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2023建筑业工程项目管理数字化研究报告-甲子光年智库
2023-03-16
出品机构:甲子光年智库
研究指导:宋涛
研究团队:陈宗珩
发布时间:2022.03
前言
研究范畴与说明
Part 01
建筑业工程项目管理现状
Part 02
工程项目管理数字化的价值
Part 03
工程项目管理数字化转型的路径与实践
61.4%
28.5%
房屋工程建筑建筑业
土木工程建筑建筑业
建筑安装业建筑业
工程项目管理数字化的研究范畴
本报告研究范畴在关注于房建、土木工程建筑业
图:2022年全国建筑业总产值中不同行业完成产值情况
建筑业
房屋建筑业
房屋主体工程的施工活动
土木工程建筑业
土木工程主体的施工活动
建筑装饰、装修
建筑工程后期的装饰、装修、维护和
清理活动,以及对居室的装修活动
建筑安装业
建筑物内各种设备及施工线路敷设和
管道安装活动
其他建筑业
建筑物拆除和场地准备活动
建筑业范围
工程项目管理数字化的研究范畴
本报告研究范畴为建筑周期中的建筑施工阶段,不包含上下游其他阶段
智慧选址
投资测算/
风控(待定)
协同设计
AI智能设计
智慧工地云
建造机器人
楼宇自控系统
建筑碳中和
… … … …
投资决策阶段 设计规划阶段 建筑施工阶段 运维管理阶段 拆除回收
数字造价
BIM
协同管理平台
工程项目管理
工程项目管理数字化的研究范畴
本报告研究范畴以工程项目为出发点,辐射相关集团管理与产业链协同
建筑企业经营数字化
建筑建造业务数字化
集团层
总包方、业主方等
项目层
涵盖项目前期阶段的市场经营(市场开发、客
户管理等)、项目立项投标——目启动阶段
的项目设计规划、成本预算管理等——项目执
行阶段的一系列施工现场、进度管理等——
——项目结束后的运维与保修
项目经理等项目一
线人员
产业链层
监理、分包方、设
计方、供应方等
类别 子类别 特性应用角色
增值业务层
核心业务层
集团公司、工程局
等工程总包公司
金融、物业等增值
业务分公司
企业内部实现数字化的运营管理模式,如财务
会计、人力资源等的标准化管理
实现各个项目的总体控制、部分业务的统一管
理、全局数据分析
连接不同合作模式下各方分工与角色,加强沟
通协作效率,强化行业生态
前言
研究范畴与说明
Part 01
建筑业工程项目管理现状
Part 02
工程项目管理数字化的价值
Part 03
工程项目管理数字化转型的路径与实践
1.1 工程项目管理的数字化发展背景
低利润率的建企正面临着利润率不断走低的情况,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%
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
18.0%
16.9%
13.5%
8.6%
7.0%
6.2%
5.9%
5.1%
2.7%
4.9%
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
12011-2021年建筑业产值利润率情况 2:全社会固定资产投资增速
近年来我国的建筑业虽然在总产值一直保持着增长的势态但行业利润总额
增速已经连续多年处于下降趋。利润的下降逃不开两个题,一是建筑行
业盈利能力出现下降;二是建筑公司对于成本的管控能力的欠缺。
在资本投入后续保持不变甚至降低的现实情况下,如何通过结合先进技术提高
工程作业效率降低成本将是建筑业企业面临的头号问题。
这说明建筑行业已经从过去基于资本投入的数量型要素驱动向以效率型要素驱
动为主的方向转型,技术要素+数据要素则是两大核心生产要素。
数量型要素
驱动:资本
效率型要素驱动:
技术+数据
