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1、出品機構:甲子光年智庫研究指導:宋濤研究團隊:陳宗珩發布時間:2022.03目 錄前言研究范疇與說明Part 01建筑業工程項目管理現狀Part 02工程項目管理數字化的價值Part 03工程項目管理數字化轉型的路徑與實踐61.4%61.4%28.5%28.5%房屋工程建筑建筑業土木工程建筑建筑業建筑安裝業建筑業工程項目管理數字化的研究范疇本報告研究范疇在關注于房建、土木工程建筑業圖:20222022年全國建筑業總產值中不同行業完成產值情況建筑業房屋建筑業房屋主體工程的施工活動土木工程建筑業土木工程主體的施工活動建筑裝飾、裝修建筑工程后期的裝飾、裝修、維護和清理活動,以及對居室的裝修活動建筑安
2、裝業建筑物內各種設備及施工線路敷設和管道安裝活動其他建筑業建筑物拆除和場地準備活動建筑業范圍工程項目管理數字化的研究范疇本報告研究范疇為建筑周期中的建筑施工階段,不包含上下游其他階段智慧選址投資測算/風控(待定)協同設計AI智能設計智慧工地云建造機器人樓宇自控系統建筑碳中和 投資決策階段設計規劃階段建筑施工階段運維管理階段拆除回收數字造價BIM協同管理平臺工程項目管理工程項目管理數字化的研究范疇本報告研究范疇以工程項目為出發點,輻射相關集團管理與產業鏈協同建筑行業數字化建筑企業經營數字化建筑建造業務數字化集團層總包方、業主方等項目層涵蓋項目前期階段的市場經營(市場開發、客戶管理等)、項目立項投
3、標項目啟動階段的項目設計規劃、成本預算管理等項目執行階段的一系列施工現場、進度管理等項目竣工階段的交付驗收結算、文檔匯總管理等項目結束后的運維與保修項目經理等項目一線人員產業鏈層監理、分包方、設計方、供應方等類別子類別特性應用角色增值業務層核心業務層集團公司、工程局等工程總包公司金融、物業等增值業務分公司企業內部實現數字化的運營管理模式,如財務會計、人力資源等的標準化管理實現各個項目的總體控制、部分業務的統一管理、全局數據分析連接不同合作模式下各方分工與角色,加強溝通協作效率,強化行業生態目 錄前言研究范疇與說明Part 01建筑業工程項目管理現狀Part 02工程項目管理數字化的價值Part
4、 03工程項目管理數字化轉型的路徑與實踐1.1 工程項目管理的數字化發展背景低利潤率的建企正面臨著利潤率不斷走低的情況,降本增效需求迫切3.58%3.48%3.48%3.63%3.57%3.61%3.50%3.39%3.33%3.15%2.92%2011201220132014201520162017201820192020202118.0%16.9%13.5%8.6%7.0%6.2%5.9%5.1%2.7%4.9%2012201320142015201620172018201920202021圖1:2011-2021年建筑業產值利潤率情況圖2:全社會固定資產投資增速 近年來我國的建筑業雖然在
5、總產值一直保持著增長的勢態,但行業利潤總額增速已經連續多年處于下降趨勢。利潤的下降逃不開兩個話題,一是建筑行業盈利能力出現下降;二是建筑公司對于成本的管控能力的欠缺。在資本投入后續保持不變甚至降低的現實情況下,如何通過結合先進技術提高工程作業效率降低成本將是建筑業企業面臨的頭號問題。這說明建筑行業已經從過去基于資本投入的數量型要素驅動向以效率型要素驅動為主的方向轉型,技術要素+數據要素則是兩大核心生產要素。數量型要素驅動:資本效率型要素驅動:技術+數據1.2 宏觀層面建企的分工行業集中度持續提高,未來競爭格局梯隊明顯分工為三個層級,各層級分工各有側重02010331.7%32.3%34.4%3
