數(shù)字化轉(zhuǎn)型建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇

隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟正在全球迅速崛起，極大改變著人們的生活方式，推動需求升級帶來結(jié)構(gòu)性趨勢，也深刻影響著產(chǎn)業(yè)端發(fā)展。正如美國Gartner的技術(shù)成熟度曲線預(yù)測，人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)日臻成熟，它們將重塑產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式和商業(yè)模式，激發(fā)效率革命。可以說，全球正加速邁向以數(shù)字化轉(zhuǎn)型、網(wǎng)絡(luò)化重構(gòu)、智能化升級為特征的數(shù)字化新時代。

在新的時代背景下，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇，將是從工業(yè)經(jīng)濟到數(shù)字經(jīng)濟的必由之路。在科技創(chuàng)新驅(qū)動下，建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級大幕已經(jīng)拉開。將建筑產(chǎn)業(yè)提升至現(xiàn)代工業(yè)級的精益化水平是轉(zhuǎn)型升級的方向。實現(xiàn)“讓每一個工程項目成功”是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的目標(biāo)。打造數(shù)字生產(chǎn)力，建立數(shù)字化新型生產(chǎn)關(guān)系是實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，而作為數(shù)字技術(shù)與建筑產(chǎn)業(yè)有效融合的“數(shù)字建筑”，將成為引領(lǐng)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心引擎。

數(shù)字化是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力

在數(shù)字時代下，工業(yè)時代的生產(chǎn)方式、經(jīng)營模式等已然不能滿足數(shù)字時代日益多樣化的需求，供需矛盾日益凸顯。通過數(shù)字化不僅可以“多快好省”地規(guī)?；瘽M足個性化需求，支撐需求側(cè)升級，還能夠應(yīng)對不確定性，引領(lǐng)供給側(cè)變革，數(shù)字化將成為化解供需矛盾，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力。

科技進步推動社會發(fā)展步入數(shù)字時代

在數(shù)字時代，三元世界將成為我們認(rèn)知和改造世界的新模式，數(shù)字孿生將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形態(tài)，數(shù)據(jù)將成為新的生產(chǎn)要素，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為新的基礎(chǔ)設(shè)施（圖1）。

數(shù)字時代，“三元世界”、共生發(fā)展

數(shù)字時代，傳統(tǒng)的“二元世界”轉(zhuǎn)變?yōu)橐庾R世界、數(shù)字世界和物理世界的“三元世界”。意識世界的構(gòu)想和物理世界的實體通過數(shù)字化形成數(shù)字虛體，在數(shù)字世界進行模擬仿真和推演，理清運行規(guī)律，獲得最優(yōu)方案，然后再通過映射、虛實互聯(lián)，驅(qū)動和操控物理世界中的實體運行。同時，物理世界不斷地將信息與數(shù)據(jù)反饋回數(shù)字世界，加速數(shù)字世界的自我學(xué)習(xí)和進化演進。

建筑產(chǎn)業(yè)在傳統(tǒng)“二元世界”時代進行工程建設(shè)，按照圖紙直接進行實體工程的建設(shè)，如果產(chǎn)生問題也是不可逆的，拆了重建的代價太大，所以最終讓建筑成為遺憾的藝術(shù)。而在“三元世界”時代，通過BIM等技術(shù)把設(shè)計想法形成建筑信息模型，進行模擬仿真和分析優(yōu)化，獲得最佳的設(shè)計及建造方案之后，再進行實體工程的建設(shè)，從而以更小的成本、更高的效率交付品質(zhì)更優(yōu)的建筑。就如數(shù)字建筑的新設(shè)計、新建造和新運維所闡述的場景，新設(shè)計是意識世界映射到數(shù)字世界的過程，新建造是數(shù)字世界實現(xiàn)到物理世界的過程，新運維是物理世界反饋到意識世界的過程（圖2）。

可以說，以數(shù)字世界為紐帶的“三元世界”，讓人們認(rèn)識和改變世界的能力大大提升、成本大幅降低，進程進一步加快。

數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)要素

在這場調(diào)整變革中，數(shù)據(jù)成為與勞動力、資本、土地并列的新生產(chǎn)要素。正如習(xí)近平總書記2013年視察中國科學(xué)院時就曾指出：“大數(shù)據(jù)是工業(yè)社會的自由資源，誰掌握了數(shù)據(jù)，誰就掌握了主動權(quán)?！?/p>

圖1 科技進步推動社會步入數(shù)字時代

圖2 建筑產(chǎn)業(yè)“三元世界”共生發(fā)展

圖3 數(shù)字孿生構(gòu)建產(chǎn)業(yè)新形態(tài)