1.2 宏观层面建企的分工
行业集中度持续提高,未来竞争格局梯队明显分工为三个层级,各层级分工各有侧重
02
01
03
31.7%
32.3%
34.4%
36.3%
37.7%
41.0%
15.3%
15.3%
15.8%
17.3%
20.8%
23.7%
2017
2018
2019
2020
2021
2022.9
八大央企
国有及国有控股
国有及国有控股建企和八大央企*市占率
拥有资金、技术、管理等多方面优势,业务布局广泛深入,产业结构多元合
理,能够为客户提供全面的一体化综合性解决方案。
主要包括:中建、中铁、中交等央企
头部央国企
区域龙头企业
配套小微企业
深耕区域局部市场,与当地社会发展形成利益共同体。
主要包括:优秀工程局、省级建工集团
业务相对单一,综合实力较弱,为行业顶级平台
公司、龙头企业提供专业配套服务。
主要包括:大量小微企业
1.3 现阶段工程项目管理存在的痛点
宏观下行、利润空间不断压缩、业务复杂转型困难,建企面临重重危机
投资
设计 施工
运营
建筑工程利润“微笑曲线”
随着城镇化率的提升和城乡建设逐步完善,国家和社会
对于新建项目的需求减少,行业竞争压力变大。
产业链分工 数字化能力
业务与架构
宏观环境
建企以施工为主体,利润率低且受原材料成本和社会平均
薪酬影响,利润空间还在被进一步压缩
建筑行业的产品是高度定制化、项目制的,产品可复
制的程度不高,规模效应不明显。
受政策和人口老龄化影响,老一辈从业人员退出市场,新鲜
液不足。建筑业将面临劳动力短缺,传统的工作方式与管理
式将难以为继。
不同业务线的需求差异大,业务复杂度极高。
大型建企分支机构太多,牵涉到的组织管理差异极大。
原有的高成本部署的套装软件功能固化,经济价值不高,新需
求满足不了。
业务需求太多,IT人员太少,交付周期太长,磨合周期也
很长,试错成本太高。
老旧的软件系统导致员工经常需要重复录入,操作体
验差且效率低下,直接影响管理与业务效率。
需求减少
人才断层
利润率低
成本增大
规模不经济
业务、管理复杂
响应困难
系统老旧
在线监控
基于知识的服务
按功能付费活动
服务级别协议 预测性维护
流程优化服务
培训 设施优化
设备维修与维护
设施管理
1.4 通过数字化重塑工程项目管理
通过基于数字化的扩展服务增强综合竞争力
2% 7% 5% 11% 10%
24% 15%
7% 12%
17%
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
目前
未来
2
图:工程与建筑企业希望扩展的服务产品
CAGR
随着需求减少,竞争加剧,近一半的受访者认为更难以在产品、项目、价格、质量和交付条款方面建立差异化优势。在选择扩展的新服务中增长率最高的是流程优
化服务和设施管理服务。
1.4 通过数字化重塑工程项目管理
行业正在应用新技术并改善服务交付方式,建筑数字化未来增长可期
55%
36%
40%
41%
75%
71%
60%
58%
服务明星企业 所有其他企业
1:应用的新技术
98
291
2019 2027
云计算
物联网
移动技术和应用
机器人
/
机器人流程自动化
37%
39%
40%
46%
51%
55%
63%
75%
服务明星企业 所有其他企业
在工程与建筑企业、所有者、供应商、合作伙伴
/
服务商之间共享数据,开展分析
在工程与建筑企业、所有者、供应商、合作伙伴
/
服务商之间共享标准化的预警信息
访问诊断数据以调查问题,执行根本原因分析
标准化的“检测到纠正”流程与预警系统
2:服务交付方式
3:全球建筑数字化市场规模(亿美元)
年均增长率
18.2%
2022-11 住建部:全国确定24个智能建造试点城市
以技术创新引领产业转型升级建筑业产业链现代化水平不断提高城市信息模型(CIM)、建筑信