6、6.3%37.7%41.0%15.3%15.3%15.8%17.3%20.8%23.7%201720182019202020212022.9八大央企國有及國有控股國有及國有控股建企和八大央企*市占率 擁有資金、技術、管理等多方面優勢,業務布局廣泛深入,產業結構多元合理,能夠為客戶提供全面的一體化綜合性解決方案。主要包括:中建、中鐵、中交等央企頭部央國企區域龍頭企業配套小微企業 深耕區域局部市場,與當地社會發展形成利益共同體。主要包括:優秀工程局、省級建工集團 業務相對單一,綜合實力較弱,為行業頂級平臺公司、龍頭企業提供專業配套服務。主要包括:大量小微企業1.3 現階段工程項目管理存在的痛點宏觀
7、下行、利潤空間不斷壓縮、業務復雜轉型困難,建企面臨重重危機附加值投資設計施工運營建筑工程利潤“微笑曲線”隨著城鎮化率的提升和城鄉建設逐步完善,國家和社會對于新建項目的需求減少,行業競爭壓力變大。產業鏈分工 數字化能力 業務與架構 宏觀環境建企以施工為主體,利潤率低且受原材料成本和社會平均薪酬影響,利潤空間還在被進一步壓縮。建筑行業的產品是高度定制化、項目制的,產品可復制的程度不高,規模效應不明顯。受政策和人口老齡化影響,老一輩從業人員退出市場,新鮮血液不足。建筑業將面臨勞動力短缺,傳統的工作方式與管理方式將難以為繼。不同業務線的需求差異大,業務復雜度極高。大型建企分支機構太多,牽涉到的組織管理
8、差異極大。原有的高成本部署的套裝軟件功能固化,經濟價值不高,新需求滿足不了。業務需求太多,IT人員太少,交付周期太長,磨合周期也很長,試錯成本太高。老舊的軟件系統導致員工經常需要重復錄入,操作體驗差且效率低下,直接影響管理與業務效率。需求減少人才斷層利潤率低成本增大規模不經濟業務、管理復雜響應困難系統老舊44%46%在線監控基于知識的服務 按功能付費活動服務級別協議預測性維護流程優化服務培訓設施優化設備維修與維護設施管理1.4 通過數字化重塑工程項目管理通過基于數字化的擴展服務增強綜合競爭力42%48%41%45%35%43%33%40%32%49%27%36%26%30%24%30%22%3
9、0%2%7%5%11%10%24%15%7%12%17%目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年目前未來2 2年圖:工程與建筑企業希望擴展的服務產品CAGR 隨著需求減少,競爭加劇,近一半的受訪者認為更難以在產品、項目、價格、質量和交付條款方面建立差異化優勢。在選擇擴展的新服務中增長率最高的是流程優化服務和設施管理服務。1.4 通過數字化重塑工程項目管理行業正在應用新技術并改善服務交付方式,建筑數字化未來增長可期55%36%40%41%75%71%60%58%服務明星企業所有其他企業圖1 1
10、:應用的新技術9829120192027云計算物聯網移動技術和應用機器人/機器人流程自動化37%39%40%46%51%55%63%75%服務明星企業所有其他企業在工程與建筑企業、所有者、供應商、合作伙伴/服務商之間共享數據,開展分析在工程與建筑企業、所有者、供應商、合作伙伴/服務商之間共享標準化的預警信息訪問診斷數據以調查問題,執行根本原因分析標準化的“檢測到糾正”流程與預警系統圖2 2:服務交付方式圖3 3:全球建筑數字化市場規模(億美元)年均增長率18.2%2022-11 住建部:全國確定24個智能建造試點城市以技術創新引領產業轉型升級,建筑業產業鏈現代化水平不斷提高。城市信息模型(CI