數(shù)據(jù)自動流動水平將成為衡量一個企業(yè)、一個行業(yè)甚至一個區(qū)域發(fā)展水平和競爭實力的關(guān)鍵指標(biāo)。中國工程院院士丁烈云曾表示：數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟的“石油”和“黃金”，我國擁有龐大的工程建造市場，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量極為龐大，但真正存儲下來的數(shù)據(jù)僅僅是北美的7%。少數(shù)存儲下來的工程數(shù)據(jù)，大多以散亂的文件形式散落在檔案柜和硬盤中，工程數(shù)據(jù)利用率不到0.4%。可以說，產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)的積累和沉淀，將為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有利的支撐。建筑產(chǎn)業(yè)的大數(shù)據(jù)匯集與利用更是任重道遠(yuǎn)。

數(shù)字孿生成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)

數(shù)字技術(shù)在解構(gòu)一個舊世界的同時，也在建立一個新世界，即一個數(shù)字孿生世界。數(shù)字孿生世界的意義在于：通過物理世界與數(shù)字世界的相互映射、實時交互、高效協(xié)同，在比特的世界中構(gòu)建物質(zhì)世界的運行框架和體系，通過高效率協(xié)同、低成本試錯、智能化決策，實現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)資料的配置，構(gòu)建人類社會大規(guī)模協(xié)作新體系。正如德國國家科學(xué)與工程院院長孔翰寧所說：“今天發(fā)展工業(yè)的準(zhǔn)則是：數(shù)字化一切可數(shù)字化之物，并由此開辟新的價值創(chuàng)造模式。”數(shù)字孿生將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形態(tài)（圖3）。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基石

隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速推進，對高經(jīng)濟性、高可用性、高可靠性的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施支撐的需求日益凸顯。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將驅(qū)動工業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈實現(xiàn)深度互聯(lián)，推動生產(chǎn)和服務(wù)資源優(yōu)化配置，促進生產(chǎn)體系和服務(wù)體系再造，在現(xiàn)階段的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮核心支撐作用，成為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設(shè)施。

數(shù)字化“多快好省”地規(guī)?；瘽M足個性化需求，拉動需求側(cè)升級

技術(shù)革新的速度越來越快，不確定性將進一步增大，但人們對美好生活的追求和向往始終沒變，這也是驅(qū)動社會發(fā)展的主要動因。

在工業(yè)時代，產(chǎn)品或服務(wù)的個性化需求與生產(chǎn)供應(yīng)的能力相矛盾。大眾化商品總是千篇一律，量身定制的商品僅是少數(shù)人才能夠享用的奢侈品。隨著社會的發(fā)展，這一矛盾愈發(fā)凸顯。黨的十九大將新時代下我國社會主要矛盾概括為：“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾?！保▓D4）

在數(shù)字時代，這一矛盾將得以消除，數(shù)字化將成為推動社會發(fā)展的核心驅(qū)動力。用戶價值成為引導(dǎo)生產(chǎn)要素配置的核心指標(biāo)，數(shù)字化不僅提高生產(chǎn)效率，而且建立與客戶的數(shù)字連接方式，為客戶創(chuàng)造最佳的個性化體驗，充分滿足客戶需求。需求端的價值流通過數(shù)字化連接實時影響供給端轉(zhuǎn)型升級、優(yōu)化生產(chǎn)模式、重構(gòu)經(jīng)營模式、創(chuàng)新商業(yè)模式，使企業(yè)生產(chǎn)力水平大幅提升，生產(chǎn)效率不斷提高，賦能企業(yè)建立“多、快、好、省”的規(guī)模化滿足個性化需求的能力，讓人們有更多的獲得感和幸福感?！岸唷斌w現(xiàn)在讓消費者有更多的選擇；“快”指生產(chǎn)和交付快；“好”是品質(zhì)高；“省”是價格適中、成本更低。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是產(chǎn)業(yè)應(yīng)對不確定性的最優(yōu)解，推動供給側(cè)變革

在數(shù)字時代，不確定性增大已經(jīng)成為顯著的特征，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將是應(yīng)對不確定性的最優(yōu)解。通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將在“數(shù)據(jù)+算法”定義的世界中，以數(shù)據(jù)的自動流動化解復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性（圖5）。

