2023建筑业工程项目管理数字化研究报告.pdf

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：2023.03目 录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%61.4%28.5%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：20222022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行业数字化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）、项目立项投标项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、进度管理等项目竣工阶段的交付验收结算、文档汇总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，强化行业生态目 录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%2011201220132014201520162017201820192020202118.0%16.9%13.5%8.6%7.0%6.2%5.9%5.1%2.7%4.9%2012201320142015201620172018201920202021图1：2011-2021年建筑业产值利润率情况图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势。利润的下降逃不开两个话题，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02010331.7%32.3%34.4%36.3%37.7%41.0%15.3%15.3%15.8%17.3%20.8%23.7%201720182019202020212022.9八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，建企面临重重危机附加值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，新鲜血液不足。建筑业将面临劳动力短缺，传统的工作方式与管理方式将难以为继。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44%46%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42%48%41%45%35%43%33%40%32%49%27%36%26%30%24%30%22%30%2%7%5%11%10%24%15%7%12%17%目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年目前未来2 2年图：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图1 1：应用的新技术9829120192027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”流程与预警系统图2 2：服务交付方式图3 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目 录前言研究范畴与说明Part 01Part 02Part 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、降低服务陈本生产安全人：人员考勤、工时统计机：设备运转、维修、生产情况料：用料情况、构件库存法：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，基于新技术应用创新管控协同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，通过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BIMBIM管理施工2.3 工程项目管理的数字化体系以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等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、AI、AR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+以BIIM+为核心构建整套数字化体系集成多组件应用总承包分包商业主监理设计连接多参与方生产管理合同管理商务管理质量管理安全管理劳务管理物料管理服务敏态业务以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、统一入口、统一技术标准和数据接口，实现组件模块之间的协同与数据共享。以BIM为底座连接项目生产过程中的众多参与方，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，实现在线实时可查。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，发现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输。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目 录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性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理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，通过RPA、AIoT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SaaSSaaS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、劳务管理简单易用即开即用：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，成立于2018年1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，以AR、AI技术为核心，将多源数据1：1还原到建筑实景，提升AEC行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2021年9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.以BIM数据为核心的多源数据融合、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的高精度专利级AR定位技术，结合自研智能硬件使用，通过AR能力让BIM使用最大化。3.计算机视觉自动识别，点云语义分割，以及三维开放数据集，为AI识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+ARBIM+AR管理平台房建行业 解决方案基建行业 解决方案应用层业务层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BIMBIM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RTKIoT3.4 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验评月例会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项AR比对计划Y重点区域分部分项AR比对现场比对报告整改通知单实施整改N现场复核N结束Y重点区域分部分项AR比对重点区域分部分项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扫码联系商务合作关注甲子光年公众号群内每日免费分享5份+最新资料300T网盘资源+40万份行业报告为您的创业、职场、商业、投资、亲子、网赚、艺术、健身、心理、个人成长 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