息模型BIM)、大数据智能化、移动通信、云计算、物联网等信息技术集成应用能力不断提升
日前,住房和城乡建设部将北京市、天津市、重庆市、河北雄安新区、保定市等24个城市列为智能建
造试点城市旨在进一步发展智能建造,以科技创新推动建筑业转型升级。
2022-1 住建部 《“十四五”建筑业发展规划》
指出建筑业在与先进制造业新一代信息技术深度融合发展方面有着巨大的潜力和发展空间”,需
要“加快建筑业转型升级”。
2020-7 住建部等十三部门联合发布《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》
将提升建筑工业化、数字化、智能化水平作为发展目标,明确到 2035 年,“迈入智能建造世界强国
行列”。
政策引领
预期增长可观
前言
研究范畴与说明
Part 01
Part 02
Part 03
建筑业工程项目管理现状
工程项目管理数字化的价值
工程项目管理数字化转型的路径与实践
2.1 管理数字化在项目执行中的价值
业务层面:降本增效,强化施工与安全管理
成本 效率
项目启动前文档管理+信息管理成本
项目策划:招采价格信息透明
项目执行:人工·材料·设备自身成本、人材机管理成本
竣工运维:精确成本还原、降低服务陈
生产 安全
:人员考勤、工时统计……
:设备运转、维修、生产情况
:用料情况、构件库存……
:精确算量、优化流程
环:场地信息、建筑面积……
项目启动前:优化招投标流程、快速立
项目策划:动态监控,让经济执行更加实时可控
项目执行:依据生产数据优化生产流程、推进生产效率
竣工运维:优化竣工管理、实现快速项目交接
成本与效率
生产与安全
人员安全:安全带/安全帽/安全网使用情况、安全教育
设备安全:塔机安全监控管理、物料进出库管理
环境安全:光环境/可吸入颗粒/湿热环境/通风效果
数据安全:数据治理、数据资产管理
2.1 管理数字化在项目执行中的价值
管理与创新层面:全方位协同,基于新技术应用创
管控 协同
BIM+AR+AI 低代码
管理与协同
技术创新
以见科技通过BIMARAI技术进行工程建造运维数字化管理。将以
BIM为核心的多源数据进行轻量化处理,统一数据格式,通过云端进行
项目配置和传输;AR技术让BIM数据还原现场成为可能,厘米级定位后
将模型1:1进行现场比对;并通过AI智能图像识别技术,自动化发现错
误,标记问题,降低使用成本,实现了BIM指导施工落地和建筑运维。
奥哲·云枢低代码平台从建筑业企业的组织结构和常用的门户出发,通
BI报表、智慧大屏、协同办公等工具,并基于建筑业有高频需求的业
务设置综合业务管理平台,从而保障业务应用实现。基于业务、技术、
数据三中台进行业务流程、开发模型、各类数据等的整合,连接到建
企各个后端系统,实现快速支撑建企业务开展与推进。
项目启动前:招投标文件协同
项目执行:物资设备管理、人员签到签退、工程进度更新
竣工运维:模型与交付物比对便于验收、文档快速归档
跨阶段:各类文档、信息协同提高管理效率
进度管控:现场管理、项目计划管理
质量管控:质量过程监测、实测实量
劳务管控:分供方进退场、结算与支付
技术管控:实验管理、测量管理
合同管控:合同管理、签约管理
财务管控:收支计划、结算管理
商务管控:分包管理、绩效考核
2.2 工程项目管理流程中的数字化应用
工程项目周期长,细项业务极多,基于工程项目流程广泛覆盖,侧重点不同
启动前 项目策划 项目执行 竣工验收 后期运维
经营管理
收入计划 支出计划
立项管理
投标管理
商务部 工程部
项目策划书
财务计划
物资 设备 质量
劳务 客服 环境 安全
成本支出合同
收入合同
销项发票 进项发票
验收管理
结算管理
生产
项目交接
客服
运维管理
编码管理 资金管理 档案管理
算量
工程造价
过程算量
BIM 管理施工
