字化转型的投入,制定科学的投资计划。可以采用分步实施的方式,逐步推进数字化转型,降低一次性投入的压力。
4.3.2. 提高数字化转型的效益
通过优化业务流程、提高生产效率、降低成本等方式,提高数字化转型的效益,使企业能够在较短时间内看到数字化转型的回报。例如,利用数字化技术实现建筑项目的精细化管理,降低成本,提高利润。研究表明,数字化转型对于提升建筑业企业的全要素生产率有着积极促进作用,企业可以通过数字化转型提高效益。
4.3.3. 寻求政策支持和资金扶持
政府可以出台相关政策,对建筑企业的数字化转型给予支持和鼓励,如提供财政补贴、税收优惠等。企业也可以积极寻求金融机构的支持,通过贷款、融资等方式解决数字化转型的资金问题。
4.4 人才方面对策
4.4.1. 加强人才培养和引进
建筑企业应加强与高校、职业院校的合作,建立人才培养基地,开设相关专业和课程,培养适应数字化转型需求的复合型人才。同时,积极引进外部的数字化人才,提高企业的人才素质和创新能力。政府、高校与企业之间须紧密合作,聚焦人才这一核心竞争力,构建协同育人、协同创新、协同发展的生态体系,加强建筑行业数字化人才的培养和引进。
4.4.2. 开展员工培训和教育
定期组织员工参加数字化技术培训和教育活动,提高员工的数字化技能和意识。例如,开展 BIM 技术培训、大数据分析培训等,使员工能够熟练掌握和应用数字化技术。
4.5 管理方面对策
4.5.1. 转变管理理念
建筑企业的管理层应转变传统的管理理念,树立数字化转型的战略意识和创新精神,积极推动企业的数字化转型。例如,加强对数字化技术的学习和研究,了解数字化转型的趋势和方向,制定符合企业实际情况的数字化转型战略。企业管理层的决心与引领是数字化转型的关键,管理层应积极转变观念,推动企业数字化转型。
4.5.2. 优化组织架构
对企业的组织架构进行优化,打破部门壁垒,建立跨部门的协作机制,实现信息的共享和协同工作。例如,设立数字化转型办公室,负责统筹协调企业的数字化转型工作。某央企按照“统一规划、统一标准、统一开发、统一建设、统一管理”的原则,优化组织架构,推进信息技术应用,初步形成了集中统一、管控一体的业务协同和数据决策能力。
4.5.3. 加强数据管理
建立完善的数据管理体系,加强对项目数据的收集、整理、存储和分析,提高数据的质量和利用效率。例如,建立企业数据仓库,实现数据的集中管理和共享,利用大数据分析技术为企业的决策提供支持。某建筑央企开展了“贯通工程”,实现了一次登录,就可以进入所有的管理系统,解决了数据孤岛问题,提高了数据管理能力。
五、中国建筑企业数字化转型的实证分析
5.1 中国建筑国际集团有限公司案例分析
5.1.1. 数字化转型实践
中国建筑国际集团有限公司积极推进数字化转型,自主研发了“三核一智”的工程大数据平台(EDBP)和 C - SMART4.0 工程管理平台。EDBP 覆盖经营、管理、预警等多个业务场景,精细化整合了各类业务数据,能够有效助力企业的精准决策。C - SMART4.0 工程管理平台融合了物联网、云计算、人工智能等多项前沿科技,配备 48 个功能模块,为工地提供量身定制的智能解决方案。此外,该公司还自主研发可持续发展及碳中和云平台,通过集成碳排放因子数据库,构建碳排放模型,提供从核算到认证的一站式服务,已成功应用于全国首个实现施工期内碳中和的建筑项目——香港有机资源回收中心第二期(O·PARK2)。
5.1.2. 取得的成效
通过数字化转型,中国建筑国际集团有限公司在项目管理、成本控制、节能减排等方面取得了显著成效。公司凭借在数字化转型的卓越表现,荣获了中国管理模式50 人 + 论坛颁发的“第十七届中国管理模式杰出奖”、国际知名数据研究机构IDC 颁发的“未来企业大奖”和“年度CIO 大奖”。
5.1.3. 经验启示
中国建筑国际集团有限公司的数字化转型实践表明,建筑企业要实现数字化转型,需要加强技术创新,积极研发适合自身业务需求的数字化平台和系统;要注重数据的整合和利用,通过数据驱动实现企业的精准决策和管理;要关注绿色发展,将数字化技术与节能减排相结合,实现可持续发展。
5.2 中铁电气化局案例分析
5.2.1. 数字化转型实践
中铁电气化局以打造数据资产为目标,建设数字化管理平台。通过采集、整合与优化企业各类业务流程数据资源,以大数据技术手段强化数据治理,打造企业数据资产,促进管理创新与流程优化,实现业务与信息化深度融合,提升管理效率与运营效率,打造企业数字化品牌形象,推动企业的数字化转型与可持续发展。
5.2.2. 取得的成效
在打造企业核心数据资产的过程中,中铁电气化局通过数据资产的积累与应用,创新了企业管理模式,促进业务与信息化的深度融合,实现业务数据互联互通,助力企业业务流程优化与管理效率提升,打造了中铁电气化局数据资产,树立了数字化品牌形象,为企业生产、经营、管理赋能,为企业高质量发展提供有力支撑。实现了社会效益和经济效益的显著提升,通过数字化管理平台的应用,优化了企业资源配置,提升了行业效率,推动了行业创新,增强了社会对建筑施工行业的信任。经济效益上实现了成本控制优化、收入增加和运营效率提升,有效提升了企业的盈利能力和市场竞争力。该公司数字化管理平台建设成果多次参加国家、行业等级别的大赛,取得了优异的成绩,多次得到中国中铁股份公司领导的肯定,在国家信息中心项目“后评价”工作中,数字化管理平台的建设成果获得 级(最高级)评价。
5.2.3. 经验启示
中铁电气化局的案例说明,建筑企业数字化转型要以数据为核心,通过打造数据资产实现企业的数字化管理和创新发展;要注重数据治理,提高数据质量和利用效率;要加强信息化基础设施建设,为数字化转型提供有力支撑。
六、结论
建筑行业数字化转型是时代发展的必然趋势,对于中国建筑企业来说,既是机遇也是挑战。虽然目前建筑行业在数字化转型方面已经取得了一定的进展,但仍然面临着技术、工程建造、成本、人才和管理等多方面的挑战。通过加强技术创新、优化工程建造流程、合理规划成本投入、加强人才培养和引进以及转变管理理念等对策,可以有效应对这些挑战,推动建筑企业的数字化转型。中国建筑国际集团有限公司和中铁电气化局等企业的数字化转型实践为其他建筑企业提供了宝贵的经验和启示。未来,建筑企业应积极拥抱数字化转型,不断探索和创新,实现可持续发展,为推动中国建筑行业的高质量发展做出贡献。
参考文献:
[1] 《2022 年中国建筑行业数字化转型研究报告》
[2] 《年报|2023 - 2024 年中国数字建筑产业发展研究年度报告》
[3] 《国际工程行业数字化转型案例展示53 |建筑施工企业以打造数据资产为目标的数字化管理平台建设与应用》