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數字經濟時代,建筑施工企業如何數字化轉型?

2019-05-30 11:44:09 schd

      數字技術井噴式的突破和廣泛應用,推動了消費互聯網的成熟和產業互聯網的蓬勃興起,帶來了新一輪的數字化浪潮,數字經濟風口正猛, “數字企業”“智能工廠”“智慧城市”等新概念層出不窮,可以說,我們已經步入了數字化變革的新時代。各種數字科技的創新應用,已深刻改變著社會與經濟發展的模式,產業新生態在“大破大立”中逐漸形成,行業“顛覆洗牌”的風潮已被深刻感知。

       在數字經濟的風口下,產業轉型將呈現以下幾大方向:一是將推動制造業轉型升級。數字價值的充分釋放,將使得柔性化、網絡化、個性化生產將成為制造模式的新趨勢;二是產業組織創新。全球化、服務化、平臺化將成為產業組織的新方式,無論是企業內部的組織形態,還是企業間的組織形態都在發生變革;三是融合創新產生新的產業形態。產業間的融合創新以及新興業態的培育發展,如:新零售、新制造、新金融等不斷涌現,各個產業在數字化大潮中正在被重新定義;新產品、新服務、新業態大量涌現;四是構建數字中國和智慧社會。數字驅動的新經濟將促進社會就業、為社會經濟發展帶來了巨大的內生動力,形成全域化的“數字經濟體”,打造數字中國,同時數字連接也將改變人們的生產、生活和交流方式,形成智慧社會。

傳統產業的數字化轉型路徑

       數字化轉型不可能一蹴而就,必然是按照“點、線、面、體”方式,對崗位層、企業層、產業生態逐步變革與升級。具體來說,就是先從一些關鍵的要素或作業崗位開始,然后進行各環節的協同,形成協同功能的模塊,形成數字企業;再以數字企業為主體縱向整合產業鏈、橫向形成企業間的協作生態?!包c、線、面、體”的演進本身也是 PDCA循環的過程,在原有變革的基礎上,不斷地再從“點”開始進行新一輪的“數字變革循環”,像人體的“新陳代謝”一樣不斷地向更高層次的演繹。

中國數字建造到底是什么?

      互聯網、物聯網、大數據和人工智能等正在深刻地改變著我們的生活和生產方式及社會組織形態,同時也在改變我國的工業體系。德國提出了工業4.0、美國提出了工業互聯網,我國也制定了《中國制造2025規劃》,力求通過新型工業化,讓數字經濟和實體經濟結合提升我國的綜合實力。而實際上我國工業化的另一個重要的優勢領域“中國建造”卻沒有得到重視,雖然國家也提出了發展裝配式建筑的構想,但并沒有從整個建造生產體系構建一套完整的轉型路線。如何積極借鑒日本和德國建筑化的發展經驗標準化思維,同時結合當前的數字經濟發展態勢,按照“兩化深度融合”的思路,基于BIM、大數據、人工智能等先進技術,全面提升我國的建造水平,成為了當前的必須。

       中國數字建造是在借鑒工業4.0和先進制造業等理念,在建筑工業化的基礎上,進行的數字化升級,用“看不見”的數據自動化來驅動“看得見”的施工過程的智能化。

主要表現在以下幾個方面:

(一)中國數字建造是互聯

       核心是聯接,要把施工現場、工程機械設備、生產線、構件工廠、供應商、建筑產品、客戶緊密地聯接在一起。中國數字建造適應了萬物互聯的發展趨勢,將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制 系統、通信設施通過信息物理系統(CPS)形成一個智能網絡,使得產品與施工場地、工程設備之間、不同的生產設備之間以及數字世界和物理世界之間能夠互聯,使得工作部件、系統以及人類會通過網絡持續地保持數字信息的交流。主要包括虛擬和現實的互聯、施工現場、生產設備的互聯、設備和建筑構件的互聯等。

(二)中國數字建造是數據

       在數字建造的背景下,大數據將呈現爆炸式增長態勢。項目管理、施工現場、數字工廠的數據、建筑構件的數據、建造過程產生的數據,將對企業的運營、價值鏈的優化和產品的全生命周期的優化起到重要支撐作用。

(三)中國數字建造是邏輯

      “邏輯-設計-建造”的古老建筑學邏輯,將被重新設闡釋為“算法—形式—建構”的邏輯(觀點來源:袁烽《城市建筑》)。隨著近年來BIM標準化建設、PC預制工廠發展,數字建造也逐漸從前沿的研究課題走向實際的建造工程。但是作為一個完整的設計系統,數字建造在如今的工程應用中還只是“鳳毛麟角”,需要更多的專業人士投入來推動其發展。誠然,數字建造并不是“萬靈藥”,傳統建造方式的經驗和技術積累遠超過數字建造,如今的數字建造可能需要通過特殊的復雜造型才能體現其精確性、優越性,但隨著技術的發展、算法的進步,有一天數字建造也許會變得便宜、便捷,或是社會需要模塊化的生產,那時我們如今的嘗試將變得有意義。