2.3 工程项目管理的数字化体系
BIM为中心的1+3数字化作业体系,实现串联线上与线下、管理与生产、项目部与合作伙伴
BIM+
工程项目场景下所需要IoT种类纷繁复杂,包
括建造机器人等高端一体化的设备;进行环
境监测、安全监测的传感器摄像头等设备;
以及基于AR软件将非IoT设备进行可视化。
IoT硬件及系统
包括财务、人力、OA
成熟的软件管理系统,多
适用于企业统一管控,相
对标准化与成熟化。
稳态管理系统
现场、招采、合同、安全等较为细碎且差异化大的场景,一般以中
小型建企和央企的三级公司为主导,以最适合自身为高优先级。
敏态业务系统
BIM+:以BIM作为数字化管理的重要抓手,结合物联网、
AIAR等技术,在建设工程及设施全生命周期内,对其
物理和功能特性进行数字化表达与集成。
图:以BIM为中心的1+3工程项目管理数字化作业体系
2.4 数字化体系:BIM+
BIIM+为核心构建整套数字化体系
集成多组件应用
连接多参与方
服务敏态业务
BIM技术为核心
数据建模
仿真建模
模型提取
压缩优化
模型可视化
模型接口
模型翻译
合规验证
质量验证
模型构建 模型流转 模型互操作 模型验证
通过建立统一主数据统一技
术标准和数据接口
协同与数据共享。
BIM为底连接目生过程中的多参与方实现
产业链生态间的横向协同。
AR施工
BI报表
招采外供
项目驾驶舱
VR安全教育
协同办公
……
将数据整合在
BIM+系统
现在线实时可查
管理数据分析
数据并基于数据
优化流程提升管
理能力。
2.4 数字化体系:敏态业务系统
深入业务、服务业务,构建敏捷反应且全面覆盖的细碎且差异化场景
采购
采购计划的制订、供应商管理-供应商建库以及维护、
招标文件+合同管理、期间资金管理、对接ERP材料
入库记录……
招投标
投标:对项目信息进行快速分析、资格自审、快速
生成投标文件、保证金管理、项目勘察……
招标:根据采购计划制定招标计划与文件、供应商
建库与管理、各类合同管理、随货资料存档……
现场
人员:人员考勤、工作人员进退场、工时统计
物资:物资出入库记录、物资对账、物资用量统计
设备:出入库使用记录、设备使用跟踪
过程:施工进度实时更新、安全问题、质量问题
合同
合同管理:准备、起草、审批、发起签署、签订复核、
合同归档、合同范本……
签约管理:企业认证、在线签署、身份校验……
履约管理:履约监督、结算管理、风险预警……
预算
包括工程计价、设备材料预算、劳务预算、分包成
本、其他费用(项目管理费、费用报销、税费、建
筑规费……
商务
策划管理:招标策划、履约策划、预计总成本……
分包管理:工程进度款管理、招标管理、项目结算……
分供管理:考核评价、入库申请、供应商管理……
经营绩效:指标下达、年度指标考核……
2.4 数字化体系: IoT硬件及系统
从建筑机器人到各类智慧工地系统全覆盖
配合门禁闸机系统,通过软硬件结合的方式,掌握施工现场人员的出入情况。
智慧工地劳务实名制管理
通过塔吊监控平台,管理员可清楚看到塔吊的分布状态、塔吊操作状态,结合塔吊司机的
考勤系统,可清楚看到现场塔吊的运行状况及危险报警统计分析。
智慧工地智能塔吊可视
智能远程管控系统由前后端硬件以及后端软件组成,主要硬件设备有超高清摄像头、无线
WiFi盒子、无线电源盒子等。项目管理员可对监控视频进行录入、回放、导出等操作,发
违规行为可及时制止。
智慧工地远程视频监控管理
实时、远程、自动监控颗粒物浓度以及现场数据通过网络传。具备自动报警功能,可掌
控环境变化,告知相关部门进行整顿;具备报警联动信息输出,可外接联动喷雾降尘设备。
智慧工地环境监测
升降机是一种常用的垂直起吊设备,在后期的内部装修期间使用,非专业人员操作极易造
成安全事故。通过监视主机进行监控并发出整改指令,实现预警及智能控制。