數(shù)字化將成為企業(yè)差異化競爭的核心能力。哈佛商學(xué)院的數(shù)據(jù)顯示：數(shù)字化領(lǐng)先企業(yè)的三年平均毛利潤為55%，而數(shù)字化落后企業(yè)則為37%。由此可以看出，領(lǐng)先企業(yè)通過數(shù)字化將繼續(xù)擴大競爭優(yōu)勢（圖6）。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來了企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益的增長，進而驅(qū)動產(chǎn)業(yè)效率的升級，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律。全球知名管理咨詢公司波士頓咨詢按照數(shù)字化影響程度從低到高依次將各行業(yè)劃分為“數(shù)字化提供附加價值”“數(shù)字化顛覆價值鏈”“數(shù)字化主導(dǎo)價值鏈”等階段。例如，對于媒體、物流和零售行業(yè)，通過數(shù)字化已經(jīng)轉(zhuǎn)型為新媒體、新物流和新零售；在銀行、通訊、農(nóng)業(yè)、汽車、醫(yī)療和能源行業(yè)，傳統(tǒng)價值鏈正在被數(shù)字化所顛覆；而在建筑和公共行業(yè)里，數(shù)字化還只能提供附加價值，處在較為初級的階段，但也預(yù)示著數(shù)字化發(fā)展?jié)摿薮螅▓D7）。

“高質(zhì)量發(fā)展”是建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的動因

改革開放以來，我國建筑產(chǎn)業(yè)取得了巨大成就，工程建造規(guī)模和能力居世界前列，在今年新冠肺炎疫情“大考”中，“火神山”“雷神山”醫(yī)院的建設(shè)更是創(chuàng)造了建筑史上的奇跡，“中國速度”和“中國高度”擦亮了“中國建造”的名片。

隨著我國經(jīng)濟由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大幕已經(jīng)拉開，建筑產(chǎn)業(yè)迫切需要通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，突破生產(chǎn)力水平的關(guān)鍵瓶頸。實現(xiàn)提質(zhì)增效、節(jié)本降耗、價值創(chuàng)新、生態(tài)共贏，是建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的根本動因。

建筑產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸

建筑產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，在產(chǎn)品品質(zhì)、效率、成本等生產(chǎn)力水平方面，與其他行業(yè)相比還存在著較大的差距，建筑產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平低下導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)總成本高和總效率低的問題，已經(jīng)成為長期制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸，而由此導(dǎo)致的品質(zhì)低、質(zhì)量差、成本高、能耗多等方面的問題也十分突出（圖8）。

目前，建筑業(yè)直接、間接消耗的能源占我國全社會總能耗的46.7%，其中，既有建筑中95%為高能耗建筑，對環(huán)境的影響巨大。馬里蘭大學(xué)的研究表明平均每個工程項目浪費43%；建筑業(yè)安全事故多，據(jù)統(tǒng)計，美國的建筑業(yè)安全事故傷亡人數(shù)居各行業(yè)之首，而中國建筑業(yè)也高居第二位，僅優(yōu)于礦山業(yè)。工人老齡化嚴(yán)重，美國建筑工人平均年齡為43歲，中國為45歲，人口紅利逐步消失。企業(yè)利潤率較低，全球建筑業(yè)企業(yè)利潤率平均為4.4%，中國僅為1%-3%；生產(chǎn)力水平較低，據(jù)麥肯錫的調(diào)研顯示，建筑業(yè)近80%項目超投資，近20%項目超進度（圖9）。

數(shù)學(xué)家柯布和經(jīng)濟學(xué)家道格拉斯提出，勞動力的投入不變、資本的投入不變，產(chǎn)出的增長取決于我們所應(yīng)用的科技的進步。從目前形勢看，無論是快速提升建筑品質(zhì)、還是工程項目提質(zhì)增效，都離不開以數(shù)字化為手段的支撐。根據(jù)麥肯錫全球研究院統(tǒng)計，數(shù)字化可使全球建筑業(yè)的生產(chǎn)力提升14%-15%，成本節(jié)約4%-6%。按此推測，預(yù)計2020年，通過數(shù)字化建設(shè)可推動我國建筑業(yè)產(chǎn)值附加增長0.79萬億元。深化數(shù)字化變革，以全新面貌驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將成為建筑產(chǎn)業(yè)煥發(fā)生機的最佳途徑。

做好“加減乘除”，驅(qū)動建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

圖8 生產(chǎn)力水平低下成為制約建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸

圖9 建筑產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平低下導(dǎo)致諸多問題

圖10 建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“加減乘除”

圖11 “三全、三化”打造數(shù)字化新產(chǎn)業(yè)

圖12 建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的目標(biāo)