11、M)、建筑信息模型(BIM)、大數據、智能化、移動通信、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力不斷提升。日前,住房和城鄉建設部將北京市、天津市、重慶市、河北雄安新區、保定市等24個城市列為智能建造試點城市,旨在進一步發展智能建造,以科技創新推動建筑業轉型升級。2022-1 住建部“十四五”建筑業發展規劃指出“建筑業在與先進制造業、新一代信息技術深度融合發展方面有著巨大的潛力和發展空間”,需要“加快建筑業轉型升級”。2020-7 住建部等十三部門聯合發布關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見將提升建筑工業化、數字化、智能化水平作為發展目標,明確到 2035 年,“邁入智能建造世界強國行列”
12、。政策引領預期增長可觀目 錄前言研究范疇與說明Part 01Part 02Part 03建筑業工程項目管理現狀工程項目管理數字化的價值工程項目管理數字化轉型的路徑與實踐2.1 管理數字化在項目執行中的價值業務層面:降本增效,強化施工與安全管理成本效率項目啟動前:文檔管理+信息管理成本項目策劃:招采價格信息透明項目執行:人工材料設備自身成本、人材機管理成本竣工運維:精確成本還原、降低服務陳本生產安全人:人員考勤、工時統計機:設備運轉、維修、生產情況料:用料情況、構件庫存法:精確算量、優化流程環:場地信息、建筑面積項目啟動前:優化招投標流程、快速立項項目策劃:動態監控,讓經濟執行更加實時可控項目執
13、行:依據生產數據優化生產流程、推進生產效率竣工運維:優化竣工管理、實現快速項目交接成本與效率生產與安全人員安全:安全帶/安全帽/安全網使用情況、安全教育設備安全:塔機安全監控管理、物料進出庫管理環境安全:光環境/可吸入顆粒/濕熱環境/通風效果數據安全:數據治理、數據資產管理2.1 管理數字化在項目執行中的價值管理與創新層面:全方位協同,基于新技術應用創新管控協同BIM+AR+AI低代碼管理與協同技術創新以見科技通過BIMARAI技術進行工程建造運維數字化管理。將以BIM為核心的多源數據進行輕量化處理,統一數據格式,通過云端進行項目配置和傳輸;AR技術讓BIM數據還原現場成為可能,厘米級定位后將
14、模型1:1進行現場比對;并通過AI智能圖像識別技術,自動化發現錯誤,標記問題,降低使用成本,實現了BIM指導施工落地和建筑運維。奧哲云樞低代碼平臺從建筑業企業的組織結構和常用的門戶出發,通過BI報表、智慧大屏、協同辦公等工具,并基于建筑業有高頻需求的業務設置綜合業務管理平臺,從而保障業務應用實現?;跇I務、技術、數據三中臺進行業務流程、開發模型、各類數據等的整合,連接到建企各個后端系統,實現快速支撐建企業務開展與推進。項目啟動前:招投標文件協同項目執行:物資設備管理、人員簽到簽退、工程進度更新竣工運維:模型與交付物比對便于驗收、文檔快速歸檔跨階段:各類文檔、信息協同提高管理效率進度管控:現場管
15、理、項目計劃管理質量管控:質量過程監測、實測實量勞務管控:分供方進退場、結算與支付技術管控:實驗管理、測量管理合同管控:合同管理、簽約管理財務管控:收支計劃、結算管理商務管控:分包管理、績效考核2.2 工程項目管理流程中的數字化應用工程項目周期長,細項業務極多,基于工程項目流程廣泛覆蓋,側重點不同啟動前項目策劃項目執行竣工驗收后期運維經營管理收入計劃支出計劃立項管理投標管理商務部工程部項目策劃書財務計劃物資設備質量勞務客服環境安全成本支出合同收入合同銷項發票進項發票驗收管理結算管理生產項目交接客服運維管理編碼管理資金管理檔案管理算量工程造價過程算量BIMBIM管理施工2.3 工程項目管理的數字
