建筑業瓦解的時機已經成熟,各種大型項目超進度20%以上,超投資更是達到80%以上(見圖1所示),自20世紀九十年代以來建筑業生產效率實際在下降(見圖2所示),承包商的利潤率一直相對較低并且不穩定。
然而,建筑行業在應用技術和管理創新上一直行動遲緩。例如,項目策劃過程中現場和辦公室工作協同程度不夠,常常紙上談兵。承包商沒有被激勵進行風險分擔和創新,績效管理不合適,供應鏈實踐也不精細。行業從來不擁抱新的數字化技術,即使是長期回報顯著也不進行前期投入(見圖3)。研發費用投入大大低于其他行業,僅僅投入不足收入的1%,而汽車和航空領域則為3.5%到4.5%,信息技術的投入同樣如此。
隨著項目的復雜性和規模日益提高,這一問題更富挑戰性。環境敏感性需求的提高意味著傳統實踐必須變革,富有經驗的勞動力和管理人員的短缺會變得越來越嚴重,這就要求必須采用新的思維方式和工作方式。傳統的觀點認為,建筑業必須采用漸進式改進,一部分原因是因為很多人認為項目具有一次性,不可能大規模采用新理念,擁抱新技術不切實際。
麥肯錫全球研究院估計到2030年將有57萬億的基礎設施投入,這會大規模刺激一些公司投入新的技術和改進實踐方法來提高生產效率和項目交付方式。在該報告中,我們認為在接下來的5年中,有5種方式可以改變建筑業。
瓦解建筑業:五大理念
這五大理念并非遙不可及,而是實實在在的實踐創新,并且這五大創新需要共同發揮作用才能取得更大影響。
之一,高清晰度測量和定位技術
不可預知的地質問題是項目延期和超預算的關鍵原因。項目實際條件和早期勘查預計的差異,要求項目需要花費較多時間以變更項目范圍和設計。新技術可以繼集成高分辨率圖像技術、3D掃描技術、地理信息系統(GIS)技術和無人機技術等,來顯著提高精確度和速度。例如,激光雷達探測和測距技術比傳統技術、3D圖像技術、BIM技術和項目計劃工具集成效果更好,如圖5所示。借助探地雷達、磁力儀以及其他設備,激光雷達能產生項目基地地面以上和地面下的3D圖景,這能大大減少環境敏感性項目或者歷史文化項目的不確定性干擾。
這些先進的勘查技術能通過GIS技術補充,使地圖、圖像、測距和GPS定位等綜合應用。這些信息可以上載到其他分析和可視化軟件以用于項目計劃或者施工中。
由于成本顯著下降,現代信息技術越來越容易獲取。激光雷達和實時動態GPS現在大約1萬美元;高分辨率攝像機越來越小,也越來越輕;相比傳統直升機,工業無人機越來越快,也越來越便宜。目前也有專業公司協助進行無人機拍攝、數據獲取和信息可視化,一些政府機構和非政府組織也開始提供免費激光雷達測距地圖。
之二,下一代5D建筑信息模型(BIM)
上世紀70年代,大型航空公司開始使用3D計算機模型,這幫助航空業生產效率提高了10倍。然而,建筑業還沒有采用覆蓋項目計劃、設計、施工和運維全過程的集成平臺。相反,建筑業仍然依賴定制的軟件工具,項目業主和承包商經常使用不同的平臺,相互之間并不同步。結果,就沒有了單獨的數據源以提供項目設計、成本和時間管理的集成、實時的信息。
下一代5DBIM能為任何一個項目提供實體和功能特征的5維信息,即除了標準的3D空間設計參數以外,還包括項目的成本和進度。同時也包括一些細節,例如幾何結構、規格、美學、熱能和聲學特性。一個5DBIM平臺能為業主和承包商提供項目成本和進度變更影響的識別、分析和記錄,如圖6所示,也能幫助承包商更好開展早期風險識別和決策。
一項研究發現,有75%采用BIM的企業認為,BIM技術給他們帶來了積極回報,包括更短的項目周期、紙質文檔和材料成本的節省等。如果進一步和AR(放大現實)及可穿戴裝備結合,5DBIM技術的價值會更大。為了更好的獲得BIM技術的豐富價值,項目業主和承包商從設計階段就需要將用戶嵌入進來,所有的利益相關者都采用和BIM兼容的標準化的設計和報告格式。此外,業主和承包商需要投入資源和資金來應用BIM。