當(dāng)前建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級大幕已然拉開，在數(shù)字時代下，建筑產(chǎn)業(yè)如何實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展是根本的需求，是建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的根本動因。具體可以從“加減乘除”四個角度來詮釋建筑產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。其中，提質(zhì)增效、節(jié)本降耗是企業(yè)的生存根本，價值創(chuàng)新、生態(tài)共贏則是企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的必由之路（圖10）。

“做實加法”——提質(zhì)增效是建筑企業(yè)的核心訴求

數(shù)字化是最有力的提質(zhì)增效方式。美國咨詢機構(gòu)的研究表明，在所有企業(yè)中，信息化利用率高的企業(yè)勞動生產(chǎn)率要比利用率低的企業(yè)高約60%-90%，從2000年到2016年制造業(yè)采用數(shù)字化帶來的價值增長高達55%。從整體來看，建筑產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化水平與制造業(yè)相比還較低，未來生產(chǎn)力提升可有50%-60%的增長空間。

“做細(xì)減法”——節(jié)本降耗是建筑企業(yè)的生存之道

不確定性增大的當(dāng)下，節(jié)本降耗是建筑企業(yè)生存的根本。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以賦能建筑企業(yè)實現(xiàn)智能化的決策、數(shù)字化的管理、精益化的建造，為建筑企業(yè)省錢、省心、省時間，幫助建筑企業(yè)真正落實精益建造，實現(xiàn)節(jié)本降耗。美國招標(biāo)建設(shè)網(wǎng)指出，通過將建筑市場帶入互聯(lián)網(wǎng)，可節(jié)約30%-35%的項目成本。在未來10年內(nèi)，建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化將每年節(jié)省建造施工階段0.7萬億-1.2萬億美元的成本。

“做好乘法”——價值創(chuàng)新是建筑企業(yè)的不變追求

依托數(shù)字化完成建筑企業(yè)發(fā)展的提速換擋、為用戶創(chuàng)造新的價值，已成為企業(yè)持續(xù)發(fā)展的必選題。通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建筑企業(yè)利用數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新與服務(wù)化轉(zhuǎn)型，以客戶為中心，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，及時觸達客戶，動態(tài)響應(yīng)客戶需求，創(chuàng)新價值鏈，提供一體化解決方案。

美國建筑公司AECOM利用BIM協(xié)作云平臺，改變了傳統(tǒng)設(shè)計流程，開創(chuàng)了設(shè)計人員、項目管理團隊、BIM團隊協(xié)同工作的新模式。同時，利用沉浸式技術(shù)，實現(xiàn)了項目可視化數(shù)據(jù)獲取及分析，在AI、大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能下，為客戶提供更多樣化、智能化的服務(wù)，范圍涵蓋了項目設(shè)計與工程技術(shù)方案—建設(shè)管理—運營維護全壽命周期。業(yè)主可以根據(jù)自己的需要，任意組合不同建造過程的不同服務(wù)內(nèi)容。

“做優(yōu)除法”——生態(tài)共贏是建筑企業(yè)的重生之路

平臺化運營、生態(tài)化發(fā)展，是數(shù)字時代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要特征。通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，去除產(chǎn)業(yè)鏈上無價值環(huán)節(jié)，優(yōu)化價值鏈上低效的環(huán)節(jié)，消除組織層級中的冗余流程、低效層級，最終提升組織效率，提高生產(chǎn)效率。未來建筑企業(yè)將以項目為中心，打破企業(yè)邊界，重構(gòu)生態(tài)伙伴關(guān)系，發(fā)揮協(xié)同作用，充分利用產(chǎn)業(yè)資源，優(yōu)化項目管理模式，從利益博弈到利益共同體，形成充分協(xié)作，合作共贏，利益分享的產(chǎn)業(yè)生態(tài)新場景。

打造數(shù)字生產(chǎn)力、重塑生產(chǎn)關(guān)系是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的根本

當(dāng)前，以“數(shù)字化、在線化、智能化”為特征的數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)“全過程、全要素、全參與方”的融合催化效應(yīng)已初步顯現(xiàn)，正在全方位重構(gòu)形成建筑產(chǎn)業(yè)新體系，重塑建筑產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系。其轉(zhuǎn)型和重構(gòu)范式，可用一個簡潔的公式進行概括：傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)+（三全·三化）=新產(chǎn)業(yè)。即傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)從全過程、全要素、全參與方三個方面進行解構(gòu)，再通過數(shù)字化、在線化、智能化進行重構(gòu)，形成以數(shù)據(jù)為依托的新的生產(chǎn)要素，構(gòu)建以新設(shè)計、新建造、新運維為代表的“三新”生產(chǎn)力，最終驅(qū)動建筑產(chǎn)業(yè)全過程、全要素、全參與方的升級，形成數(shù)字化轉(zhuǎn)型下的新產(chǎn)業(yè)（圖11）。

