数字经济时代,建筑施工企业如何数字化转型?

2019-05-30 11:44:09 schd 20

      数字技术井喷式的突破和广泛应用,推动了消费互联网的成熟和产业互联网的蓬勃兴起,带来了新一轮的数字化浪潮,数字经济风口正猛, “数字企业”“智能工厂”“智慧城市”等新概念层出不穷,可以说,我们已经步入了数字化变革的新时代。各种数字科技的创新应用,已深刻改变着社会与经济发展的模式,产业新生态在“大破大立”中逐渐形成,行业“颠覆洗牌”的风潮已被深刻感知。

       在数字经济的风口下,产业转型将呈现以下几大方向:一是将推动制造业转型升级。数字价值的充分释放,将使得柔性化、网络化、个性化生产将成为制造模式的新趋势;二是产业组织创新。全球化、服务化、平台化将成为产业组织的新方式,无论是企业内部的组织形态,还是企业间的组织形态都在发生变革;三是融合创新产生新的产业形态。产业间的融合创新以及新兴业态的培育发展,如:新零售、新制造、新金融等不断涌现,各个产业在数字化大潮中正在被重新定义;新产品、新服务、新业态大量涌现;四是构建数字中国和智慧社会。数字驱动的新经济将促进社会就业、为社会经济发展带来了巨大的内生动力,形成全域化的“数字经济体”,打造数字中国,同时数字连接也将改变人们的生产、生活和交流方式,形成智慧社会。

传统产业的数字化转型路径

       数字化转型不可能一蹴而就,必然是按照“点、线、面、体”方式,对岗位层、企业层、产业生态逐步变革与升级。具体来说,就是先从一些关键的要素或作业岗位开始,然后进行各环节的协同,形成协同功能的模块,形成数字企业;再以数字企业为主体纵向整合产业链、横向形成企业间的协作生态。“点、线、面、体”的演进本身也是 PDCA循环的过程,在原有变革的基础上,不断地再从“点”开始进行新一轮的“数字变革循环”,像人体的“新陈代谢”一样不断地向更高层次的演绎。

中国数字建造到底是什么?

      互联网、物联网、大数据和人工智能等正在深刻地改变着我们的生活和生产方式及社会组织形态,同时也在改变我国的工业体系。德国提出了工业4.0、美国提出了工业互联网,我国也制定了《中国制造2025规划》,力求通过新型工业化,让数字经济和实体经济结合提升我国的综合实力。而实际上我国工业化的另一个重要的优势领域“中国建造”却没有得到重视,虽然国家也提出了发展装配式建筑的构想,但并没有从整个建造生产体系构建一套完整的转型路线。如何积极借鉴日本和德国建筑化的发展经验标准化思维,同时结合当前的数字经济发展态势,按照“两化深度融合”的思路,基于BIM、大数据、人工智能等先进技术,全面提升我国的建造水平,成为了当前的必须。

       中国数字建造是在借鉴工业4.0和先进制造业等理念,在建筑工业化的基础上,进行的数字化升级,用“看不见”的数据自动化来驱动“看得见”的施工过程的智能化。

主要表现在以下几个方面:

(一)中国数字建造是互联

       核心是联接,要把施工现场、工程机械设备、生产线、构件工厂、供应商、建筑产品、客户紧密地联接在一起。中国数字建造适应了万物互联的发展趋势,将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制 系统、通信设施通过信息物理系统(CPS)形成一个智能网络,使得产品与施工场地、工程设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联,使得工作部件、系统以及人类会通过网络持续地保持数字信息的交流。主要包括虚拟和现实的互联、施工现场、生产设备的互联、设备和建筑构件的互联等。

(二)中国数字建造是数据

       在数字建造的背景下,大数据将呈现爆炸式增长态势。项目管理、施工现场、数字工厂的数据、建筑构件的数据、建造过程产生的数据,将对企业的运营、价值链的优化和产品的全生命周期的优化起到重要支撑作用。

(三)中国数字建造是逻辑

      “逻辑-设计-建造”的古老建筑学逻辑,将被重新设阐释为“算法—形式—建构”的逻辑(观点来源:袁烽《城市建筑》)。随着近年来BIM标准化建设、PC预制工厂发展,数字建造也逐渐从前沿的研究课题走向实际的建造工程。但是作为一个完整的设计系统,数字建造在如今的工程应用中还只是“凤毛麟角”,需要更多的专业人士投入来推动其发展。诚然,数字建造并不是“万灵药”,传统建造方式的经验和技术积累远超过数字建造,如今的数字建造可能需要通过特殊的复杂造型才能体现其精确性、优越性,但随着技术的发展、算法的进步,有一天数字建造也许会变得便宜、便捷,或是社会需要模块化的生产,那时我们如今的尝试将变得有意义。