(四)中國數字建造是集成

       更多的智能化設備、傳感設備、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施基于“BIM+大數據+云計算”形成一個智能網絡,使人與人、人與機器、機器與建筑、建筑構件間以及服務與服務之間能夠互聯,從而實現橫向、縱向和端對端的高度集成。

(五)中國數字建造是創新

       其實,施工過程實際上就是中國建造創新發展的過程,包括技術、工法、建筑產品、模式、業態、組織等方面的創新將會層出不窮。尤其是建造過程中數字模擬技術拓展了人的想像力的實現,在加上新型科技材料、機器人精確加工、3D打印技術的應用,將產生出一些更絢麗的新工藝、新產品。

建筑施工企業數字化轉型方向

       作為建筑業市場主體的建筑施工企業又該如何實現數字化轉型?也成為了我們最關注的問題,參照周濟院士去年關于智能制造的發展過程中的相關范式的演進的闡述,結合數字化、在線化(網絡化)、智能化的基本技術特征,我們總結歸納和提出建筑施工企業“三化”的范式演進路徑:數字化企業—在線化企業—智能化企業。

(一)數字化

       實現生產過程的對象用數據來表述。包括崗位級別的數字化,建筑構件和工藝、工法的數字化,生產裝備、工地場地全要素的數字化,材料被加工的零部件、現場模架等“物”的數字化以及人的數字化。

       數據的互聯互通。包括網絡通信系統構建,不同來源的異構數據格式的統一以及數據語義的統一。

       信息集成。數據的互聯互通,其目的是要利用這些數據實現整個建造過程各環節的協同。具體體現在BIM、PM、ERP等管理系統的協同功能。例如,BIM+PM中的計劃排產模塊,它需要輸入交建筑信息、場地信息、工藝工法信息、質量安全信息以及勞務配置等信息,通過算法對這些信息進行集成,實現各環節的協同,從而輸出一個可執行的生產計劃。

       總而言之,數字化重點要解決的問題是提升多參與方內部競爭力的問題,包括提高質量、降低安全風險,提高勞動生產率、縮短工程項目時間、降低成本等,也就是解決企業“圍墻”內的問題。

(二)在線化

       在線化的特點,就是企業內外的各要素,及其和用戶、產業上下游企業及產品等實現網絡連接,實時在線,如下:

       實現與用戶的充分溝通,更好地了解用戶的需求,未為企業將從以產品為中心向以用戶為中心轉型。

       實現全產業鏈上企業與企業之間的協同,包括企業間數據協同、資源協同、流程協同,從而使社會資源得到優化配置。

       工程項目管理與工地現場的在線化,各參與基于一個可視化的模型平臺實時互動,工地現場人機料法環的在線化連接與互感互知,數字建筑與實體建筑的相互映射,實時互動。

       實現建筑產品鏈從產品向服務延伸。通過對建筑的遠程運維,為用戶提供更多的增值服務,使地產企業、建設企業從生產型企業向運營服務型企業轉型。

       總之,在線化要解決的問題是把每個企業看作是整個產業鏈的一環,追求產業鏈整體的優化,也就是解決企業“圍墻”之外的問題。施工企業的生產過程的協同也從原來的內部各個部門、不同工種之間的協同,轉向了供應鏈、客戶關系、項目執行、企業資源、物聯網等產業鏈、社會化大協作和大協同,從原來的基于自己掌控的生產資料進行生產要素的配置,轉向基于需求進行動態資源的最優配置。

(三)智能化

       基于以上的數字化、在線化,隨著企業的“人、機、料、法、環”及各種管理資源的“萬物互聯”,必將激發大數據的積累。企業也將采用大數據技術,建立要素、施工、工藝、業務邏輯等的數據模型,并在施工建造過程中所有“人、機、料、法、環”都有各自的編碼,“施工現場”與“項目管理”實現了自由溝通,所有流程、所有生產要素都進行實時監測并實時進行數據挖掘分析,對項目的質量、安全、進度、綠色施工實現智能管理與監管。

       同時,通過人工智能的深度學習、遷移學習、增強學習等技術的應用,把工程項目管理和施工現場等各種信息“自動地”被加工成為知識,匯聚在“企業大腦”,實現了企業知識的生成、積累、應用和傳承,形成了“數字企業到智慧企業的嬗變”,最終整個企業成為了一個“自學習、自進化的智能生命體”,大大地提高了企業的智慧決策、創新和服務能力。

作者:李曉軍


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