16、化體系以BIM為中心的1+3數字化作業體系,實現串聯線上與線下、管理與生產、項目部與合作伙伴BIM+工程項目場景下所需要IoT種類紛繁復雜,包括建造機器人等高端一體化的設備;進行環境監測、安全監測的傳感器攝像頭等設備;以及基于AR軟件將非IoT設備進行可視化。IoT硬件及系統 包括財務、人力、OA等成熟的軟件管理系統,多適用于企業統一管控,相對標準化與成熟化。穩態管理系統 現場、招采、合同、安全等較為細碎且差異化大的場景,一般以中小型建企和央企的三級公司為主導,以最適合自身為高優先級。敏態業務系統 BIM+:以BIM作為數字化管理的重要抓手,結合物聯網、AI、AR等技術,在建設工程及設施全生命
17、周期內,對其物理和功能特性進行數字化表達與集成。圖:以BIM為中心的1+3工程項目管理數字化作業體系2.4 數字化體系:BIM+以BIIM+為核心構建整套數字化體系集成多組件應用總承包分包商業主監理設計連接多參與方生產管理合同管理商務管理質量管理安全管理勞務管理物料管理服務敏態業務以BIM技術為核心數據建模仿真建模模型提取壓縮優化模型可視化模型接口模型翻譯合規驗證質量驗證模型構建模型流轉模型互操作模型驗證 通過建立統一主數據、統一入口、統一技術標準和數據接口,實現組件模塊之間的協同與數據共享。以BIM為底座連接項目生產過程中的眾多參與方,實現產業鏈生態間的橫向協同。AR施工BI報表招采外供項目
18、駕駛艙VR安全教育協同辦公 將 數 據 整 合 在BIM+系統,實現在線實時可查。管理數據、分析數據并基于數據優化流程提升管理能力。2.4 數字化體系:敏態業務系統深入業務、服務業務,構建敏捷反應且全面覆蓋的細碎且差異化場景采購采購計劃的制訂、供應商管理-供應商建庫以及維護、招標文件+合同管理、期間資金管理、對接ERP材料入庫記錄招投標投標:對項目信息進行快速分析、資格自審、快速生成投標文件、保證金管理、項目勘察招標:根據采購計劃制定招標計劃與文件、供應商建庫與管理、各類合同管理、隨貨資料存檔現場人員:人員考勤、工作人員進退場、工時統計物資:物資出入庫記錄、物資對賬、物資用量統計設備:出入庫使
19、用記錄、設備使用跟蹤過程:施工進度實時更新、安全問題、質量問題合同合同管理:準備、起草、審批、發起簽署、簽訂復核、合同歸檔、合同范本簽約管理:企業認證、在線簽署、身份校驗履約管理:履約監督、結算管理、風險預警預算包括工程計價、設備材料預算、勞務預算、分包成本、其他費用(項目管理費、費用報銷、稅費、建筑規費)商務策劃管理:招標策劃、履約策劃、預計總成本分包管理:工程進度款管理、招標管理、項目結算分供管理:考核評價、入庫申請、供應商管理經營績效:指標下達、年度指標考核2.4 數字化體系:IoT硬件及系統從建筑機器人到各類智慧工地系統全覆蓋配合門禁閘機系統,通過軟硬件結合的方式,掌握施工現場人員的出
20、入情況。智慧工地勞務實名制管理通過塔吊監控平臺,管理員可清楚看到塔吊的分布狀態、塔吊操作狀態,結合塔吊司機的考勤系統,可清楚看到現場塔吊的運行狀況及危險報警統計分析。智慧工地智能塔吊可視智能遠程管控系統由前后端硬件以及后端軟件組成,主要硬件設備有超高清攝像頭、無線WiFi盒子、無線電源盒子等。項目管理員可對監控視頻進行錄入、回放、導出等操作,發現違規行為可及時制止。智慧工地遠程視頻監控管理實時、遠程、自動監控顆粒物濃度以及現場數據通過網絡傳輸。具備自動報警功能,可掌控環境變化,告知相關部門進行整頓;具備報警聯動信息輸出,可外接聯動噴霧降塵設備。智慧工地環境監測升降機是一種常用的垂直起吊設備,在
