用新加坡经验看中国建筑业的数字化转型
2021/11/25 11:09:18    来源:中国砂浆网

  蒸汽机的发明,拉开了工业革命的序幕;电动机的问世,转动了电气时代的钥匙。人类社会发展和进步的驱动从来都只有一个,便是通过科技革新和产业变革解放低效劳动力,聚焦赋能核心生产力。

蒸汽机的发明,拉开了工业革命的序幕;电动机的问世,转动了电气时代的钥匙。人类社会发展和进步的驱动从来都只有一个,便是通过科技革新和产业变革解放低效劳动力,聚焦赋能核心生产力。


中国建筑业,从秦王举全国劳工堆砌长城,到明清聚数万工匠雕琢紫禁,尽管在历史进程中完成了对美学和工艺的积淀和创新,对于生产力的提升改造却停滞了千年。到第二次工业革命100年后的20世纪中期,我国建筑业才开始使用机械来替代肩扛手抬的传统生产方式,缓慢开启了机械化转型的进程。


进入21世纪,以电脑、互联网为代表的信息化技术接连叩开了第三、第四次工业革命的大门,经济社会对于生产力的发展也逐步脱离了单一的“提速”需求。数字信息和信息技术开始在社会发展的各个领域中进行广泛的渗透和融合,通过信息化将生产力向“全方位赋能”和“全产业链增值”的功能转型也成了新时代科技革新和产业变革的内核。


作为传统实体行业的代表,我国建筑业在经历了改革开放的黄金年代后,以一朝千里的态势完成了行业规模的迅速扩张,逐步发展成为国民经济的支柱产业。


然而,进入新时代后,随着政策、经济、社会环境对建筑市场的一步步挤压,以及客户诉求的不断升级,建筑行业建设周期长、资金投入大、管理水平差、营收效益低等一系列“伤疤”才被慢慢揭开,行业生产力被严重拖累,极大地制约着我国建筑业的高质量发展。


如何顺应信息化潮流,通过数字化转型,优化管理、提质生产力,将是当下我国建筑业夯实经济支柱基础,推动工业4.0进程的焦点课题。


笔者曾在新加坡从事多年的工程管理工作,结合对新加坡建筑业数字化转型的所见所闻,接下来着重谈谈新加坡房建和基建领域数字化转型的成功经验。


01


房建领域


▌1、政策谋划、顶层设计,加快预制技术的普及


新加坡装配式技术的落地,很大程度上得益于其“居者有其屋”的国家住房政策。1960年,刚刚脱离英殖民统治的新加坡,社会发展落后,住宅条件破旧,李光耀提出了“居者有其屋”的口号,建立起保障性住房制度(又称组屋制度),通过政府拿地并定价,同时成立国家建屋发展局(HDB)主导建筑设计、施工以及后期的维护和运营,以此保证绝大部分的新加坡家庭能够入住廉价组屋。政策实施以来,新加坡境内各地纷纷兴建组屋,民众居住条件不断改善,本国入住组屋的人口占比快速攀升。


与此同时,为了早日实现“居者有其屋”的愿景,建屋局于20世纪80年代开始优化组屋设计,对不同类型的组屋单位及户型采取了相同或近似的结构设计,并以此为契机将预制-装配式建筑理念引入建筑市场,推动了组屋建设工程的模块化和标准化发展,简化设计流程的同时也加速了施工进程。


由于组屋建设工程占据着新加坡七成以上的房建市场,预制技术得以快速发展,境内一座座预制工厂顺应潮流而建。20世纪90年代初,新加坡的预制式住宅已颇具规模,全国12家预制企业,年生产总额1.5亿新币,占建筑业总额的5%。至90年代后期,组屋建设已进入全构件预制阶段。


仰赖于组屋作为保障性住房户型标准化程度高、建设量大(最高时可占全年建筑业产值总额的一半)的特点,项目的设计和建造时间得以压缩,预制构件厂模板生产的成本得以降低,预制式建筑的优势得到最大限度的发挥。


据统计,通过预制式建造的组屋,与现浇技术相比,现场建筑垃圾减少83%,材料损耗减少60%,建筑节能5%以上。住宅的施工质量可控性更高,误差精度精确到5毫米以内。与传统现浇模式相比,工效提升两倍之多,极大地降低了对劳工的依赖。