建筑產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將是打造產(chǎn)業(yè)數(shù)字生產(chǎn)力、重塑數(shù)字生產(chǎn)關(guān)系的過程。通過生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的相互作用、升級迭代，建筑產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)讓每個工程項目成功的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，交付個性、綠色、健康、工業(yè)級品質(zhì)的建筑產(chǎn)品，為人們提供更加美好的生活和工作環(huán)境。

讓每個工程項目成功，是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)

將建筑產(chǎn)業(yè)提升到工業(yè)級精細(xì)化水平，是建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向。建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需在以數(shù)字技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技引領(lǐng)下，以新型建筑工業(yè)化為核心，以數(shù)字化手段為有效支撐，通過綠色化、工業(yè)化、數(shù)字化的“三化”融合，將建筑產(chǎn)業(yè)提升至現(xiàn)代工業(yè)級的精益化水平，最終實現(xiàn)讓每一個工程項目成功的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。參照“英國政府對建筑產(chǎn)業(yè)2025的策略和要求”，項目成功目標(biāo)可以定義為在滿足“0”質(zhì)量缺陷、“0”安全事故的前提下，成本降低1/3、二氧化碳排放量減少50%、生產(chǎn)進度加快50%（圖12）。

除英國外，還有很多國家也對建筑產(chǎn)業(yè)明確了中長期的發(fā)展目標(biāo)。例如，愛爾蘭提出到2021年，實現(xiàn)建筑行業(yè)工程項目進度加快20%、資金成本下降20%、出口增長20%的目標(biāo)。日本在“i-construction（建設(shè)工地生產(chǎn)力革命）戰(zhàn)略”中，明確了行業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)：2025年將建筑工地的生產(chǎn)率提高20%，2023年將由內(nèi)因造成的事故降為0，并實現(xiàn)建造生產(chǎn)過程與三維數(shù)據(jù)全面結(jié)合。

借助數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建筑產(chǎn)品的成功標(biāo)準(zhǔn)也將發(fā)生變化。據(jù)統(tǒng)計，人類的社會活動大約有4/5的時間在建筑物中度過，建筑為人們提供了生活和工作的環(huán)境。建筑產(chǎn)品的成功對人們美好生活的追求和向往影響深遠(yuǎn)。以人為本、功能好、品質(zhì)佳、性能優(yōu)、壽命長是建筑產(chǎn)品成功的重要體現(xiàn)。中國《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)（2019）》在安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居等方面，對建筑產(chǎn)品提出了更高、更全面的要求。

通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，未來的建筑產(chǎn)品一定是可滿足用戶參與的個性化規(guī)模定制的建筑、工業(yè)級品質(zhì)的建筑、以人為本的健康建筑。建筑將升級為可感知、可分析、可控制，乃至能自治的智慧“生命體”，可以自動識別工作、娛樂、休息等不同場景，無感監(jiān)測人體體征。建筑還可以動態(tài)調(diào)節(jié)和控制采光、通風(fēng)、溫濕度等設(shè)備，智能感知與優(yōu)化人和環(huán)境的關(guān)系，為人們提供舒適健康的空間環(huán)境和精準(zhǔn)服務(wù)。

打造建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字生產(chǎn)力是數(shù)字化轉(zhuǎn)型核心

打造數(shù)字生產(chǎn)力，是指通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，形成以新設(shè)計、新建造和新運維為代表的新生產(chǎn)力。以客戶為中心，連接需求端和供給端，打造全過程、全要素、全參與方的數(shù)字生產(chǎn)線，實現(xiàn)全數(shù)字化樣品、工業(yè)化建造和智慧化運維，持續(xù)推動產(chǎn)品創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新，從而應(yīng)對不確定性風(fēng)險，進而構(gòu)建強大的新競爭優(yōu)勢，全面提升生產(chǎn)力，賦能建筑企業(yè)“多、快、好、省”地實現(xiàn)工程項目成功。

一是企業(yè)通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，充分優(yōu)化企業(yè)資源配置效率，企業(yè)的經(jīng)營決策將更加依賴基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)決策，集約化實現(xiàn)企業(yè)多項目管理；二是企業(yè)通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，先方案模擬再施工，零成本試錯，實現(xiàn)設(shè)計方案最優(yōu)，施工方案可行，經(jīng)濟方案合理，提升生產(chǎn)效率，減少窩工、返工和變更，實現(xiàn)按期交付，甚至進度提前的目標(biāo)；三是企業(yè)通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，充分滿足客戶需求，精益化項目管理，提升工程質(zhì)量，降低安全事故；四是通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)節(jié)本降耗，最大化減少浪費，提高企業(yè)利潤。