21、后期的內部裝修期間使用,非專業人員操作極易造成安全事故。通過監視主機進行監控并發出整改指令,實現預警及智能控制。智慧工地施工電梯智能管控實現大宗物資進出場稱重全方位管控,提高了物資計量的運行效率,避免人為篡改、記錄錯誤,同時,還實現了全過磅流程的信息化管理。智慧工地物料現場驗收管理 國內企業當前已經推出了種類繁多的建筑機器人,以解決建筑業最令人頭疼的安全與效率問題。博智林的部分產品系列建筑機器人智慧工地目 錄前言研究范疇與說明Part 01建筑業工程項目管理現狀Part 02工程項目管理數字化的價值Part 03工程項目管理數字化轉型的路徑與實踐3.1 數字化轉型出發點不同規模的建筑企業要從不
22、同的出發點開始數字化作業體系的構建“大而全”的全局管控為思路頭部央國企區域龍頭企業配套小微企業深入業務,以點帶面,步步為營簡易的全套服務 對于頭部國央企而言,由于管理制度更加完善,便于內外部協同,更需要一個從項目前期市場開發經營管理開始到項目竣工交接與后期運維的大而全項目管理系統,以管理及其復雜的分子公司體系,實現統一系統、統一流程、統一管理。部分區域龍頭企業當前數字化程度不高,且局級公司會有集團層的系統標化要求,但是其業務差異性大,很難完全對齊集團公司或是行業內其他企業,所以數字化多是從具體業務開始,逐步向上探索?!靶《馈钡暮喴兹追?對于配套小微企業而言,對自身的內部管理流程制度尚未建
23、立完善、在參與到工程項目中時對一些重要性低相關性弱的流程也并不會過多關注,則一套低成本、易用的標化SaaS協同,快速統籌全局。3.2 數字化轉型路徑不同規模的企業選擇不同的“路線”從規范流程開始超自動化逐步探索搭建業務應用從簡單的業務場景入手場景逐步覆蓋,搭建大型應用業務系統中臺化選取試點部門或子公司,從簡單的業務邏輯開始梳理,基于低代碼快速嘗試與迭代開發工作?;诔晒Φ臉I務場景試驗,項目部/工程局逐步覆蓋相關業務,實現大型應用精益化管理,實質性推動業務提效基于大量的業務管理經驗,通過搭建一套完備的中臺體系,將離散的業務歸集起來一體化管理的同時,還保障了系統的高可用性基于原有的信息系統,將管理
24、系統標準化,統一流程中心,實現流程全生命周期管理基于業務流程共享與復制推廣,安排下屬子公司自主搭建應用與流程,實現復雜業務場景的一體化管控基于完備的場景應用和規范的流程標準,通過RPA、AIoT等新技術應用,實現應用創造、迭代和融合創新超自動化大型國央企區域龍頭企業配套小微企業標化的工程項目管理數字化SaaSSaaS功能齊全覆蓋全周期:從投標到竣工結算覆蓋多場景:收支控制、成本控制、進度控制、質量安全控制、在線審批、現場管理、勞務管理簡單易用即開即用:上線周期短、操作簡單使用多場景:APP、微信、釘釘等多平臺使用成本低省錢:相比于定制化開發,投入成本低廉3.3 工程項目管理數字化實踐廠商以見科
25、技BIM+AR技術賦能建筑工程建設,圍繞建筑全生命周期打造產品體系以見科技,成立于2018年1月,總部位于上海市楊浦區,是國家高新技術企業,建筑科技領域新興標桿。以見科技以BIM及泛BIM數據為基礎,以AR、AI技術為核心,將多源數據1:1還原到建筑實景,提升AEC行業智能建造及數字化管理水平。以見科技自主研發的“一見BIM+AR建筑平臺”包含多款SaaS化軟件產品及智能硬件設備,服務于建設方、施工方、市政管理單位及設計院等,為建筑全生命周期賦能。截止到2021年9月,公司完成 A 輪融資。投資方包括經緯創投,金沙江創投、住友商事亞洲資本、Plug and Play 等。1.以BIM數據為核心