▌2. 政企共筑、产业升级,以PPVC装配式技术推动行业数字化转型


在PC预制技术彻底普及的当口,新加坡政府于2010年和2014年相继颁布了两个建筑生产力路线图,分别制定了综合模块化集成建设与预制厂建设规范、预制构件制造与装配设计的规范,旨在结合成熟的PC预制技术和理念,以及完善的产业硬件设施和技术人员储备,逐步开展PPVC装配式技术的推广。


PPVC技术是在设计端将一个整体的住宅单元按结构拆分为不同的功能模块,在加工端的预制工厂中对各个模块进行组装加工并装修,保证其内部装修达到要求水平后分批运输至工程现场,在施工端对不同模块进行现场吊装和拼接的链条式施工技术。


由此更加彻底地将建筑业变成了产品能在工厂内可控生产和流水作业的制造业,并在单体预制构件的基础上继续提高建筑施工效率,使工地工作量大幅度降低,并显著缩短施工周期并减少用工人数。


2014年11月,新加坡政府首次在Yishun Avenue 4综合发展项目中规定强制使用PPVC技术。之后,通过打包使用PPVC技术的合同条款陆续出让了部分土地给私人开发商,进一步推动了PPVC建设项目的遍地开花。


PPVC的全面推广也带动了产业链上下游企业的快速发展。在设计端,超大型项目的建筑模块对设计提出了更精细的需求,进一步带动了BIM技术的应用和普及;在制造端,新加坡可制造钢结构PPVC系统的企业5年间增多了11家,混凝土PPVC系统的生产商也由2014年的0家增至2019年的28家;在运输端,利用二维码等追踪构件行程的智慧物流技术已在部分新建项目落地。


目前,为进一步提高生产力,建屋局正与南洋理工大学合作开发一套综合建筑信息系统(IBIS),力求使项目信息可以在上下游企业间实时共享,进一步打通设计方、构建厂商和施工单位之间的信息壁垒,推动建工产业继续向模块化、信息化发展。在推动普及了装配式后,组屋建设依然站在产业升级的前沿。


02


基建领域


▌1. 制度引领,搭建数智生态


新加坡于1995年成立建设与房地产网络平台,旨在以BIM技术为基石推动无缝衔接管理及项目信息和跨不同平台的交付和整合,通过精简建筑业零散的工作流程,实现工期、质量及生产效率的改善。2010年,新加坡公共工程正式开始以BIM设计施工,2015年新加坡建设局颁布政策规定所有新建建筑工程均需采用BIM电子提交。


时至今日,BIM技术已在新加坡基础设施建设领域全面铺开。通过在公共基础设施建设中以BIM技术为依托构建数据中心,再到信息收集、联通、整合、分析和应用,新加坡已基本搭建完成公共设施领域的数智生态。


▌2. 数据整合,汇聚信息资产


翻看新加坡BIM技术应用的文献,很容易找到基于BIM技术的“Assets”(资产)概念。国内谈及BIM技术,往往只会局限在设计流程、施工管理等方面,很少会有人把BIM输出的相关数据理解为“资产”。建筑企业使用软件生产成果,往往也只会关注其输出和交付的图纸或者模型,设计院、工程师在成果输出的过程中设定的、引用的以及假设的一系列数据都被留在硬盘中,成为了暗处的静态“资产”。


但数据整合并非只针对终端处于明处的数据,而应该是被时间轴贯穿在整个设计流程和施工运维周期中,去整理、联合各项明处和暗处的数据。特别是在基础设计领域,顺着这个时间轴向未来,可以对建筑和城市的性能表现做分析、预测;顺着时间轴向过去,可以追溯问题的根源从而寻求答案。


新加坡政府对于基础设施领域的建筑定位同商用建筑有很大的不同,基础设施的核心功能不是盈利,而是要满足特定的使用需求。依托、内嵌在基础设施建设过程中的信息管理也就不仅仅是为了节省成本、提高效率,而是提供信息反馈、帮助解决问题。


▌3. 平台搭建,释放数据活力


我们能在新加坡很多基建领域找到相关的成熟案例。


一是在智慧城市领域,新加坡政府整合、集成了境内所有完成及在建市政项目的BIM模型数据,将所有独立的模型和项目关联起来,建立了涵盖724平方公里国土的GIS(地学信息系统)系统,搭建了一个国家级的城市地学分析平台,基于不断更新的城市全要素基础数据平台,相关市政领域的设计工作能在短时间获取基础数据,同时其设计关注面也将从一条道路关联到整个街区,最大限度发挥公共建筑物的功能性。