重塑與產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系是數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵

隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展，數(shù)字生產(chǎn)力將逐步建立，新的生產(chǎn)場景隨之產(chǎn)生，必然深刻影響生產(chǎn)關(guān)系。生產(chǎn)關(guān)系需要與生產(chǎn)力相適應(yīng)，工業(yè)時代所形成的無論是企業(yè)內(nèi)的層級化、職能化的生產(chǎn)關(guān)系還是企業(yè)間的合作分工模式，已經(jīng)不能適應(yīng)數(shù)字時代新生產(chǎn)力發(fā)展的需求，數(shù)字化轉(zhuǎn)型必須要從全社會、全產(chǎn)業(yè)、全供應(yīng)鏈的角度，重塑匹配“云大物移智”等數(shù)字生產(chǎn)力的數(shù)字化生產(chǎn)關(guān)系是轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

與數(shù)字生產(chǎn)力相匹配的新生產(chǎn)關(guān)系，將具有產(chǎn)權(quán)清晰可溯、交易與協(xié)作高效可信、分配公平有據(jù)的基本特征，同時也將加速改變產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系、項目全過程協(xié)作關(guān)系、組織內(nèi)生產(chǎn)關(guān)系三方面生產(chǎn)關(guān)系。

改變產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系。數(shù)字化轉(zhuǎn)型打破了傳統(tǒng)邊界對于企業(yè)發(fā)展的束縛，促進了企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享，也推動了產(chǎn)業(yè)之間的跨界融合，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)信任關(guān)系，使產(chǎn)業(yè)上下游的關(guān)系將變得更加透明和緊密，形成數(shù)字化新生態(tài)。以交易為例，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將引發(fā)建筑市場交易模式的變革，在需求端、供給端之間搭建數(shù)字化高速公路；5G、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用打破了傳統(tǒng)市場交易的時空限制，降低了市場搜尋成本，交易的個性化、長尾化和便捷度空前提高；區(qū)塊鏈技術(shù)使交易更加透明、可信、可追溯；大數(shù)據(jù)+人工智能精準(zhǔn)匹配供需兩側(cè)，讓交易更加智能精準(zhǔn)。

改變項目全過程協(xié)作關(guān)系。新型協(xié)作模式與生態(tài)伙伴關(guān)系是數(shù)字時代生產(chǎn)關(guān)系的重要組成部分。通過數(shù)字技術(shù)的集成應(yīng)用，在數(shù)字化平臺的賦能下，建設(shè)方、施工方與咨詢方等各參與方以項目為中心，構(gòu)建風(fēng)險共擔(dān)、價值共創(chuàng)、利益共享的新型生態(tài)伙伴關(guān)系，形成項目利益共同體，產(chǎn)生高度協(xié)同的效應(yīng)，將生產(chǎn)力提升到新的層次，從項目層面加速數(shù)字生產(chǎn)力的落地。

改變組織內(nèi)生產(chǎn)關(guān)系。通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建筑企業(yè)組織邊界將被打破，向網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作轉(zhuǎn)變。構(gòu)建數(shù)據(jù)化、透明化、輕中心化的組織模式，管理機制將向?qū)蛹壙s減的扁平化轉(zhuǎn)變，運行方式向高效靈活的柔性化轉(zhuǎn)變。重構(gòu)企業(yè)與客戶、企業(yè)與員工、組織與組織之間的關(guān)系，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動，為建筑企業(yè)與客戶建立了實時互動和反饋的價值連接和動態(tài)響應(yīng)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，改變企業(yè)組織管理的模式，為企業(yè)創(chuàng)造更多更大的效益，同時有利于提升組織的效能，以實現(xiàn)與數(shù)字生產(chǎn)力的匹配。

數(shù)字建筑是建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心引擎

在建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大趨勢下，作為數(shù)字技術(shù)與建筑產(chǎn)業(yè)深度融合的“數(shù)字建筑”，是實現(xiàn)工程項目成功的關(guān)鍵，也是先進“數(shù)字生產(chǎn)力和新生產(chǎn)關(guān)系”的代表，必然成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心引擎。數(shù)字建筑是指利用BIM和云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的行業(yè)戰(zhàn)略。它結(jié)合先進的精益建造理論方法，集成人員、流程、數(shù)據(jù)、技術(shù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑的全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，構(gòu)建項目、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的平臺生態(tài)新體系，從而推動以新設(shè)計、新建造、新運維為代表的產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)讓每一個工程項目成功的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)（圖13）。