26、的多源數據融合、輕量化處理能力,包括GIS、傾斜攝影、點云掃描、IoT數據等。2.室內SLAM+室外RTK的高精度專利級AR定位技術,結合自研智能硬件使用,通過AR能力讓BIM使用最大化。3.計算機視覺自動識別,點云語義分割,以及三維開放數據集,為AI識別工程錯誤提供重要技術儲備。1.“一見BIM+AR建筑平臺”貫穿建筑設計、施工、運維全生命周期,讓建筑數據發揮最大價值。2.標準化SaaS軟件與定制開發結合的靈活交付模式,符合建筑行業客戶應用習慣。3.“BIM+AR施工助手”行業頭部客戶覆蓋率達到80%,已形成競爭壁壘。4.“BIM+AR運維平臺”“BIM+AR市政平臺”打通多源數據,屬于行業
27、稀缺性產品。5.BIM全生命周期的數據準確性,數字資產與物理空間的連接性,模型在后期的可變性靈活性,系統與數據平臺的兼容性。產品優勢產品架構技術優勢標桿客戶市政平臺施工助手運維平臺開發者平臺接入設計生態支持多格式全平臺數據互通解決方案建筑全周期BIM+ARBIM+AR管理平臺房建行業 解決方案基建行業 解決方案應用層業務層基礎能力通用模塊賬號管理權限管理項目配置文檔管理模型管理BIMBIM可視化3D模型查看3D模型分享AR定位AR模型查看AR地圖AR環境重建過程使用CAD查看模型查看文檔查看進度管理工期計劃進度錄入對比分析消息通知質量管理工單管理評論回復消息通知工單導出竣工模型交付進度記錄質量
28、記錄對外分享竣工模型歸檔產品平臺技術平臺云文檔模型轉換3D輕量化顯示點云傾斜攝影RTKIoT3.4 某一線城市大型機場應用BIM+AR,確保擴建工程“實模一致”應用背景介紹某一線城市大型機場擴建工程,總投資超過500億元,為響應住建部、民航局等13個部門聯合印發的關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見及民航局印發的推動民航智能建造與建筑工業化協同發展的行動方案,在擴建工程的建筑全流程中應用以見科技BIM+AR技術,確保三期擴建工程按模施工,并達到“實模一致”效果??蛻粜枨蠼ㄖ鞒藼IM 應用并達到“實模一致”的效果及時進行現場復核比對,避免施工錯誤各部門、層級之間的協同現場管理實現效
29、果1.通過BIM+AR應用,校驗現場機電專業施工,對管線遺漏、錯位、碰撞等問題點進行發掘,記錄并反饋。避免出現影響功能使用的施工錯誤,為竣工模型調整提供依據。其中,發現問題近百處,主要存在于工人未完全理解、管綜走向與設計不一致、設計變更、模型質量、建模范圍外問題等層面。2.可追溯的施工錯誤記錄和驗收過程復盤,為后續項目提前規避施工錯誤,避免返工浪費和施工質量缺陷,提供了參考和指導依據,也可以供業主方和工程部門對施工人員提前進行培訓和施工提醒。使用施工助手可將施工過程中需要整改的問題進行流程化、規范化,提高各參建方協調效率。3.保證竣工模型和現場的一致性,實現“實模一致”的效果?,F場比對報告現場
30、比對報告施工質量報告BIM驗評月例會施工問題匯總項目工程例會開始施工總包施工監理BIM咨詢業主AR技術驗評實施方案審核AR技術驗評實施方案審核AR技術驗評實施方案審核AR技術驗評實施方案審核通過重點區域分部分項AR比對計劃Y重點區域分部分項AR比對現場比對報告整改通知單實施整改N現場復核N結束Y重點區域分部分項AR比對重點區域分部分項AR比對實踐流程示意圖智庫院長宋濤微信stgg_6406北京甲子光年科技服務有限公司是一家科技智庫,包含智庫、媒體、社群、企業服務版塊,立足于中國科技創新前沿陣地,動態跟蹤頭部科技企業發展和傳統產業技術升級案例,致力于推動人工智能、大數據、物聯網、云計算、AR/VR交互技術、信息安全、金融科技、大健康等科技創新在產業之中的應用與落地掃碼聯系商務合作關注甲子光年公眾號