二是在港口建设方面,新加坡港作为亚太地区第二大港口,旧港维护和新港建设的项目涵盖了繁多且复杂的单项工程。


港口堆场的道路设计、码头引桥的公路设计、驳船码头的机械设计、输油管道的管线设计、行政机关的办公楼设计以及城市地下的综合管网设计,都需要将各个独具特色的单体工程融合在一起。


尽管不同领域的设计规范有差别,设计软件也不尽相同,但是同样归属在基础设施领域的数据是相通的,数据作为信息的载体也是可以在各个细分行业中实现传输的。新加坡政府通过搭建港口建设信息平台,整合不同来源、不同归口的数据资料,打通各个领域的信息交界,保证了各个单项工程在限定时间内高质量地完成了大量的交接工作。


结合新加坡在房建和基建领域数字化转型的发展历程,不难总结出新加坡建筑业数字化转型的他山之石。


政策导向和顶层设计是第一驱动力。事实上,除去组屋建设市场,新加坡目前应政府要求新建的PPVC建筑很难有稳定的盈利预期,特别是标准化程度低的综合体设施,相较现浇施工依然没有成本和工期优势。


新加坡预制技术的普及和装配式建筑的推广主阵地一直都是在社会需求量大、标准化程度高的组屋建设市场,一方面,保障房制度保证了组屋市场的建设规模,另一方面,优化设计后的组屋模块结构相似、模型相通,新技术的推广和应用才得以在降低生产成本和提升生产效率中完全发挥作用。


平台化是建筑业数字化转型的必经路。基础设施作为经济社会发展的基础和必备条件,其社会功能性远高于市场盈利性,建筑行业中的企业作为基础设施设计、施工和运营的全周期服务商,在信息时代重塑工作协同和数据交融的新格局下,应该主动搭建数据平台,主动输出数据、整合信息、联通产业,主动探索“+数据”、“+信息”、“+互联网”的路径,发挥功能性价值,而不能等着被“数据+”、被“信息+”、被“互联网+”,进而被动的沦为其他产业的数据中心,最终被别人所整合。


诚然,新加坡的国情和建筑市场与中国大相径庭,很多经验不能照搬。我国建筑业的数字化转型,有其自身的背景和规律。


▌4. 政策指引、目标明确,转型风口已至


2020年7月,住房和城乡建设部等13部门联合印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确提出了推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导思想、基本原则、发展目标、重点任务和保障措施。《指导意见》从加快建筑工业化升级、加强技术创新、提升信息化水平、培育产业体系、积极推行绿色建造、开放拓展应用场景、创新行业监管与服务模式等七个方面提出了工作任务,制定了围绕建筑业高质量发展的总体目标。


▌5. 顶层设计、因地施策,转型循序渐进


我国建筑行业历经千年的发展,已经具备了一套沿用多年的传统生产方式,数字化转型不可能一蹴而就。同时,我国幅员辽阔,各地社会发展和经济水平差异较大,因此应在顶层设计的指引下,针对不同区域,制定不同的施策方针。


其中对于装配式建筑的推广,《“十三五”装配式建筑行动方案》明确2020年全国装配式建筑占新建建筑的比例需达到15%的同时,对“重点推进、积极推进、鼓励推进”三类地区分别设定了20%、15%、10%的目标,要求各地加强对供给侧和需求侧的双向支持力度,利用各种资源和渠道,支持装配式建筑的发展。


▌6. 技术普及、专项激励,转型蓄势待发


随着大数据、软件、云计算、人工智能等信息化技术的快速发展和行业渗透,我国建筑行业的信息化已经逐步进入BIM普及阶段。近年来,BIM5D技术被大力推广,涵盖设计、施工、安全、环保和运维的全生命周期智慧协同管理体系也被更多的企业开发并使用,截止2020年,我国BIM市场规模已突破12.5亿元(数据来源:中研普华产业研究院整理)。


与此同时,在推进建筑企业数字化转型方面,各省市也纷纷出台激励政策,通过用地支持、财政补贴、专项资金、税费优惠、容积率、评奖、信贷支持、审批、消费引导、行业扶持等方式给予建企足够的政策和资金支持。


建筑行业是一个庞大的组群,上游开发商、中游建筑商、下游运营商都逃避不了在行业亟待转型大背景下被裹挟的命运。转型动力如何由面渗透到线、由线分解到点,再反过来由点及面、由少到多,都是一条条煎熬的道路。


作为建筑业从业人员,在看到新加坡建筑业的转型历程,看到有方向、有愿景、有谋划的政策指引后,相信我们的企业能够武装胆略和魄力,革故鼎新,推动行业成功向数字化转型。





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