圖13 數(shù)字建筑賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

圖15 數(shù)字建筑平臺驅(qū)動建筑產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)建造服務(wù)化轉(zhuǎn)型

數(shù)字建筑將重新定義建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在數(shù)字建筑的驅(qū)動下，建筑產(chǎn)業(yè)將在產(chǎn)品形態(tài)、商業(yè)模式、管理模式、生產(chǎn)方式和交易方式等方面產(chǎn)生新的變化。生產(chǎn)方式的變革，將推動建造過程從物理建造向數(shù)字孿生建造轉(zhuǎn)變，進而帶來管理模式與交易方式的變化，使商業(yè)模式向規(guī)?；ㄖ?、服務(wù)化建造轉(zhuǎn)變，最終帶來產(chǎn)品形態(tài)變化，交付“數(shù)字虛體+物理實體”兩個建筑（圖14）。

產(chǎn)品形態(tài)變化：從實物產(chǎn)品到“實物產(chǎn)品+數(shù)字產(chǎn)品”

“實體建筑+虛體建筑”，將成為最終交付給客戶的產(chǎn)品形態(tài)。虛體建筑打造了與物理實體空間結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的動態(tài)數(shù)字模型，在項目全過程保持實時映射和動態(tài)更新，大幅提高了項目的協(xié)作效率和協(xié)同效果；數(shù)字虛體建筑包含了建筑產(chǎn)品的各種信息，例如建造過程和材料的溯源數(shù)據(jù)，建筑產(chǎn)品的各種空間和屬性數(shù)據(jù)等。實體建筑在虛體建筑的孿生賦能下，將會實現(xiàn)精益化建造過程，并達到工業(yè)級精細(xì)化水平。

商業(yè)模式的創(chuàng)新：從產(chǎn)品交付型建造到服務(wù)型建造與運營

通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建筑產(chǎn)業(yè)的價值創(chuàng)造將不僅集中在建筑產(chǎn)品的建造和交付階段，而且會向建筑產(chǎn)品運營階段延伸，通過提供物業(yè)服務(wù)、健康服務(wù)和運維服務(wù)等，創(chuàng)造出更大的價值空間，實現(xiàn)建造服務(wù)化轉(zhuǎn)型，其主要包括：建筑過程服務(wù)化，針對建設(shè)項目全過程的服務(wù)，涵蓋全數(shù)字化虛擬建造服務(wù)、實體精益建造服務(wù)、工程金融服務(wù)等；產(chǎn)品使用服務(wù)化針對產(chǎn)品的使用過程，為用戶在使用階段、體驗方面提供服務(wù)，是面向用戶的服務(wù)，涵蓋產(chǎn)品制造服務(wù)化、機械設(shè)備服務(wù)化、產(chǎn)品運維服務(wù)化等內(nèi)容（圖15）。

管理模式的變革：從“相互博弈”到項目數(shù)字化集成交付

通過數(shù)字建筑的智能化協(xié)同作用，傳統(tǒng)項目管理模式設(shè)計、施工、運維階段相對割裂、缺乏協(xié)同的不利局面會得到徹底改變，參建各方不再是利益博弈的關(guān)系，而是通過數(shù)字IPD（項目集成化交付）等新型管理模式，形成利益共同體，在項目生命周期內(nèi)密切合作，共同完成項目目標(biāo)并使項目收益最大化。

交易方式的變革：從“要我誠信”向“我要誠信”

當(dāng)前，建筑行業(yè)的交易較多依賴于雙方的合作歷史、第三方的推介或是供應(yīng)方的品牌，交易周期長，成本高，風(fēng)險也比較大。未來應(yīng)用大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)，將參與各方在項目全生命周期的信息全部上鏈，形成新的信用擔(dān)保，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字征信體系，降低交易成本、減少風(fēng)險，保障各方權(quán)益。融資、采購、招投標(biāo)、銷售、租賃等交易場景都可從“要我誠信”向“我要誠信”的方向加速演進。

生產(chǎn)方式的變化：從實體建造到數(shù)字孿生建造

在傳統(tǒng)的工程建設(shè)中，項目各階段相對割裂、缺乏協(xié)同，設(shè)計階段未充分考慮到施工的可實施性與運維階段的實用性，造成大量返工、延期和成本超控。在數(shù)字時代，未來每個房子將“建兩遍”：首先是全數(shù)字化虛擬建造一遍；其次是再工業(yè)化實體建造一遍。在虛擬建造過程，參建各方通過數(shù)字建筑平臺進行智能設(shè)計、虛擬生產(chǎn)、虛擬施工和虛擬運維的全過程數(shù)字化打樣，交付設(shè)計方案最優(yōu)、實施方案可行、商務(wù)方案合理的全數(shù)字樣品。再通過基于數(shù)字孿生的精細(xì)化到工序級的精益建造，在物理世界中建造出工業(yè)級品質(zhì)的實體建筑，做到項目浪費最小化、價值最大化，將建造提升到現(xiàn)代工業(yè)級精細(xì)化水平（圖16）。