(四)中国数字建造是集成

       更多的智能化设备、传感设备、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施基于“BIM+大数据+云计算”形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与建筑、建筑构件间以及服务与服务之间能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

(五)中国数字建造是创新

       其实,施工过程实际上就是中国建造创新发展的过程,包括技术、工法、建筑产品、模式、业态、组织等方面的创新将会层出不穷。尤其是建造过程中数字模拟技术拓展了人的想像力的实现,在加上新型科技材料、机器人精确加工、3D打印技术的应用,将产生出一些更绚丽的新工艺、新产品。

建筑施工企业数字化转型方向

       作为建筑业市场主体的建筑施工企业又该如何实现数字化转型?也成为了我们最关注的问题,参照周济院士去年关于智能制造的发展过程中的相关范式的演进的阐述,结合数字化、在线化(网络化)、智能化的基本技术特征,我们总结归纳和提出建筑施工企业“三化”的范式演进路径:数字化企业—在线化企业—智能化企业。

(一)数字化

       实现生产过程的对象用数据来表述。包括岗位级别的数字化,建筑构件和工艺、工法的数字化,生产装备、工地场地全要素的数字化,材料被加工的零部件、现场模架等“物”的数字化以及人的数字化。

       数据的互联互通。包括网络通信系统构建,不同来源的异构数据格式的统一以及数据语义的统一。

       信息集成。数据的互联互通,其目的是要利用这些数据实现整个建造过程各环节的协同。具体体现在BIM、PM、ERP等管理系统的协同功能。例如,BIM+PM中的计划排产模块,它需要输入交建筑信息、场地信息、工艺工法信息、质量安全信息以及劳务配置等信息,通过算法对这些信息进行集成,实现各环节的协同,从而输出一个可执行的生产计划。

       总而言之,数字化重点要解决的问题是提升多参与方内部竞争力的问题,包括提高质量、降低安全风险,提高劳动生产率、缩短工程项目时间、降低成本等,也就是解决企业“围墙”内的问题。

(二)在线化

       在线化的特点,就是企业内外的各要素,及其和用户、产业上下游企业及产品等实现网络连接,实时在线,如下:

       实现与用户的充分沟通,更好地了解用户的需求,未为企业将从以产品为中心向以用户为中心转型。

       实现全产业链上企业与企业之间的协同,包括企业间数据协同、资源协同、流程协同,从而使社会资源得到优化配置。

       工程项目管理与工地现场的在线化,各参与基于一个可视化的模型平台实时互动,工地现场人机料法环的在线化连接与互感互知,数字建筑与实体建筑的相互映射,实时互动。

       实现建筑产品链从产品向服务延伸。通过对建筑的远程运维,为用户提供更多的增值服务,使地产企业、建设企业从生产型企业向运营服务型企业转型。

       总之,在线化要解决的问题是把每个企业看作是整个产业链的一环,追求产业链整体的优化,也就是解决企业“围墙”之外的问题。施工企业的生产过程的协同也从原来的内部各个部门、不同工种之间的协同,转向了供应链、客户关系、项目执行、企业资源、物联网等产业链、社会化大协作和大协同,从原来的基于自己掌控的生产资料进行生产要素的配置,转向基于需求进行动态资源的最优配置。

(三)智能化

       基于以上的数字化、在线化,随着企业的“人、机、料、法、环”及各种管理资源的“万物互联”,必将激发大数据的积累。企业也将采用大数据技术,建立要素、施工、工艺、业务逻辑等的数据模型,并在施工建造过程中所有“人、机、料、法、环”都有各自的编码,“施工现场”与“项目管理”实现了自由沟通,所有流程、所有生产要素都进行实时监测并实时进行数据挖掘分析,对项目的质量、安全、进度、绿色施工实现智能管理与监管。

       同时,通过人工智能的深度学习、迁移学习、增强学习等技术的应用,把工程项目管理和施工现场等各种信息“自动地”被加工成为知识,汇聚在“企业大脑”,实现了企业知识的生成、积累、应用和传承,形成了“数字企业到智慧企业的嬗变”,最终整个企业成为了一个“自学习、自进化的智能生命体”,大大地提高了企业的智慧决策、创新和服务能力。

作者:李晓军