智慧工地施工电梯智能管控
实现大宗物资进出场称重全方位管控提高了物资计量的运行效率,避免人为篡改、记录
错误,同时,还实现了全过磅流程的信息化管理。
智慧工地物料现场验收管理
国内企业当前已经推出了种类繁多的建筑机器人,以解决建筑业最
令人头疼的安全与效率问题。
博智林的部分产品系列
建筑机器人 智慧工地
前言
研究范畴与说明
Part 01
建筑业工程项目管理现状
Part 02
工程项目管理数字化的价值
Part 03
工程项目管理数字化转型的路径与实践
3.1 数字化转型出发点
不同规模的建筑企业要从不同的出发点开始数字化作业体系的构建
“大而全”的全局管控为思路
头部央国企
区域龙头企业
配套小微企业
深入业务,以点带面,步步为营
简易的全套服务
对于头部国央企而言,由于管理制度更加完善,便于内外部协同,更需要一个从项目前期市场
开发经营管理开始到项目竣工交接与后期运维的大而全项目管理系统,以管理及其复杂的分子
公司体系,实现统一系统、统一流程、统一管理。
部分区域龙头企业当前数字化程度不高,且局级公司会有集团层的系统标化要求,但
是其业务差异性大,很难完全对齐集团公司或是行业内其他企业,所以数字化多是从
具体业务开始,逐步向上探索。
“小而美”的简易全套服务
对于配套小微企业而言,对自身的内部管理流程制度尚未建立完善、
在参与到工程项目中时对一些重要性低相关性弱的流程也并不会过多
关注,则一套低成本、易用的标化SaaS协同,快速统筹全局。
3.2 数字化转型路径
不同规模的企业选择不同的“路线”
从规范流程开始
超自动化
逐步探索搭建业务应用
从简单的业务场景入手
场景逐步覆盖,搭建大型应用
业务系统中台化
选取试点部门或子公司,从简单的业务逻辑
开始梳理,基于低代码快速尝试与迭代开发
工作。
基于成功的业务场景试验,项目部/工程局逐
步覆盖相关业务,实现大型应用精益化管理
实质性推动业务提效
基于大量的业务管理经验,通过搭建一套完
备的中台体系,将离散的业务归集起来一体
化管理的同时,还保障了系统的高可用
基于原有的信息系统,将管理系统标准化,
统一流程中心,实现流程全生命周期管
基于业务流程共享与复制推广,安排下属子
公司自主搭建应用与流程,实现复杂业务场
景的一体化管控
基于完备的场景应用和规范的流程标准,通
RPAAIoT等新技术应用,实现应用创造、
迭代和融合创新超自动化
大型国央企
区域龙头企业
配套小微企业
标化的工程项目管理数字化SaaS
功能齐全
覆盖全周期:从投标到竣工结算
覆盖多场景:收支控制、成本控制、进度控制、
质量安全控制、在线审批、现场管理、劳务管
……
简单易用
即开即用:上线周期短、操作简单
使用多场景:APP、微信、钉钉等多平台
使用成本低
省钱:相比于定制化开发,投入成本低廉
3.3 工程项目管理数字化实践厂商——以见科技
BIM+AR技术赋能建筑工程建设,围绕建筑全生命周期打造产品体系
以见科技,成立20181月,总部位于上海市杨浦区,是国家高新技术企业,建筑科技领域新兴标杆。以见科技以BIM及泛BIM数据为基础,
ARAI技术为核心,将多源数据11还原到建筑实景,提升AEC业智能建造及数字化管理水平。以见科技自主研发的“一见®BIM+AR
建筑平台”包含多款SaaS化软件产品及智能硬件设备,服务于建设方、施工方、市政管理单位及设计院等,为建筑全生命周期赋能。截止到
20219月,公司完成 A 轮融资。投资方包括经纬创投,金沙江创投、住友商事亚洲资本、Plug and Play 等。
1. BIM数据为核心的多源数据融
、轻量化处理能力,包括GIS
倾斜摄影点云扫描IoT数据等
2. 室内SLAM+室外RTK高精度专
利级AR定位技术结合自研智能
硬件使用通过ARBIM使
用最大化
3. 计算机视觉自动识别,点云语义
割,以及三维开放数据集,为AI