數(shù)字建筑推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型迭代演進

建筑產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將是一個不斷發(fā)展演進的過程，需要在數(shù)字技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技引領(lǐng)下，以新型建筑工業(yè)化為核心，通過綠色化、工業(yè)化、信息化的三化融合，將建筑產(chǎn)業(yè)提升至工業(yè)級精細(xì)化水平，規(guī)?；瘽M足用戶個性化需求，交付達到工業(yè)級品質(zhì)的健康建筑產(chǎn)品。數(shù)字建筑作為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心引擎，通過主要應(yīng)用場景的迭代升級推動建筑產(chǎn)業(yè)朝著數(shù)字化、在線化與智能化的方向發(fā)展。

數(shù)字建筑賦能下的典型業(yè)務(wù)場景可以劃分為如下等級：

L1等級以工具輔助為典型特征，數(shù)字化作為生產(chǎn)工具輔助產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，包括BIM正向設(shè)計、數(shù)字項目管理（BIM建造+數(shù)字工地）、BIM運維等典型應(yīng)用場景；

L2等級以融合發(fā)展為典型特征，數(shù)字化成為新的生產(chǎn)力。在設(shè)計階段以虛擬設(shè)計與建造（VDC）為主要應(yīng)用場景，建造與運維階段以數(shù)字孿生為基礎(chǔ)，將實現(xiàn)精益建造、預(yù)防性運維、主動響應(yīng)式服務(wù)等典型應(yīng)用場景；

L3等級以智能主導(dǎo)為典型特征，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能，實現(xiàn)MR智能輔助設(shè)計、智能建造、智能運維等應(yīng)用場景；

L4等級以智慧替代為典型特征，人工智能將賦能設(shè)計、建造、運維等階段實現(xiàn)全面自治，極大地滿足人們需求，建筑產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)全面數(shù)字化（圖17）。

由于不同的核心場景成熟所需要的技術(shù)與模式不同，其具體落地的時間也將有所差異。以當(dāng)前為起點，按照數(shù)字建筑賦能成熟度的不同，將各階段的典型業(yè)務(wù)場景歸并到不同的成熟度階段。

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的平穩(wěn)起步階段（N1），BIM運維與數(shù)字項目管理（數(shù)字工地）將首先實現(xiàn)，為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下業(yè)務(wù)基礎(chǔ)；

在快速發(fā)展階段（N2），L1等級的BIM正向設(shè)計、數(shù)字項目管理（BIM建造），L2等級的虛擬設(shè)計與施工、智能制造，L3等級的MR智能輔助設(shè)計場景將初步落地實現(xiàn)；

在優(yōu)化提升階段（N3），L2等級與L3等級的場景完全實現(xiàn)，L4等級的智慧建造（無人工廠）場景也已經(jīng)成熟；

在成熟落地階段（N4），L4等級的智慧設(shè)計、智慧建造（無人工地）、智慧運維將最終落地，標(biāo)志著建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型完成（圖18）。

圖16 生產(chǎn)方式由實體建造向數(shù)字孿生建造轉(zhuǎn)變

圖17 數(shù)字建筑賦能下典型應(yīng)用場景

圖18 數(shù)字建筑賦能下典型場景成熟周期

數(shù)字建筑業(yè)務(wù)場景的落地，不是任何一項技術(shù)可以獨立支撐的，也不是簡單的多項技術(shù)的集成應(yīng)用，而是一項極其復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，需要循序漸進地發(fā)展。

數(shù)字建筑推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型迭代升級，需要數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，數(shù)字建筑平臺作為建筑產(chǎn)業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，將是落實數(shù)字建筑行業(yè)戰(zhàn)略的重要支撐。通過數(shù)字建筑平臺，將構(gòu)建起通往數(shù)字孿生世界的“鐵公基”，推動建筑產(chǎn)業(yè)全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，構(gòu)建項目、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的平臺生態(tài)新體系，從而推動以新設(shè)計、新建造、新運維為代表的產(chǎn)業(yè)升級，助力實現(xiàn)“讓每一個工程項目成功”的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。