别工程错误提供重要技术储备
1. “一见®BIM+AR建筑平台”贯穿
建筑设计、施工、运维全生命周期,
让建筑数据发挥最大价值。
2. 标准化SaaS软件与定制开发结合的
灵活交付模式,符合建筑行业客户
应用习惯。
3. BIM+AR施工助手”行业头部客
户覆盖率达到80%,已形成竞争壁
垒。
4. BIM+AR运维平台”“BIM+AR
市政平台”打通多源数据,属于行
业稀缺性产品。
5. BIM全生命周期的数据准确性,数
字资产与物理空间的连接性,模型
在后期的可变性灵活性,系统与数
据平台的兼容性。
产品优势
产品架构
技术优势
标杆客户
市政平台施工助手 运维平台 开发者平台
接入设计生态
支持多格式
全平台
数据互通
解决
方案
建筑全周期BIM+A R管理平台
房建行业 解决方案
基建行业 解决方案
应用
业务
基础
能力
通用模块
账号管理
权限管理
项目配置
文档管理
模型管理
BIM可视化
3D模型查看
3D模型分享
AR定位
AR模型查看
AR地图
AR环境重建
过程使用
CAD查看
模型查看
文档查看
进度管理
工期计划
进度录入
对比分析
消息通知
质量管理
工单管理
评论回复
消息通知
工单导出
竣工模型交付
进度记录
质量记录
对外分享
竣工模型归档
产品平台 技术平台
云文档 模型转换 3D轻量化显示 …… 点云 倾斜摄影 RTK ……IoT
3.4 某一线城市大型机场应用BIM+AR,确保扩建工程“实模一致”
应用背景介绍
某一线城市大型机场扩建工程,总投资超过500亿元,为响应住建部、民航局等13个部门联合印
发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》及民航局印发的《推动民航智能建
造与建筑工业化协同发展的行动方案》,在扩建工程的建筑全流程中应用以见科技BIM+AR技术,
确保三期扩建工程按模施工,并达到“实模一致”效果
客户需求
建筑全流程BIM 应用并达到
“实模一致”的效果
及时进行现场复核比对,
避免施工错误
各部门、层级之间的协
同现场管理
实现效果
1. 通过BIM+AR应用校验现场机电专业施工,对管线遗漏、错位、碰撞等问题点进行发掘,记
录并反馈避免出现影响功能使用的施工错误为竣工模型调整提供依据其中发现问题近
百处主要存在于工人未完全理解管综走向与设计不一致、设计变更模型质量建模范围
外问题等层面。
2. 可追溯的施工错误记录和验收过程复盘为后续项目提前规避施工错误避免返工浪费和施工
质量缺陷提供了参考和指导依据也可以供业主方和工程部门对施工人员提前进行培训和施
工提醒使用施工助手可将施工过程中需要整改的问题进行流程化规范化提高各参建方协
调效率。
3. 保证竣工模型和现场的一致性,实现“实模一致”的效果。
现场比对报告 现场比对报告
施工质量报告
BIM验评月例
施工问题汇总
项目工程例会
开始
施工总包 施工监理 BIM咨询 业主
AR技术验评
实施方案
审核AR技术验评
实施方案
审核AR技术验评
实施方案
审核AR技术验评
实施方案
审核通过
重点区域分部分
AR比对计划
Y
重点区域分部
AR比对
现场比对报告
整改通知实施整改
N
现场复核
N
结束
Y
重点区域分部
AR比对
重点区域分部
AR比对
实践流程示意图
智库院长
宋涛微信
stgg_6406
北京甲子光年科技服务有限公司是一家科技智库,包含智库、媒体、社群、企业服务版块,立足于中国科技创新前沿阵地,动态
跟踪头部科技企业发展和传统产业技术升级案例,致力于推动人工智能、大数据、物联网、云计算、AR/VR交互技术、信息安全、
金融科技、大健康等科技创新在产业之中的应用与落地
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